En pulsar är en liten, snurrande stjärna - en gigantisk boll av neutroner, kvar efter att en normal stjärna har dött i en brinnande explosion.

Med en diameter på endast 30 km, stjärnan snurrar upp till hundratals gånger i sekunden, medan du skickar ut en stråle av radiovågor (och ibland annan strålning, såsom röntgen). När strålen pekar i vår riktning och in i våra teleskop, vi ser en puls.

2017 är det 50 år sedan pulsarer upptäcktes. På den tiden, vi har hittat fler än 2, 600 pulsarer (mest i Vintergatan), och använde dem för att jaga efter lågfrekventa gravitationsvågor, att bestämma strukturen för vår galax och att testa den allmänna relativitetsteorin.

Upptäckten

I mitten av 1967, när tusentals människor njöt av kärlekens sommar, en ung doktorand vid University of Cambridge i Storbritannien hjälpte till att bygga ett teleskop.

Det var en poler-and-wire-affär – vad astronomer kallar en "dipolarray". Den täckte lite mindre än två hektar, området med 57 tennisbanor.

I juli byggdes den. Studenten, Jocelyn Bell (nu Dame Jocelyn Bell Burnell), blev ansvarig för att köra den och analysera den data som den tog fram. Uppgifterna kom i form av penna-på-papper diagramposter, mer än 30 meter av dem varje dag. Bell analyserade dem med ögat.

Det hon hittade – lite "smuts" på sjökortsrekorden – har gått till historien.

Som de flesta upptäckter, det ägde rum med tiden. Men det fanns en vändpunkt. Den 28 november, 1967, Bell och hennes handledare, Antony Hewish, kunde fånga en "snabb inspelning" – dvs. en detaljerad sådan – av en av de märkliga signalerna.

I det här kunde hon för första gången se att "skräpet" faktiskt var ett tåg av pulser fördelade på en och en tredjedels sekund. Bell och Hewish hade upptäckt pulsarer.

Men detta var inte direkt uppenbart för dem. Efter Bells observation arbetade de i två månader för att eliminera vardagliga förklaringar till signalerna.

Bell hittade också ytterligare tre källor till pulser, som hjälpte till att hitta några ganska mer exotiska förklaringar, som tanken att signalerna kom från "små gröna män" i utomjordiska civilisationer. Upptäcktspapperet dök upp i Nature den 24 februari, 1968.

Senare, Bell missade när Hewish och hans kollega Sir Martin Ryle tilldelades Nobelpriset i fysik 1974.

En pulsar på "ananasen"

CSIRO:s Parkes radioteleskop i Australien gjorde sin första observation av en pulsar 1968, blev senare känd genom att uppträda (tillsammans med Parkes-teleskopet) på den första australiska 50-dollarsedeln.

Femtio år senare, Parkes har hittat mer än hälften av de kända pulsarerna. University of Sydneys Molonglo-teleskop spelade också en central roll, och de båda är fortfarande aktiva i att hitta och tajma pulsarer idag.

Internationellt, ett av de mest spännande nya instrumenten på scenen är Kinas sfäriska teleskop med fem hundra meter. eller SNABBT. FAST har nyligen hittat flera nya pulsarer, bekräftas av Parkes-teleskopet och ett team av CSIRO-astronomer som arbetar med sina kinesiska kollegor.

Varför leta efter pulsarer?

Vi vill förstå vad pulsarer är, hur de fungerar, och hur de passar in i den allmänna populationen av stjärnor. De extrema fallen av pulsarer – de som är supersnabba, super långsam, eller extremt massiv – bidra till att begränsa möjliga modeller för hur pulsarer fungerar, berättar mer om strukturen hos materia vid ultrahöga densiteter. För att hitta dessa extrema fall, vi måste hitta massor av pulsarer.

Pulsarer kretsar ofta med följeslagare i binära system, och naturen hos dessa följeslagare hjälper oss att förstå bildandets historia av själva pulsarerna. Vi har gjort goda framsteg med "vad" och "hur" av pulsarer men det finns fortfarande obesvarade frågor.

Förutom att förstå pulsarer själva, vi använder dem också som en klocka. Till exempel, pulsar timing eftersträvas som ett sätt att upptäcka bakgrundsbullet av lågfrekventa gravitationsvågor i hela universum.

Pulsarer har också använts för att mäta strukturen hos vår galax, genom att titta på hur deras signaler förändras när de färdas genom tätare materialområden i rymden.

Pulsarer är också ett av de bästa verktygen vi har för att testa Einsteins allmänna relativitetsteori.

Denna teori har överlevt 100 år av de mest sofistikerade tester astronomer har kunnat göra på den. Men det passar inte bra med vår andra mest framgångsrika teori om hur universum fungerar, kvantmekanik, så det måste ha ett litet fel någonstans. Pulsars hjälper oss att försöka förstå detta problem.

Det som håller pulsarastronomer uppe på natten (bokstavligen!) är hoppet om att hitta en pulsar i omloppsbana runt ett svart hål. Detta är det mest extrema systemet vi kan tänka oss för att testa allmän relativitet.

Till sist, pulsarer har lite mer jordnära tillämpningar. Vi använder dem som ett läromedel i vårt PULSE@Parkes-program, där elever styr Parkes-teleskopet över Internet och använder det för att observera pulsarer. Detta program har nått över 1, 700 elever, i Australien, Japan, Kina, Nederländerna, Storbritannien och Sydafrika.

Pulsarer erbjuder också lovande som ett navigationssystem för att guida farkoster som reser genom rymden. 2016 lanserade Kina en satellit, XPNAV-1, bär ett navigationssystem som använder periodiska röntgensignaler från vissa pulsarer.

Pulsarer har förändrat vår förståelse av universum, och deras verkliga betydelse håller fortfarande på att utvecklas.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.