中子星是上一篇文章中详细描述的一种中子星（来自脉动射电源），它是一种高度磁化的旋转中子星，从其磁极发射电磁辐射束。 只有当发射的光束指向地球时才能观察到这种辐射（类似于只有当光指向观察者的方向时才能看到灯塔），并导致发射的脉冲出现。 中子星非常密集，自转周期短而有规律。 对于单个脉冲星，这导致了非常精确的脉冲间隔，范围从毫秒到秒。 脉冲星是超高能宇宙射线源的候选者之一。
钱德拉的X射线望远镜和WISE红外望远镜对脉冲星PSR B1509的观测 58.
脉冲星的周期使它们成为天文学家非常有用的工具。 对双中子星系统中脉冲星的观测被用来间接证实引力辐射的存在。 2024年，第一颗太阳系外行星在脉冲星PSR B1257+12周围被发现。 2024年，某些类型的脉冲星被探测到，它们的计时精度超过了原子钟。
脉冲星的“灯塔”效应示意图，其中脉冲信号只能在特定方向上接收。
导致脉冲星形成的事件始于大质量恒星的核心在超新星爆炸期间被压缩并坍缩成中子星。 中子星保留了大部分角动量，并且由于它的半径仅为其前一颗恒星的一小部分（因此它的转动惯量急剧减小），因此它以非常高的旋转速度形成。 辐射束沿着脉冲星的磁轴发射，脉冲星随着中子星的旋转而旋转。 脉冲星的磁轴决定了电磁束的方向，磁轴不一定与其旋转轴相同。 这种错位导致中子星每次旋转时都能看到一束光，导致其外观具有“脉冲”性质。
脉冲星示意图。 中间的球体代表中子星，曲线代表磁力线，突出的锥体代表发射束，绿线代表恒星的旋转轴。
在旋转驱动的脉冲星中，光束是中子星旋转能量的结果，中子星通过非常强的磁场的运动产生电场，引起质子和电子在恒星表面的加速，并产生从磁场两极发射的电磁束。 Nicer对PSR J0030+0451的观测表明，这两束光束都来自位于南极的热点，并且恒星上可能有两个以上的热点。 随着电磁功率的发射，这种旋转会随着时间的推移而减慢。 当脉冲星的自转周期足够减慢时，射电脉冲星机制被认为会关闭（所谓的“死亡线”）。 这种关闭似乎发生在大约1000万到1亿年后，这意味着在136亿年内在宇宙中诞生的所有中子星中，约有99%不再脉动。
蟹状星云的光学X射线合成图像，脉冲星周围星云中的同步辐射，由中心脉冲星的磁场和粒子提供动力。
尽管人们普遍认为脉冲星是快速旋转的中子星，但马克斯·普朗克地外物理研究所的维尔纳·贝克尔（Werner Becker）在2024年表示，“即使经过近四十年的研究，脉冲星如何发射辐射的理论仍处于起步阶段。 ”
脉冲星的发现使天文学家能够研究以前从未观察到的东西：中子星。 这样的物体是唯一可以观察到物质在核密度下的行为的地方（尽管不是直接的）。 此外，毫秒脉冲星还可以在强引力场条件下测试广义相对论。 以下是一些具体的应用场景：
1.星图：脉冲星地图包含在两个先驱者的金属板和旅行者号的黄金记录中。 它们显示了太阳相对于14颗脉冲星的位置，这些脉冲星通过其电磁脉冲的独特时间来识别，因此我们在空间和时间中的位置可以通过潜在的外星智能来计算。 由于脉冲星发出非常规则的无线电波脉冲，因此它们的无线电传输不需要每天校正。 此外，脉冲星定位可用于独立创建航天器导航系统或与卫星导航相结合。
太阳与银河系中心的相对位置，以及14颗脉冲星及其周期，都显示在Vanguard探测器的金属板上。
2.Pulsar 导航：基于X射线脉冲星的导航和授时（XN**）或简称脉冲星导航是一种导航技术，它使用脉冲星发出的周期性X射线信号来确定飞机的位置，例如深空航天器。 使用XN**的车辆将接收到的X射线信号与已知脉冲星频率和位置的数据库进行比较。 与 GPS 类似，这种比较允许车辆准确计算其位置（5 公里）。 与无线电波相比，使用X射线信号的优势在于X射线望远镜可以做得更小更轻。 据报道，2024年进行了实验演示。
3.精密时钟：一般来说，脉冲星发射的规律性无法与原子钟的稳定性相提并论。 它们仍可用作外部参考。 例如，J0437 4715 的句点为 0005757451936712637 秒，误差为 17×10−17 s。这种稳定性允许毫秒脉冲星用于建立星历时间或构建脉冲星时钟。 定时噪声是所有脉冲星中观察到的旋转不规则性的名称。 这种定时噪声可以通过脉冲频率或相位的随机漂移来观察。 目前尚不清楚定时噪声是否与脉冲星毛刺有关。 根据 2023 年发表的一项研究，在脉冲星中观察到的定时噪声被认为是由背景引力波引起的，也可能是由脉冲星内部（与超流体或湍流的存在有关）和外部（由于磁层活动）的随机波动引起的。
4.星际介质探测器：脉冲星辐射在到达地球之前穿过星际介质（ISM）。 ISM 和 H II 区域的暖 （8000 K） 电离成分中的自由电子主要以两种方式影响辐射。 由此产生的脉冲星辐射变化为ISM本身提供了重要的探针。
此外，ISM中的密度不均匀性会导致脉冲星发射的无线电波散射。 由此产生的无线电波闪烁 - 与地球大气密度变化引起的可见光中的恒星闪烁相同 - 可用于重建有关ISM中小尺度变化的信息。 由于许多脉冲星的速度很高（高达每秒数百公里），单个脉冲星可以快速扫描ISM系统，导致闪烁模式在几分钟的时间尺度上发生变化。 这些密度不均匀的确切原因仍然是一个悬而未决的问题，可能的解释包括湍流和电流片。
5.时空探测器：脉冲星围绕银河系中心的超大质量黑洞SGR A*在弯曲的时空中运行，可以在强场态下充当引力探测器。 [60]脉冲的到达时间受到狭义相对论和广义相对论多普勒频移的影响，以及无线电波穿过黑洞周围强烈弯曲时空的复杂路径。 为了用现有的仪器测量广义相对论的影响，需要发现轨道周期小于10年左右的脉冲星[60] 这种脉冲星的轨道距离是sgr a* 001 个或更少。 搜寻工作正在进行中;目前，已知有五颗脉冲星位于SGR A*的100 PC内。
6.时空探测器：脉冲星围绕银河系中心的超大质量黑洞SGR A*（天鹅座A）在弯曲的时空中运行，可以在强场态下充当引力探测器。 脉冲的到达时间受到狭义相对论和广义相对论多普勒频移的影响，以及无线电波通过黑洞周围强烈弯曲时空的复杂路径。 为了用现有的仪器测量广义相对论的影响，需要发现轨道周期小于10年左右的脉冲星这种脉冲星的轨道距离为 sgr a* 001 个或更少。 搜寻工作正在进行中;目前，已知有五颗脉冲星位于SGR A*的100 PC内。
7.引力波探测器：目前有三个国际组织使用脉冲星来寻找引力波。 在欧洲，有欧洲脉冲星定时阵列（EPTA）;澳大利亚有帕克斯脉冲星定时阵列（PPTA）;加拿大和美国拥有北美纳赫兹引力波天文台（NANOGR**），它们共同构成了国际脉冲星定时阵列（IPTA）。 来自毫秒脉冲星（MSP）的脉冲被用作银河系时钟系统。 时钟的干扰可以在地球上测量。 来自传递引力波的扰动将在整个脉冲星群中具有特定的特征，因此可以被探测到。
费米伽马射线太空望远镜探测到的伽马射线脉冲星。
乔斯林·贝尔（Jocelyn Bell）最初观察了第一颗脉冲星的信号，这是她帮助建造的新委托的射电望远镜，同时分析了2024年8月6日记录的数据。 最初，她的主管和望远镜开发人员安东尼·休维什（Antony Hewish）将其视为无线电干扰，并且信号总是以相同的赤纬和赤经出现，这一事实很快排除了地面**的可能性。 1967 年 11 月 28 日，Bell 和 Heush 使用快速条形图记录器将信号解析为一系列脉冲，每个脉冲 1337 秒，均匀间隔一次。 以前从未观察到过这种性质的天体。 12月21日，贝尔发现了第二颗脉冲星，驳斥了这些脉冲星可能是外星智能向地球发射信号的猜测。
乔斯林·贝尔（Jocelyn Bell）首次鉴定脉冲星证据的示意图，在剑桥大学图书馆展出。
小约瑟夫·胡顿·泰勒，1974Russell Hulse首次在双星系统中发现了一颗脉冲星，PSR B1913+16。 脉冲星围绕另一颗中子星运行，轨道周期仅为8小时。 根据爱因斯坦的广义相对论**，这个系统应该发出强烈的引力辐射，导致轨道在失去轨道能量时收缩。 对脉冲星的观测很快证实了这一点，为引力波的存在提供了第一个证据。 截至2024年，对这颗脉冲星的观测仍然符合广义相对论。 2024年，泰勒和赫尔斯因发现脉冲星而获得诺贝尔物理学奖。
第一颗射电脉冲星CP 1919（现在称为PSR B1919+21）于2024年被发现，脉冲周期为1337 秒，脉冲宽度为 004 秒。
第一颗双脉冲星PSR 1913+16的轨道正在衰变，这是由于引力辐射以广义相对论的精确速率发射**。
最亮的射电脉冲星，帆脉冲星。
第一颗毫秒脉冲星，PSR B1937+21
最亮毫秒脉冲星，PSR J0437 4715
第一颗X射线脉冲星CEN X-3
第一颗吸积毫秒X射线脉冲星，SAX J18084−3658
第一颗有行星的脉冲星，PSR B1257+12
第一颗在小行星影响下观测到的脉冲星：PSR J0738 4042
第一个双脉冲星双星系统，PSR J0737 3039
周期最短的脉冲星是PSR J1748 2446AD，周期约为00014 秒或大约 14 毫秒（每秒 716 次）。
周期最长的中子星脉冲星PSR J0901-4046的周期为759 秒。
周期最长的脉冲星是1182秒，也是仅有的两颗已知的白矮星脉冲星之一，天蝎座AR。
第一颗白矮星脉冲星，AE Aquarii。
周期最稳定的脉冲星，PSR J0437 4715
第一颗具有2恒星质量的毫秒脉冲星，PSR J0337+1715
PSR J1841 0500，停止脉冲 580 天。 已知仅有的两颗脉冲星之一停止了脉冲超过几分钟。
PSR B1931+24，一个周期。 它脉冲约一周，停止脉动约一个月。 [66]已知仅有的两颗脉冲星之一停止了脉冲超过几分钟。
swift j0243.6+6124 最强磁脉冲星， 16×10^13 g.
PSR J0952-0607 最重脉冲星 235±0.17 m☉。
PSR J1903+0327，一件约2件一颗15毫秒的脉冲星，发现于一个高度偏心的双星系统中，有一颗类似太阳的恒星。
PSR J2007+2722 是 408赫兹孤脉冲星是志愿者根据2024年2月收集的数据发现的第一颗脉冲星，并由分布式计算项目einstein@home分析。
PSR J1311 3430是第一颗由伽马射线脉动发现的毫秒脉冲星，也是轨道周期最短的双星系统的一部分。