Lecture30_AB.doc - Pulsars

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Pulsars In 1967, while looking at sources of  “seeing” i.e. scintillation, in the radio portion of the spectrum,  Jocelyn Bell, discovered a source of radio waves that had an extremely regular series of pulses, that she  was able to show was extraterrestrial because it recurred every sidereal rather than solar day. The regularity of the pulses, 1 part in 10 8 , caused some to doubt that such a regular signal could come  from a naturally occurring process, and that it might be a beacon from an intelligent civilization.  The  source was originally called LGM for Little Green Men. This and subsequent sources became known as  pulsars . Pulsars are now known to be neutron stars, which because of their large magnetic field behave as radio  transmitters, as beacons, rotating on the sky.  We see the pulsar only if its magnetic axis is pointed  toward us.  Since the axis is not the same as the spin axis (as is true of the Earth), the magnetic axis  rotates, and points the magnetic axis toward us once per rotation. Pulsars (neutron stars) represent the densest state of matter that we can directly observe. What happens when the mass of a core exceeds the mass limit for neutron degeneracy pressure?  What  provides the hydrostatic equilibrium for even denser matter? Black Holes What happens to a star that has used up its nuclear fuel and produces a dead core with a mass  greater than about 2 M , so that  even neutron degeneracy pressure cannot hold the star up against gravity? We need to introduce the concept of escape velocity to understand the answer to the question. Escape Velocity Imagine an object at rest at a large distance from the surface of a star.  The gravity of the star  attracts the object, accelerating it, and ultimately falling on to the surface at a certain velocity.  We can  write this velocity as V 2  = 2GM/R where G is the gravitational constant, M is the mass of the star
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R is the radius of the star V is the velocity. Now imagine this process in reverse.   An object at the surface of the star is given the velocity V.  It  will move off to a large (essentially infinite) distance from the star.  If we give the object a velocity  greater than V, then the object will escape the gravitational influence of the star.  We call V the 
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