पल्सार : सामान्यतः ताऱ्‍यांपासून होणारे प्रारणाचे ( तरंगारूपी ऊर्जेचे ) उत्सर्जन अखंडपणे होत असते. रेडिओ तरंगांचे (३मिमी. ते ३० मी. तरंगलांबी असलेल्या तरंगांचे) ठराविक कालखंडाने पृथक् पृथक् स्पंदांच्या स्वरूपात उत्सर्जन करणाऱ्‍या ताऱ्‍याला पल्सार हे नाव देण्यात आले आहे. पल्सर ही संज्ञा Pulsating Radiostar या शब्दांतील अक्षरांपासून बनविलेली आहे.
शोध : केंब्रिज येथील ⇨रेडिओ दूरदर्शकाच्या साहाय्याने ए. ह्यूइश व एस्. जे. बेल हे ३.७ मी. तरंगलांबीच्या रेडिओ तरंगांचे उत्सर्जन करणाऱ्‍या ‘लहान आकारमानाच्या’ उद्गमांचा शोध १९६७ साली घेत होते. अशा उद्गमापासून येणाऱ्‍या तरंगांची तीव्रता एकसारखी कमीजास्त होत असते. दृश्य ताऱ्‍यांच्या लुकलुकण्यासारखाच हा प्रकार असल्याने त्याला ‘लुकलुक’ असे म्हणता येईल. वरील प्रयोगात फक्त लुकलुक असणाऱ्‍या उद्गमांचीच नोंद होईल अशी व्यवस्था केलेली होती. या प्रयोगात १९३७ च्या ऑगस्ट–नोव्हेंबरमध्ये अकल्पितपणे पल्साराचा शोध ह्यूइश व त्यांच्या सहकाऱ्‍यांना लागला.
येथए आकृती आहे.खगोल भौतिकीच्या विकासात हा एक महत्त्वाचा टप्पा असून त्याचे संपूर्ण आकलन अद्याप झालेले नाही.
प्रथमतः मिळणारे स्पंद एखाद्या मनुष्यनिर्मित विद्युत् साधनातून निघालेले असावेत असे वाटले परंतु असे पृथ्वीवर उत्पन्न झालेले स्पंद उपकरणावर नोंदले जाणार नाहीत अशी खबरदारी घेऊनही स्पंद मिळतच राहिले. ‘अती दूरच्या ताऱ्‍याभोवती फिरणाऱ्‍या ग्रहावरील एखाद्या अती प्रगत मानवसदृश प्राण्याकडून हे संदेश पाठविले जात आहेत की काय’, अशीही एक कल्पना मांडण्यात आली. पण अशा संदेशामधील खास वैशिष्ट्ये या स्पंदात दिसून आली नाहीत. तेव्हा हे स्पंद एखाद्या विशिष्ट प्रकारच्या ताऱ्‍याकडूनच येत असले पाहिजेत, हे निश्चित झाले. १९७५ अखेरपर्यंत असे १५५ पल्सार सापडले. पल्सारांचे वेध घेण्यासाठी खूप मोठ्या आकारमानाचा व अत्यंत संवेदनशील रेडिओ दूरदर्शक आवश्यक असतो. त्याचा कालस्थिरांकही ( ग्रहण केलेल्या संकेतात होणाऱ्‍या आकस्मिक अल्पजीबी फेरबदलांची नोंद करण्याची क्षमता दर्शविणारा स्थिरांकही) अत्यंत कमी असावा लागतो. अशी उपकरणे इंग्लंडात केंब्रिज येथे. ऑस्ट्रेलियात पार्क्स येथे आणि अमेरिकेत आरेसीबो (प्वेर्त रीको) येथे असून बहुतेक पल्सारांचे शोध तेथेच लागले. भारतातील उटकमंड (ऊटी) येथील रेडिओ दूरदर्शकाच्या साहाय्यानेही तीन पल्सारांचा (उटी पल्सार) शोध लावला गेला आहे. आ. १ (अ) मध्ये ऊटी येथे नोंदलेल्या एका पल्साराचा (पीएसआर ००३१–०७) आलेख दाखविलेला असून अशाच आलेखाच्या साहाय्याने पल्साराची निश्चिती केली जाते. आ. १ (आ) मध्ये ओपी १९११+०३ या ऊटी पल्साराच्या स्पंदाचा सरासरी आकार दाखविला आहे.
पल्सार स्पंदांचे विशेष : आवर्तकाल व स्पंदकाल : लागोपाठच्या दोन स्पंदांमध्ये जाणाऱ्‍या कालखंडाला पल्साराचा आवर्तकाल असे म्हणतात. हे आवर्तकाल ०.०३३ सेकंद (क्रॅब पल्सार) ते ३.७५ सेकंद (पीएसआर ०५२५+२१ पल्सार) या मर्यादांत आढळतात. बहुतेक पल्सारांचे आवर्तकाल ०.५ ते १ सेकंद या दरम्यान आहेत. आवर्तकालापैकी १ ते १०% कालातच स्पंद टिकतो. याला स्पंदकाल असे म्हणतात. स्पंदकाल ०.००२ से. ते ०.५ से. आढळले आहेत.
आवर्तकालाची स्थिरता :पृथ्वीच्या सूर्याभोवती होणाऱ्‍या भ्रमणाच्या परिणामाचे निराकरण केले, तर असे दिसते की, सामान्यतः पल्साराचा आवर्तकाल अत्यंत स्थिर राहतो.
आवर्तकालाची वाढ : कित्येक पल्सारांचा आवर्तकाल हळूहळू वाढत जात आहे असे दिसून येते. ही वाढ १ दिवसात १० × १०–९से.ते ४० × १०–९ से. यांच्या दरम्यान आहे. विशिष्ट पल्साराच्या आवर्तकालातील वाढीची त्वरा स्थिर मूल्यी असते. आवर्तकालामध्ये फक्त वाढच होताना दिसते, हा महत्त्वाचा मुद्दा आहे. त्यावरून असा निष्कर्ष काढता येतो की, स्पंदांचे उत्सर्जन पल्साराच्या कक्षीय परिभ्रमणामुळे किंवा अरीय स्पंदनामुळे (गोल लहानमोठा होण्यामुळे) होत नसले पाहिजे. काही पल्सारांच्या बाबतीत आवर्तकालात होणारे आकस्मिक फेरबदलही आढळून आले आहेत.
स्पंदाची रूपरेखा : विशिष्ट पल्सारापासून निघणाऱ्‍या प्रत्येक स्पंदाची रूपरेखा भिन्न असते परंतु ४००–५०० स्पंदांचा अन्वालोप (वक्र कुलातील येथे स्पंदांच्या रूपरेखा दर्शविणाऱ्‍या वक्रांच्या संचातील प्रत्येक वक्राला स्पर्श करणारा वक्र) स्थिर स्वरूपाचा असतो. आ. २ मध्ये विविध प्रकारच्या पल्सार स्पंदांचे अन्वालोप दाखविले आहेत. काही पल्सारांच्या दोन मुख्य स्पंदांमध्ये एक छोटा उपस्पंद आढळतो. काही पल्सारांच्या बाबतीत उपस्पंदांची स्थाने निश्चित ठिकाणी येतात, तर काहींच्या बाबतीत उपस्पंद पुढेपुढे सरकाताना आढळतात.
ध्रुवण : स्पंदांचे ९०% पर्यंत रेखीय ध्रुवण (स्पंदांची कंपने एकाच विशिष्ट प्रतलात म्हणजे पातळीत होणे) झालेले आढळते व हे ध्रुवण प्रतल स्पंदाच्या एका टोकापासून दुसऱ्‍या टोकापर्यंत १८० अंशांमधून फिरलेले दिसते. आंतरतारकीय अवकाशातील चुंबकीय क्षेत्रामुळे ध्रुवण प्रतल फिरविले जाते (घूर्णन). त्याचप्रमाणे प्रारणाची कंप्रता (दर सेकंदास होणाऱ्‍या कंपनांची संख्या ) कमी होतो तसे ध्रुवण प्रतलाचे घूर्णन वाढत जाते. ही गोष्ट लक्षात घेता स्पंदाच्या ध्रुवणावरून आंतरतारकीय अवकाशातील चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता अजमावता येते. ती सु . ३×१०—१० वेबर /मी.२ (३×१०—६ गौस ) इतकी येते.
पल्सारांचे गट : वरील गुणधर्मांवरून पल्सारांचे तीन गट पाडता येतात. (अ) Sगट : यामध्ये १ सेकंदापेक्षा कमी आवर्तकाल असणारे व स्पंद-रूपरेखा जटिल (गुंतागुंतीची) नसणारे पल्सार मोडतात. (आ) Cगट : दीर्घ आवर्तकालाचे, जटिल स्पंद-रूपरेखायुक्त आणि जास्त प्रमाणात ध्रुवण झालेल्या स्पंदांचे उत्सर्जन करणारे पल्सार या गटात येतात. (इ) Dगट : दीर्घ आवर्तकालाचे, कमी ध्रुवण झालेले व सरकते उपस्पंद देणारे पल्सार या गटात येतात.
विशिष्ट पल्साराचा आवर्तकाल P व त्यात होणाऱ्‍या वाढीची त्वरा
|
dP |
असल्यास |
P |
या गुणोत्तराला पल्साराचे विशिष्ट कालमान |
|
dt |
dP/dt |
या गुणोत्तराला पल्साराचे विशिष्ट कालमान असे म्हणतात. C व Dगटांतील पल्सारांचे विशिष्ट कालमान जास्त असून Sगटाच्या बाबतीत ते कमी असते. Sगटाचे पल्सारच कालांतराने Cकिंवा Dगटात उत्क्रांत होत असावेत, असा अंदाज आहे.
अपस्करण व पल्सारांचे अंतर :पल्सारापासून एकाच वेळी निघालेले दोन वेगवेगळ्या कंप्रतांचे संकेत पृथ्वीवर एकाच वेळी पोहोचत नाहीत. कारण आंतरतारकीय अवकाशातील आयनद्रायूच्या (ऋण व धन आयन–विद्युत् भारित अणुघटक–सर्वत्र सारख्या प्रमाणात असलेल्या व विद्युत् संवाहक असलेल्या माध्यमाच्या ) अस्तित्वामुळे स्पंदांचा वेग कंप्रतेनुसार बदलतो. या परिणामाला आंतरतारकीय असे म्हणतात. उदा., सीपी १९२९ पल्सारापासून निघणाऱ्‍या स्पंदांपैकी ४० मेगॅहर्ट्झ कंप्रतेचा घटक पृथ्वीवर पोहोचण्यास त्याच स्पंदातील ४०० मेगॅहर्ट्झच्या घटकापेक्षा ३२ सेकंद जास्त वेळ लागतो. आंतरतारकीय अवकाशातील आयनद्रायूची घनता ३ × १०१४ आयन/मी.३ धरल्यास या वेळावरून त्या पल्साराचे अंतर काढता येते. आंतरतारकीय अवकाशातील थंड हायड्रोजन अणूंमुळे २१ सेंमी. तरंग लांबीच्या प्रारणाच्या होणाऱ्‍या शोषणावरूनही काही पल्सारांचे अंतर अजमावता येते.
पहिल्या पद्धतीवरून सर्वांत जवळच्या पल्साराचे पृथ्वीपासूनचे अंतर सु. ३०० प्रकाशवर्षे येते, तर एकूण पल्सारांचे सरासरी अंतर सु.३,००० प्रकाशवर्षे येते. यावरून पल्सार हे आकाशगंगा या आपल्या दीर्घिकेतच (तारामंडळात) आहेत हे स्पष्ट होते. पल्सारांचे आकाशातील वितरण यदृच्छ असले, तरी गांगेय प्रतलात (आकाशगंगेच्या जवळजवळ मध्यातून जाणाऱ्‍या पातळीत ) त्यांचे प्रमाण जास्त आहे. तौलनिक दृष्टीने आपल्याला जवळ असलेले पल्सारच आतापर्यंत सापडलेले आहेत. आकाशगंगेत एकूण सु. १०,००० पल्सार असावेत, असा अंदाज आहे.
आकारमान :पल्सारापासून येणारे स्पंद फार निरूंद असतात. यावरून पल्साराचे आकारमान फार लहान असावे असा निष्कर्ष निघतो. कारण मोठ्या आकारमानाच्या वस्तूपासून असे निरूंद स्पंद येऊ शकत नाहीत. पल्सारांचा स्पंदकाल १×१०—६ से. इतका अल्प असल्याचे दिसून येते. यासाठी या पल्साराची त्रिज्या अवघी १०० किमी. च्या सुमाराला असली पाहिजे परंतु त्याचे वस्तूमान मात्र सूर्याच्या वस्तुमानाच्या सुमाराचे असावे.
स्वरूप :पल्साराचे स्वरूप समजण्यासाठी एक महत्त्वाची गोष्ट म्हणजे दोन पल्सार असे आढळले की, ते निश्वितपणे अतिदिप्त नवताऱ्‍याचे [⟶ नवतारा व अतिदीप्त नवतारा ] अवशेष आहेत, असे मान्य करावे लागते. त्यांपैकी पीएसआर ०८३३ हा पल्सार व्हेला (नौकाशीर्ष) तारकासमूहात असणाऱ्‍या एका अभ्रिकेच्या मध्यावर सापडला असून या अभ्रिकेचे एकूण स्वरूप अतिदीप्त नवताऱ्‍याच्या अवशेषासारखेच आहे. क्रॅब अभ्रिकेच्या [⟶ अभ्रिका ] मध्यावर एनपी ०५३२ हा पल्सार सापडला. या पल्साराचा विशेष हा की, तो रेडीओ तरंग, दृश्य प्रकाश व क्ष-किरण या तिन्ही विभागांत स्पंदांचे उत्सर्जन करीत असतो. इ. स. १०५४ मध्ये चिनी लोकानी नोंदवून ठेवलेल्या अतिदीप्त नवताऱ्‍यांचे स्थान बरोबर हेच आहे. अतिदीप्त नवताऱ्‍याचे अवशेष म्हणजेच पल्सार असावेत, हे यावरून सूचित होते. क्रॅब पल्साराचे विद्युत् चुंबकीय तरंगांतील विविध भागांतील स्पंदांच्या रूपरेखा आ.३ मध्ये दाखविल्या आहेत. या सर्व रूपरेखा स्थूल मानाने एकसारख्या असल्या, तरी कंप्रता कमी होते तशी स्पंदांची रुंदी वाढत जाते व १०० मेगॅहर्ट्झ कंप्रतेच्या आसपास फार रुंदावल्यामुळे ते जवळजवळ अदृश्यच होतात. दृश्य आणि क्ष-किरण भागांतील स्पंदांचे वर्णपटीय ऊर्जा-वितरण रेडिओ तरंग विभागातील ऊर्जा-वितरणापेक्षा भिन्न असल्यामुळे हे विभाग वेगवेगळ्या प्रकारे उत्पन्न होत असावेत, असे अनुमान निघते.
लघुतम ताऱ्‍यांचे स्पंदनकाल तसेच अक्षीय भ्रमणकाल पल्सारांच्या आवर्तकालांपेक्षा अधिक असल्यामुळे पल्सार लघुतम तारे नाहीत, हे स्पष्ट होते. कोणत्याही पल्साराच्या खगोलीय स्थानावर लघुतम तारा आढळत नाही त्यावरूनही या विधानाला पुष्टी मिळते. पल्सार युग्मताऱ्‍यांचे घटक आहेत का असा एक प्रश्न उत्पन्न होतो परंतु युग्मातील ताऱ्‍यांच्या कक्षीय भ्रमणामुळे अपेक्षित असलेली पल्साराच्या आवर्तकालातील डॉप्लर च्युती [⟶ डॉप्लर परिणाम ] एकाच पल्सारामध्ये सापडली आहे. तेव्हा सर्वसाधारण पल्सार युग्मताऱ्‍यांचे घटक नाहीत.
शेवटी न्यूट्रॉन ताऱ्‍यांचे अरीय स्पंदनकाल पल्सारांच्या आवर्तकालांपेक्षा कमी असल्यामुळे ते स्पंदमान न्यूट्रॉन तारे नाहीत हेही स्पष्ट होते परंतु ते अक्षभ्रमण करणारे न्यूट्रॉन तारे असावेत ही टी. गोल्ड यांची कल्पना सर्व दृष्टीने ग्राह्य ठरते. अतिदीप्त नवताऱ्‍यांच्या स्फोटातून न्यूट्रॉन तारे उत्पन्न होतात आणि क्रॅब व व्हेला हे पल्सार अतिदीप्त नवताऱ्‍यांच्या अवशोषात सापडले यावरून गोल्ड यांच्या कल्पनेस पुष्टी मिळते. अत्यंत आकुंचन झाल्यामुळे न्यूट्रॉन ताऱ्‍यावर १०८ वेबर/मी. २ (१०१२ गौस) तीव्रतेचे चुंबकीय क्षेत्र असण्याची शक्यता आहे. त्यामुळे तो तारा एक सामर्थ्यवान चुंबकीय द्विध्रुव (दोन परस्परविरुद्ध परंतु सममूल्य चुंबकीय ध्रुवांनी बनलेला चुंबक) बनतो. चुंबकीय ध्रुवास भ्रमणाक्षाशी कललेला असल्यास अक्षभ्रमणामुळे चुंबकीय ध्रुव ठराविक आवर्तकालानंतर पृथ्वीला उन्मुख होतील. त्या वेळी ऊर्जा उत्सर्जनाची दिशा किंवा झोत आपल्या बाजूला आल्यास स्पंद दृग्गोचर होतील, अशीही कल्पना आहे.
आ. ४ मध्ये वरील कल्पनेवर आधारलेले पल्साराचे एक प्रतिमान (मॉडेल) दाखविले आहे. पल्साराच्या पृष्ठभागी सु. १०८ वेबर/मी.२ (१०१२ गौस) तीव्रतेचे चुंबकीय क्षेत्र असल्यामुळे भ्रमणगतीने तेथे उच्च विद्युत् क्षेत्र उत्पन्न होते. त्याने इलेक्ट्रॉन, प्रोट्रॉन यांसारखे विद्युत् भारयुक्त कण प्रवेगित होऊन त्यांना उच्च गती मिळते. चुंबकीय क्षेत्र रेषांच्या दिशेत ते सहजतेने गतिमान होतात आणि विशेषकरून चुंबकीय ध्रुवाच्या दिशेत बाहेर फेकले जातात. त्यांच्या एकत्रित आणि एकसमय गतीमुळे आयनद्रायू आंदोलने उत्पन्न होऊन विद्युत् चुंबकीय प्रारणाच्या रूपात ऊर्जा उत्सर्जन होते. हे प्रारण चुंबकीय ध्रुव पृथ्वीच्या दिशेत वळल्यावर स्पंदाच्या रूपात आपल्याला दिसते. एका ध्रुवाच्या दिशेत स्पंद व दुसऱ्‍या ध्रुवाच्या दिशेत उपस्पंद उत्पन्न होतो.
पल्साराची ऊर्जा उत्पन्न होण्याचे स्थान एक तर तीव्र चुंबकीय क्षेत्र असलेल्या न्यूट्रॉन ताऱ्‍याच्या पृष्ठभागाजवळ किंवा आयनद्रायू बाहेर पडल्यावर ज्याचा भ्रमणजन्य वेग प्रकाशवेगाएवढा होतो त्या वर्तुळाकार प्रकाशचितीजवळ (वर्तुळाकार पाया असलेल्या प्रकाश-दंडगोलाजवळ) असू शकते. Ω हा कोणीय भ्रमणवेग व c हा प्रकाशवेग मानल्यास r = c/Ω ही वर्तुळाकार प्रकाशचितीची त्रिज्या होईल. आवर्तकाल (P.) व त्यात होणाऱ्‍या वाढीची त्वरा (P.) यांच्या आलेखात सर्व पल्सार ‘P5 / P=एक स्थिरांक’ या रेषेच्या डाव्या बाजूस सापडतात. यावरून ऊर्जा उत्पन्न होण्याचे स्थान प्रकाशचितीजवळ म्हणजे न्यूट्रॉन ताऱ्‍याच्या पृष्ठभागापासून दूर असले पाहिजे, असा निष्कर्ष निघतो. त्या ठिकाणी चुंबकीय क्षेत्राची तीव्रता१०२ ते १०–३ वेबर मी.२ ( १० ६ ते १० गौस ) पर्यंत असावी.
आता प्रारण चुंबकीय क्षेत्र रेषांच्या दिशेत फेकले गेल्यामुळे स्पंद उत्पन्न होतात की सायक्लोट्रॉन पद्धतीने [सायक्लोट्रॉन या कणवेग-वर्धकामध्ये घडणाऱ्‍या प्रक्रिया पद्धतीने⟶ कणवेगवर्धक] सर्व दिशांत उत्सर्जन होत असून मर्यादित सापेक्षता सिद्धांतानुसार [⟶ सापेक्षता सिद्धांत] प्रकाशाचे आत्यंतिक कोणीय विचलन होऊन ते आपल्याला झोत स्वरूपात दिसते, हे ठरविले पाहिजे. प्रत्येक स्पंदाची रूपरेखा अत्यंत अरुंद व भिन्न असते आणि त्याचे जवळजवळ पूर्ण ध्रुवण झालेले असते. यावरून स्पंद पल्साराच्या सर्व रेखांशांत प्रकाशचितीजवळ सायक्लोट्रॉन पद्धतीने उत्पन्न होतात असे दिसते. दृश्य व क्ष-किरण भागांत मात्र सिंक्रोट्रॉन पद्धतीने ( सिंक्रोट्रॉन या कणवेगवर्धकातील प्रक्रिया पद्धतीने ) ऊर्जा उत्सर्जन होते आणि त्यामुळे त्या भागांतील स्पंद स्थिर स्वरूपाचे असतात.
विद्युत् चुंबकीय प्रारणाच्या रूपात ऊर्जा बाहेर फेकली गेल्यामुळे पल्सराचे चुंबकीय क्षेत्र व कोणीय संवेग (कोणीय वेग व निरूढी परिबल यांचा गुणाकार निरूढी परिबल हे एखाद्या वस्तूने कोणीय प्रवेगाला केलेल्या रोधाचे मान असते) कमी होत जातो. परिणामतः भ्रमणवेग कमी होऊन आवर्तकाल वाढत जातो. प्रकाशचितीच्या जवळचे चुंबकीय क्षेत्र साधारण १०.–३ वेबर /मी.२ (१० गौस) पेक्षा कमी झाले म्हणजे स्पंदक्रिया थांबते, म्हणूनच ४ सेकंदापेक्षा अधिक आवर्तकालाचे पल्सार आढळत नाहीत. तसेच कमी आवर्तकालाचे पल्सार नवे व दीर्घ आवर्तकालाचे पल्सार जुने आहेत, असा निष्कर्ष निघतो.
न्यूट्रॉन ताऱ्‍यांची रचना : काही पल्सारांचा आवर्तकाल मधूनच एकदम कमी होतो व नंतर पुन्हा पूर्ववत वाढू लागतो. या घटना- प्रकारास‘ग्लिच’(glich) अशी संज्ञा देण्यात आली आहे. त्यात पल्साराची अक्षभ्रमणगती एकदम वाढते असे दिसते. याची यंत्रणा समजण्याकरिता पल्साराची अंतर्रचना कशी असते. ते जाणून घेणे आवश्यक आहे.
अतिदीप्त नवताऱ्‍याचा स्फोट होतो तेव्हा त्याचे संपूर्ण आवरण बाहेर फेकले जाते व आतला गर्भ आकुंचन पावून साधारण १० किमी. त्रिज्येच्या अतिघन न्यूट्रॉन ताऱ्‍यात परिणत होतो. सुरुवातीला त्याचे पृष्ठतापमान १०१० अंश के. असते, परंतु अणुकेंद्रीय ऊर्जानिर्मिती शक्य नसल्याने तो थंड होऊ लागतो आणि लवकरच त्याचे पृष्ठतापमान १०५ ते १०६ अंश के. पर्यंत उतरते. पृष्ठभागाची घनता १०४ ते १०५ ग्रॅ./ सेंमी.३असून त्यात लोह गटातील मूलद्रव्यांचा भरणा असतो. त्याची विद्युत् संवाहकता चुंबकीय क्षेत्र रेषांच्या दिशेत धातूसारखी अधिक व लंब दिशेत अधातूसारखी कमी असते. म्हणून त्याला एकमितीय चुंबकीय पृष्ठभाग म्हणतात.
जसजसे पृष्ठभागाच्या खाली केंद्राकडे जावे तसतशी घनता आणि तापमान वाढत जातात. पहिल्या १०० मी. जाडीच्या बाह्य कवचात घनता ४ X १०११ ग्रॅ./सेंमी.३ पर्यंत वाढत जाते. त्यात मुख्यत्वेकरून अणुक्रमांक ४० व अणुभार १२७ च्या आसपास असलेल्या अणूंचा समावेश असतो. या बाह्य कवचाचे काठिण्य पोलादाच्या १०१७ पट व विद्युत् संवाहकता तांब्याच्या १०६ पट असावी असे गणिताने समजते. १०० पासून २०० मी. खोलीपर्यंत पसरलेल्या अंतर्कवचात घनता ३ X १०१४ ग्रॅ./सेंमी.३ पर्यंत वाढत जाते व त्यात बहुन्यूट्रॉनयुक्त अणुकेंद्रे आणि अपभ्रष्ट अवस्थेतील इलेक्ट्रॉन व न्यूट्रॉन असतात.
कवचाच्या आतील बहुतेक सर्व भाग अपभ्रष्ट अवस्थेतील न्य़ूट्रॉनांनी भरलेला असतो. घनता ८ X १०१४ग्रॅ,/सेंमी.३पावेतो जाईपर्यंत हे न्यूट्रॉन अतिप्रवाही (घर्षणयुक्त प्रवाहीपणाच्या ) अवस्थेत असतात. त्याखालील भागात न्यूट्रॉनांचे स्फटिक आणि अगदी केंद्राजवळ हॅड्रॉन वर्गातील⇨मूलकणअसण्याची शक्यता आहे.
स्पदांच्या रुपात ऊर्जा उत्सर्जन होत असल्यामुळे घनरूप कवचाचा भ्रमणवेग मंदावत जातो व पल्साराचा आवर्तकाल वाढत जातो परंतु आतला द्रवगर्भ पूर्वीच्याच वेगाने फिरत राहिल्यामुळे त्यात व कवचात वेगभिन्नता येते. दोघांच्या वेगांतील फरक फार वाढला म्हणजे समतोल नष्ट होतो. त्या वेळी कवचात घडामोडी होऊन द्रवगर्भाचा कोणीय संवेग थोड्या प्रमाणात कवचाला दिला जातो. पल्साराचा आवर्तकाल कमी होण्याचे म्हणजे ‘ग्लिच’ चे हेच कारण होय. न्यूट्रॉन ताऱ्‍याच्या कवचात होणाऱ्‍या घडामोडीस ‘ताराकंप’ अशी संज्ञा देण्यात आली आहे.
पल्सारांची गती : पल्साराच्या अरीय (दृष्टिरेषेला समांतर) वेगामुळे डॉप्लर च्युती होऊन पल्साराच्या आवर्तकालात बदल होईल परंतु पल्साराचा मूळ आवर्तकाल कोणता ते माहीत नसल्यामुळे हा बदल वेगळा काढता येत नाही, म्हणून पल्सारांचा दृष्टिरेषेतील वेग मोजणे अशक्य आहे. पल्साराची कोणीय निजगती (दृष्टिरेषेला लंब असणाऱ्‍या दिशेतील अवकाशातील गतीचा घटक) व तिच्या आधारे स्पर्शरेषीय वेग मात्र दोन प्रकारांनी अजमावता येतो.
आंतरतारकीय अवकाशातील विद्युत् भारयुक्त आयनद्रायूच्या हालचालींमुळे पल्सार संकेतांची तीव्रता व कंप्रता यांत एकसारखा बदल होत असतो. या लुकलुकण्याचा अभ्यास केल्यास पल्सारांना कोणीय वेग असल्याचे समजते. पल्सारांचे प्रचंड अंतर लक्षात घेतल्यास त्यावरून स्पर्शरेषीय वेग मिळतो. आंतरतारकीय द्रव्यातून काही पल्सार १०० किमी./से. याहून अधिक वेगाने भ्रमण करीत आहेत असे दिसून येते. पल्सारांची कोणीय निजगती व स्पर्शरेषीय वेग अधिक सूक्ष्मतेने मोजण्याची आणखी एक पद्धत आहे. पृथ्वीच्या कक्षाभ्रमणामुळे उत्पन्न होणारा पल्साराच्या आवर्तकालातील वार्षिक चढ-उतार पल्साराच्या खगोलातील स्थानावर अवलंबून असतो. काही पल्सारांच्या बाबतीत या चढ-उताराचा परमप्रसर ( स्थिर मूल्यापासून होणारे कमाल स्थानांतरण) एकविधतेने वाढतो किंवा कमी होतो. त्यावरून पल्साराच्या खगोलीय स्थानाचे कोणीय चलन मोजता येते. अशा रीतीने पल्सारांना ४५ ते ५०० किमी./से. एवढा स्पर्शरेषीय वेग आहे असे आढळते. काही पल्सारांचा वेग इतका जास्त आहे की, ते आकाशगंगेतून बाहेर पडून आंतरदीर्घिकीय अवकाशात निसटण्याची शक्यता आहे.
पल्सार आकाशगंगेच्या पातळीत उत्पन्न झाले असते, तरी त्यांच्या वेगामुळे ते लवकरच त्या पातळीपासून दूर जाऊ शकतात. म्हणूनच त्यांचे उगमस्थान असलेल्या अतिदीप्त नवताऱ्‍यांच्या मानाने ते आकाशगंगेय अक्षांशात अधिक प्रसारित झालेले दिसतात. पल्सारांचा उच्च वेग लक्षात घेऊन आकाशगंगेच्या पातळीपासून मोजलेल्या अंतराच्या साहाय्याने त्यांचे वयोमान काढता येते. या पद्धतीने बहुतेक पल्सारांचे वयोमान १०६ ते १०७ वर्षे एवढे येते. P/P.= Tया समीकरणाने काढलेले विशिष्ट कालमान जुन्या पल्सारांच्या बाबतीत यापेक्षा अधिक येत असल्यामुळे ते खऱ्‍या वयोमानाचे द्योतक नाहीत, असे समजावे लागते.
पल्सारांच्या उच्च वेगाचे कारण काय याबद्दल बरेच तर्क आहेत. युग्मताऱ्‍यातील एका ताऱ्‍याचा अतिदीप्त नवताऱ्‍याच्या रूपात स्फोट होऊन युग्माचे विघटन झाले व उरलेला पल्सार उच्च वेगाने युग्माच्या बाहेर फेकला गेला असावा अशी एक कल्पना आहे. दुसऱ्‍या कल्पनेप्रमाणे एकट्याच अतिदीप्त नवताऱ्‍याचा स्फोट असममितीय तऱ्‍हेने झाल्यामुळे गर्भातील पल्साराला बाह्य आवरणाच्या मानाने उच्च वेग प्राप्त झाला असावा. तिसरा नव्याने सुचविण्यात आलेला पर्याय असा की, चुंबकीय केंद्र वस्तुमान केंद्रापासून भिन्न स्थानी असल्याने स्पंद उत्सर्जनामुळे फोटॉन-रॉकेट प्रक्रिया [⟶ रॉकेट] होऊन पल्साराला वेग मिळाला असावा.
पल्सारयुग्म :युग्मताऱ्‍यापैकी पल्सार हा एक घटक असल्यास कक्षाभ्रमणामुळे डॉप्लर च्युती होऊन त्याच्या आवर्तकालात आवर्ती बदल होईल. अशा अवलोकनावरून पीएसआर १९१३+१६ हा पल्सार एका युग्मताऱ्‍याचा घटक आहे, असा शोध आर्. ए. हल्स आणि जे. एच्. टेलर यांना १९७५ मध्ये लागला. आपल्यापासून २०,००० प्रकाशवर्षे अंतरावर असलेल्या या युग्माचा कक्षाभ्रमणकाल ७ तास ४५ मिनिट ७ सेकंद असून त्याचा कक्षाभ्रमणवेग सु. ३०० किमी./से. आहे. कक्षेची विकेंद्रता (वर्तुळाकार कक्षेपासून होणारे कक्षेचे विचलन दर्शविणारे गुणोत्तर ) ०.६१७ आणि घटकांमधील किमान अंतर जवळजवळ सूर्यत्रिज्येएवढेच आहे. यावरून या युग्मात दोन सारख्या वस्तूमानाचे पल्सार असावेत असे वाटते.त्यापैकी अनवलोकित पल्साराच्या भ्रमणाक्षाची कोणीय स्थिती ही स्पंद पृथ्वीच्या दिशेत फेकण्यास अनुकूल नसावी.
अतिघन अवस्थेतील या ताऱ्‍यांच्या एकमेकांवरील गुरुत्वाकर्षणाचे परिणाम मोजता आल्यास व्यापक सापेक्षता सिद्धांत किंवा इतर गुरुत्वाकर्षणाच्या सिद्धांतांमध्ये कोणता बरोबर आहे, याबद्दल निर्णय घेता येईल. बरीच विकेंद्रता असलेल्या या पल्सारयुग्माच्या कक्षेच्या परांचनाचे (दिशा बदलाचे) अवलोकन करणे या दृष्टीने महत्त्वाचे ठरले. हे परांचन प्रतिवर्षी सु ४० असून सापेक्षता सिद्धांतानुसार त्याचे अपेक्षित मूल्य ४.२० प्रतिवर्ष आहे.
भावीं संशोधन :पल्सारांचे स्वरूप बहुशः समजले असले. तरी अतिघन अवस्थेतील हे तारे अजून कुतुहलाचे विषय बनून राहिले आहेत. या मितीस नवे पल्सार शोधण्याचे पद्धतशीर प्रयत्न होत आहेत आणि १०० च्या वर आणखी पल्सार सापडतील, असा अंदाज आहे. त्यांच्या प्रारणाचे शीघ्रकालीन तीव्रता विचलन व ध्रुवण मोजून स्पंद कसे निर्माण होतात व उच्च चुंबकीय क्षेत्रात उच्च ऊर्जेच्या आयनद्रायूची काय प्रक्रिया होते याचे ज्ञान मिळेल. पल्सारांच्या आवर्तकालातील सूक्ष्म बदलांचे अवलोकन करून न्यूट्रॉन ताऱ्‍यांच्या रचनेबद्दल अधिक माहिती मिळेल. त्यांचे लुकलुकणे आणि अपस्करण अभ्यासून आंतरतारकीय द्रव्यासंबंधीच्या ज्ञानात भर पडेल. पल्सारांचा स्पर्शरेषीय वेग मोजून त्यांची उत्क्रांती कशी होते ते समजेल व पल्सारयुग्मांचा अभ्यास केल्यास गुरुत्वाकर्षण सिद्धांतांचे परीक्षण करता येईल. अशा रीतीने पल्सार-संशोधनातून भौतिकीच्या विविध क्षेत्रातील बऱ्‍याच प्रश्नांचा उलगडा होईल, अशी आशा आहे.
संदर्भ :1. Helband, D . J. Pulsars: physics Laboratories in our Galaxy, Mercury, Vol. 3, pp. 2–7, 1977.
2. Hewish , A. Pulsars, Scientific American, Vol. 229,pp. 25–35, 1968.
3. Hewish. A. Pulsars, Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics. Vol. 8, pp. 265–296, 1970.
4. Hulse. R.A. Taylor. J. H. Discovery of a Pulsar in a Binary System, Astrophysical Journal, Vol. 195, pp. 51–53, 1975.
5. Manchester, R. N. [Vershuur. G.L. Kellerman, K.I., Ed. ] Pulsars in Galactic and Extragalactic Radio Astronomy, New York, 1974.
6. Ruderman, M. pulsars : Structure and Dynamics, Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics, Vol. 10,pp.427–476, 1972.
7. Smith, F.G. How Do pulsars pulse? Quarterly Journal of Royal Astronomical Society, Vol. 17, pp. 383–399, 1976.
अभ्यंकर, कृ. दा.
“