Milloin viimeksi tarkistit kellonajan? Ehkä sinulla on rannekello tai seinäkello. Oletko pysähtynyt miettimään, kuinka tarkka sen näyttämä aika on? Arkielämässämme kellojen tarvitsee olla tarkkoja vain muutaman minuutin tai sekunnin tarkkuudella. Entä jos olet tiedemies, insinööri tai astronautti? Silloin saatat joutua mittaamaan aikaa erittäin tarkasti. ESA:n tutkijat ovat alkaneet testata uudenlaista, erittäin tarkkaa kelloa, joka hyödyntää pulsareita! “PulChron”-niminen laite mittaa ajan kulumista useiden nopeasti pyörivien neutronitähtien lähettämien, millisekunnin taajuudella toimivien radiopulssien avulla!
Neutronitähdet ovat uskomattoman tiheitä taivaankappaleita, jotka ovat muodostuneet räjähtäneiden tähtien romahtaneista ytimistä. Ne ovat tavallisiin tähtiin ja planeettoihin verrattuna hyvin pieniä – halkaisijaltaan vain noin 10–20 km – mutta ne sisältävät enemmän “ainetta”, eli massaa, kuin Aurinko! Toisinaan neutronitähdet pyörivät erittäin nopeasti. Tällöin niitä kutsutaan pulsareiksi, ja juuri näitä PulChron-tutkijat hyödyntävät. Pyörimisen aikana pulsarit lähettävät radiosäteilyä, joka voidaan havaita Maasta käsin. Ilmiö muistuttaa hieman majakan vilkkuvia valoja. Nämä radiosäteilypurkaukset ovat niin säännöllisiä, että ne voisivat toimia perustana erittäin tarkalle kellojärjestelmälle – juuri sitä PulChron-tiimi parhaillaan testaa.
Olemme jo keksineet joitakin erittäin hyviä menetelmiä ajan mittaamiseen. Tähän mennessä paras menetelmämme on laite, jota kutsutaan atomikelloksi. Atomien elektronit voivat imeä tai vapauttaa erittäin tarkkoja energiamääriä. Tämä energia vapautuu valoaaltona, jolla on tietty taajuus – tietty määrä täysiä aaltoja sekunnissa – ja jota voidaan käyttää ajan mittaamiseen, aivan kuten heilurin täysien heilahtelujen lukumäärä minuutissa ohjaa isoisän kelloa.
Atomikellot saattavat olla parempia lyhyillä aikaväleillä, kuten vuosien mittakaavassa, mutta PulChronin kaltaiset pulsarikellot voisivat olla parempia vuosikymmenien mittakaavassa, jonka jälkeen yksittäiset atomikellot saattavat lakata toimimasta. Tämä tarkoittaa, että pulsarikellot voisivat olla erittäin hyödyllisiä tuleville satelliittinavigointijärjestelmille, kuten ESA:n Galileolle, jotka vaativat uskomattoman tarkkaa ajanmittausta monien vuosien ajan.
Mutta mitä tapahtuu, jos pulsarista saadut tiedot vääristyvät – esimerkiksi gravitaatioaaltojen vaikutuksesta, jotka ovat kuin voimakkaiden kosmisten tapahtumien aiheuttamia aaltoja avaruudessa? Se voisi hetkellisesti antaa vaikutelman, että pulsari pyörii nopeammin tai hitaammin. PulChron-tiimi on ottanut tämän huomioon, ja siksi se käyttää viittä suurta radioteleskooppia eri puolilla Eurooppaa tarkkaillakseen peräti 18 pulsaria!
Ehkä tulevaisuudessa pulsarikellot yleistyvät ja toimivat yhdessä atomikellojen kanssa, jolloin voimme mitata aikaa paremmin kuin koskaan ennen!
Mielenkiintoinen fakta: Pulsarit löysi vuonna 1967 brittiläinen tähtitieteilijä Jocelyn Bell Burnell. Aluksi hän ajatteli, että ne saattaisivat olla merkki älykkäästä avaruusolentojen elämästä, joka yrittää ottaa meihin yhteyttä!
