Wanneer heb jij voor het laatst gekeken hoe laat het was? Misschien op je horloge of op een klok aan de wand. Heb je nagedacht over hoe nauwkeurig de tijd is die je zag? In ons dagelijks leven hoeft een klok alleen maar op een paar minuten of seconden nauwkeurig te zijn. Maar als je wetenschapper, ingenieur of astronaut bent? Dan moet je de tijd misschien wel heel precies meten. Wetenschappers van ESA zijn begonnen met de test van een nieuw type uiterst precieze klok die pulsars gebruikt! De klok heeft de naam ‘PulChron’ en meet de tijd met behulp van radiopulsen die met een frequentie van milliseconden door meerdere snel draaiende neutronensterren worden uitgezonden!
Neutronensterren zijn ongelofelijk compacte objecten, gevormd door ingestorte kernen van exploderende sterren. Ze zijn piepklein in vergelijking met gewone sterren en planeten - maar zo'n 10 tot 20 km in doorsnee - maar ze bevatten meer materiaal, dat we massa noemen, dan de zon! Soms draaien neutronensterren heel erg snel rond. Dan noemen we ze pulsars, en dat zijn de sterren die de PulChron-wetenschappers gebruiken. Als pulsars draaien, zenden ze bundels radiogolven uit die op aarde kunnen worden opgevangen. Het effect is een beetje te vergelijken met hoe wij het licht van een vuurtoren zien. Deze uitbarstingen van radiogolven zijn zo regelmatig dat ze de basis zouden kunnen vormen van een uiterst nauwkeurig kloksysteem - en dat is precies wat wordt getest door het PulChron-team.
We hebben al een paar goede methoden uitgevonden om de tijd bij te houden. De beste manier tot nu toe is een apparaat dat we een atoomklok noemen. Elektronen in atomen kunnen heel nauwkeurige hoeveelheden energie absorberen of afgeven. Deze energie wordt vrijgegeven als een lichtgolf met een bepaalde frequentie - een bepaald aantal complete golven per seconde - die kan worden gebruikt om tijd te meten, net als het aantal volledige schommelingen van de slinger van grootvaders klok.
Atoomklokken zijn misschien beter geschikt voor een korte tijdschaal zoals jaren, maar pulsarklokken als PulChron zijn beter geschikt voor decennia (perioden van 10 jaar), waarna een atoomklok defect kan raken. Dit betekent dat pulsarklokken erg handig kunnen zijn voor toekomstige systemen voor satellietnavigatie, zoals de Galileo van ESA, waarvoor ongelofelijk precieze tijdmeting nodig is over een periode een groot aantal jaren.
Maar wat gebeurt er als gegevens van een pulsar worden verstoord - bijvoorbeeld door zwaartekrachtgolven, die als rimpelingen door de ruimte trekken, veroorzaakt door krachtige kosmische gebeurtenissen? Dan zou het heel even kunnen lijken of de pulsar sneller of langzamer draait. Het PulChron-team heeft hieraan gedacht en daarom gebruiken ze vijf grote radiotelescopen, verspreid over Europa, om niet één, maar 18 pulsars te observeren!
Misschien worden pulsarklokken in de toekomst steeds vaker gebruikt en zorgen ze er samen met atoomklokken voor dat we de tijd beter kunnen meten dan ooit tevoren!
Leuk weetje: Pulsars werden in 1967 ontdekt door de Britse astronome Jocelyn Bell Burnell. Aanvankelijk dacht zij dat ze wellicht het bewijs zouden kunnen zijn van intelligent buitenaards leven dat probeerde met ons te communiceren!
