Пульсар — это внеземной источник излучения, который имеет регулярную периодичность, обычно обнаруживаемую в виде коротких вспышек радиоизлучения.
Большинство известных пульсаров видны только в радиодиапазоне электромагнитного спектра и называются радиопульсарами, но существует небольшое количество пульсаров, которые излучают на оптических длинах волн, длинах волн рентгеновского излучения и длинах волн гамма-излучения. Первый радиопульсар был обнаружен в 1967 году Джоселин Белл, аспиранткой Университета Глазго, работавшей с Энтони Хьюишем в Радиоастрономической обсерватории Малларда в Кембридже. Хьюиш получил Нобелевскую премию по физике 1974 года за «решающую роль в открытии пульсаров».
Обычно считается, что радиопульсары представляют собой сильно намагниченные, быстро вращающиеся нейтронные звезды с "лучом маяка", который производит импульсное излучение. Хотя большинство пульсаров вращаются со скоростью примерно один раз в секунду, самые быстрые пульсары могут вращаться со скоростью до ~ 650 раз в секунду, а все, что делает оборот быстрее, чем в 50 миллисекунд, обычно называют миллисекундным пульсаром. Некоторые радиопульсары связаны с остатками сверхновых, и принято считать, что пульсары представляют собой схлопнувшиеся ядра звезд, которые когда-то были массивнее Солнца в 6-10 раз. Радиопульсары имеют «характеристический возраст пульсара», который является оценкой их возраста и соответствующей мерой дисперсии, которая зависит от количества свободных электронов между нами и пульсаром. По мере того как пульсары излучают энергию, частота их вращения замедляется, и в конечном итоге они вообще перестают излучать.
Рентгеновские пульсары испускают рентгеновские лучи через равные промежутки времени либо из-за излучения магнитосферы в нейтронных звездах, либо из-за аккреции вещества от компаньона. Аккреционные источники рентгеновского излучения с сильными магнитными полями обычно пульсируют относительно медленно (некоторые так медленно, как 1 раз в 20 минут), поскольку магнитное поле оказывает тормозящий момент на нейтронную звезду из-за присутствия ионизированного материала. Некоторые рентгеновские пульсары вращаются очень быстро, с частотой вращения более 400 Гц. Частота вращения просто обратна периоду вращения и измеряется в циклах в секунду (Гц). Эти миллисекундные рентгеновские пульсары являются предшественниками миллисекундных радиопульсаров. Светимость рентгеновских пульсаров изменяется по крайней мере на 5 порядков, от эддингтоновского предела в 10³¹ Дж с⁻¹ до менее 10²⁶ Дж с⁻¹. Существуют разные классы рентгеновских пульсаров:
- Рентгеновские двойные системы большой массы обычно приводятся в действие сильным звездным ветром, исходящим от массивной звезды-компаньона (в 5-30 раз массивнее нейтронной звезды).
- Рентгеновские двойные системы малой массы питаются за счет переноса массы через переполнение полости Роша и имеют звезды-доноры, которые менее массивны, чем нейтронная звезда. Массоперенос расширяет орбиту, делая данную систему долгоживущими источниками по сравнению с первым классом.
Оптические пульсары образуют очень небольшое подмножество известных пульсаров. Самый известный оптический пульсар — это Крабовидный пульсар, остаток взрыва сверхновой, который был виден в 1054 году нашей эры.
Гамма-пульсары довольно редки, и большинство из них — молодые нейтронные звезды с сильными магнитными полями. Некоторые из них видны как радио- и оптические пульсары. При длинах волн гамма-излучения около 100 МэВ пульсар в Парусах является самым сильным точечным источником в небе.
В 2008 году число известных радиопульсаров составляло около 1600.