Pulsarer är snabbt roterande neutronstjärnor och ibland ökar de plötsligt sin rotationshastighet. Denna plötsliga förändring av snurrhastigheten kallas ett "glitch" och jag var en del av ett team som spelade in en händelse i Vela Pulsar, med resultaten publicerade idag i Nature.

Ungefär 5-6% av pulsarerna är kända för att ha fel. Vela-pulsaren är kanske den mest kända – ett mycket sydligt föremål som snurrar cirka 11,2 gånger per sekund och upptäcktes av forskare i Australien 1968.

Det är 1, 000 ljusår bort, dess supernova inträffade omkring 11, För 000 år sedan och ungefär vart tredje år ökar denna pulsar plötsligt i rotation.

Dessa fel är oförutsägbara, och man har aldrig observerats med ett radioteleskop som är tillräckligt stort för att se individuella pulser.

För att förstå vad felet kan vara, först måste vi förstå vad som gör en pulsar.

Kollapsande stjärnor

I slutet av en typisk stjärnas liv, en av tre saker kan hända.

En liten stjärna, liknande storleken på vår sol, kommer bara tyst att gå ut som en eld som slocknar.

Om stjärnan är tillräckligt stor, en supernova kommer att inträffa. Efter denna massiva explosion kommer kvarlevorna att kollapsa. Om föremålet är tillräckligt stort kommer dess flykthastighet att vara större än ljusets hastighet, och ett svart hål kommer att bildas.

Men om vi har en stjärna i storleken Guldlock som är tillräckligt stor för att bli supernova, men tillräckligt liten för att inte vara ett svart hål, vi får en neutronstjärna.

Tyngdkraften är så stark att elektronerna som kretsar kring atomen tvingas in i kärnan. De kombineras med protoner i kärnan för att bilda neutroner.

Dessa objekt beräknas ha en massa på cirka 1,4 gånger vår sols massa, och en diameter på 20 km. Densiteten är sådan att en kopp av detta material skulle väga lika mycket som Mt Everest.

De roterar också ganska snabbt (och saktar ner mycket gradvis över tiden) samt har ett massivt magnetfält, tre biljoner gånger jordens. Elektromagnetisk strålning sänder ut från båda ändarna av denna enorma roterande magnet.

Om nu en av polerna på denna roterande magnet råkar svepa förbi jorden, vi ser en kort "blixt" i radiovågor (och andra frekvenser också) en gång varje rotation. Detta kallas en pulsar.

Jakten på ett "fel"

2014 startade jag en seriös observationskampanj med University of Tasmanias 26m radioteleskop, vid Mount Pleasant Observatory, med ett mål att fånga Vela Pulsars glitch live i aktion.

Jag samlade in data med en hastighet av 640 MB för varje 10 sekunders fil, 19 timmar om dagen, för de flesta dagar under nästan fyra år. Detta resulterade i över 3 PB data (1 petabyte är en miljon gigabyte) som samlades in, bearbetas och analyseras.

Den 12 december, 2016, cirka 21:36 på natten, min telefon slocknar med ett textmeddelande som säger att Vela hade fel. Den automatiserade processen jag hade ställt in var inte helt tillförlitlig – radiofrekvensstörningar (RFI) hade varit kända för att sätta igång den av misstag.

Så skeptiskt loggade jag in, och körde testet igen. Det var äkta! Spänningen var otrolig och jag stannade uppe hela natten och analyserade data.

Det som dök upp var ganska överraskande och inte vad man förväntade sig. Precis när felet inträffade, pulsaren missade ett slag. Det pulsade inte.

Pulsen innan denna "null" var bred och konstig. Inget som jag någonsin sett eller hört talas om förut.

De två efterföljande pulserna visade sig inte ha någon linjär polarisering, vilket också var ovanligt för Vela. Detta innebar att felet hade påverkat den starka magneten som driver emissionen som kommer från pulsaren.

Efter noll, ett tåg med 21 pulser kom tidigt och variansen i deras timings var mycket mindre än normalt – också väldigt konstigt.

Felet förklarade, ungefär

Så vad orsakar fel? Den hypotes som bäst stöds är att neutronstjärnan har en hård skorpa och en superflytande kärna. Den yttre skorpan är det som saktar ner, medan den superfluidiska kärnan roterar separat och inte saktar ner.

Detta är en mycket förenklad förklaring. Vad som verkligen händer är ganska komplext och involverar mikroskopiska superfluidvirvlar som lossas från skorpans galler.

Efter cirka tre år blir skillnaden i rotation mellan kärnan och skorpan för stor och kärnan "griper" skorpan och påskyndar den. Uppgifterna verkar visa att det tog ungefär fem sekunder för denna snabbhet att inträffa. Detta är i den snabbare änden av skalan som teoretikerna hade förutspått.

Allt detta och annan information kan hjälpa oss att förstå vad som kallas "tillståndsekvationen" - hur materia beter sig vid olika temperaturer och tryck - i ett laboratorium som vi helt enkelt inte kan skapa här på jorden.

Det ger oss också, för första gången, en glimt av insidan av en neutronstjärna.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.