登陆注册
2776600000004

第4章 宇宙里的脉冲星

什么是脉冲星

在恒星世界中,有很多是人们未知的天体和奇特的天体。脉冲星就是其中之一。人们最早认为恒星是永远不变的,其实有些恒星也很“调皮”,并且变化多端。于是,人们就给那些喜欢变化的恒星起了个形象的名字,叫“变星”。脉冲星就是变星的一种。

脉冲星的一般符号是PSR。例如,第一个脉冲星就被记为PSR1919+21。1919表示这个脉冲星的赤经是19小时19分,+21表示脉冲星的赤纬是北纬21度。脉冲星是20世纪60年代天文的四大发现之一。

发射脉冲信号的天体

1967年夏天,著名的英国射电天文学家休伊什和女研究生贝尔发现一个能发射无线电脉冲的天体。1968年2月,他们在英国《自然》杂志发表了一篇轰动世界的文章——《观测到脉冲电源》。后来这个天体被命名为脉冲星。

当时,他们发现这个天体很有规律地发射一断一续的脉冲,每经过1.337秒就重复一次。开始,他们以为是地球上某个无线电台发射的讯号,不过这一假设很快就被否定了。后来又怀疑是从某个具有“超级文明”的星球上发来的电报,最后才肯定这种脉冲信号来自一个未知的天体。

为何会发射脉冲

脉冲星并非或明或暗地闪烁发光,而是发射出恒定的能量流。只是这一能量汇聚成一束非常窄的光束从星体的磁极发射出来。当星体旋转时,这一光束就像灯塔的光束或救护车警灯一样扫过太空。只有当光束直接照射到地球时,我们才能探测到脉冲信号。这样,恒流的光束就变成了脉冲光。

绝大多数的脉冲星可以在射电波段被观测到。少数的脉冲星也能在可见光、X射线甚至γ射线波段内被观测到,例如著名的蟹状脉冲星射电到γ射线的各个波段内会被观测到。

脉冲星的周期

脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始,人们对此很困惑,甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报寻求联系。

1968年,有人提出,脉冲星是快速旋转的中子星。中子星具有强磁场,运动的带电粒子发出同步辐射,形成与中子星一起转动的射电波束。由于中子星的自转轴和磁轴一般并不重合,每当射电波束扫过地球时,就接收到一个脉冲。脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。

脉冲星靠消耗自转能来弥补辐射出去的能量,因而自转会逐渐放慢。但是这种变慢会非常缓慢,以至于信号周期的精确度能够超过原子钟。而从脉冲星的周期就可以推测出其年龄的大小,周期越短的脉冲星越年轻。

科学家的研究

科学家们对这种脉冲现象进行了仔细认真的研究,确定这是脉冲星自转的结果。它自转一周,我们就观察到一次它辐射的电磁波,因此就形成了一断一续的脉冲。

经研究才知道这种脉冲星就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年,前苏联著名物理学家朗道就推测,宇宙里可能存在一种频度很高的、差不多全由中子组成的中子星。

1934年,美国科学家巴德和兹维基又假定说,中子星可能形成于超新星爆发的过程中。休伊什和贝尔的发现完全符合以上的猜测。

第一,只有非常小的天体,才能迅速旋转。脉冲星就具备这个条件,有的最短周期达0.033秒。第二,就目前发现的脉冲星来看,其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中。

研究发现,脉冲星所在的地方正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。

至此,关于脉冲星的另外一些问题科学上至今还没有答案,比如,脉冲星内部为什么总处于超导状态和超流动状态?为什么只有蟹状星云脉冲星发射光量子?

延伸阅读

脉冲星是中子星的一种,是会周期性发射脉冲信号的星体。脉冲星被认为是“死亡之星”,是恒星在超新星阶段爆发后的产物。变星狭义上是指亮度有显著起伏变化的恒星。一些恒星在光学波段的物理条件和光学波段以外的电磁辐射有变化,这种恒星现在也被称为变星,如光谱变星、磁变星、红外变星、X射线新星等。

同类推荐
  • 海龙大传:史前水怪真面目

    海龙大传:史前水怪真面目

    这是一部古生物的异志。它以“醒来”的化石为依据,向人们阐述着一段中生代的水下传奇。中生代的陆地上,逡巡的恐龙是绝对的霸主,天空则大半由翼龙主宰着,在广阔的海洋中,虽然有形形色色的鱼类畅游其间,但中生代的海生爬行动物才是海洋中真正的主宰者,它们就是海龙类的精灵们:有着“水下暴龙”之称的沧龙、眼如探照灯的大眼鱼龙、有着超长脖子的薄片龙、嘴如宝剑的神剑鱼龙、牙齿犬牙交错的滑齿龙、身着“露脐装”和“小热裤”的豆齿龙……
  • 中国名酒

    中国名酒

    我国是酒的故乡,也是酒文化的发源地,是世界上酿酒最早的国家之一。我国酿酒历史悠久,品种繁多,自产生之日开始,就受到先民欢迎。在中国数千年的文明发展史中,酒与文化的发展基本上是同步进行的。源远流长的中国酒文化不仅在我国影响深远,而且闻名世界,成为世界酒文化的重要组成部分。《中国文化知识读本:中国名酒》文字优美生动,语言简明通俗,适合大众阅读。
  • 古堡:千年古堡的重现

    古堡:千年古堡的重现

    在意大利南部海滨城市波佐利,考古学家从地下挖掘出了罗马时期的古城——有“小罗马”之称的普特奥利,其考古价值可与庞贝古城相媲美。经过考古学家10多年的连续挖掘,普特奥利古城终于重见天日。古罗马时期的建筑,四通八达的古道,鳞次栉比的小客栈、餐馆、私人祭坛、面粉作坊、拱形的仓库,还有石头做的装饰品和精美雕塑,无不见证着古城当年的繁华与喧闹。
  • 拼贴画:知道这些就够了

    拼贴画:知道这些就够了

    东拼西凑、体贴入妙,拼贴画,知道这些就够了。作者戴尔·沃勒在圣路易斯长大,现居匹兹堡。他曾在海军服役,目前是一名核能工程师,写作是他的兼职工作之一。他自2013年开始自出版创作,至今已有百本涉及人文社科领域各类话题的作品与读者见面。
  • 33天环游地球(谷臻小简·AI导读版)

    33天环游地球(谷臻小简·AI导读版)

    北至北极,南抵南极,东至日本东京,西到美国、加拿大,本书让你足不出户就能领略到迤俪的异域风光,遍览世界各地。
热门推荐
  • 限制级宠婚:再生一个宝

    限制级宠婚:再生一个宝

    狂拽霸气尊贵倨傲的特种作战部队头领肖凛,号称‘两不’!‘不近人情’以及‘不近女色’!作为红到发紫粉丝众多的金马奖影后池蓝表示不能理解‘不近女色’四字。因为……这个怎么都吃不饱的男人是怎么回事?!春夏秋冬东南西北,肖凛对池蓝的执着,乐此不疲。乖,再生一个宝!--情节虚构,请勿模仿
  • 2014年冰心儿童文学新作奖获奖作品集

    2014年冰心儿童文学新作奖获奖作品集

    《小象奥菲》、《小伙伴》、《出山》、《没影子的故事》、《传奇》、《寻找一只红色狐狸》、《躺在童年的牛背上看天书》、《每棵树都可以托起一片蓝天》……浙江少年儿童出版社主编的《2014年冰心儿童文学新作奖获奖作品集》为年度延续品种,是在2014年冰心儿童文学新作奖所有来稿基础上经过北京评委会评定而最终遴选出的获奖作品的结集。本书收录2014年度获得冰心儿童文学新作奖的全部作品,题材丰富,分大奖和佳作奖两类,呈现国内儿童文学的最新佳作和前沿创作,推送文坛新人。
  • 夏先生的人设崩了

    夏先生的人设崩了

    清心寡欲实则狠戾无情的夏候琰,心中藏着一座无人可触碰的城。谁敢动一下,他就能跟人拼命。一、始于狗血的开始。本以为分道扬镳之后,再无交集。再次见面,“夏候先生,不好意思,借个宝贝用用。”夏候琰慢慢抬眼,良久,“乔小姐,借了怎么还?”乔天琪:……二、某日高峰座谈会上,夏霸总耳上带着蓝牙,双手捧着手机不断的输入。一众大佬看着他这个严肃冰冷的表情,以为在谈几百亿的生意,谁也不敢出声打扰。直至有人不经意的一瞥,瞬时惊掉了下颚,表情更是一言难尽。夏霸总的人设瞬间崩塌。原因无他,在谈几百亿生意的夏霸总正在怒怼乔小姐的各路老婆老公粉。三、乔小姐很缺钱,某日直播间,面无表情的喊麦:老铁们,嗨起来!鲜花游轮刷起来。瞬间屏幕被ID为乔乔老公用游轮刷满。乔小姐看着那ID:谢谢这位……呃……四、权势滔天的夏霸总眉头紧锁坐在卡座上。一众发小们为他出谋划策。原因无他,已经28“高龄”的男人想要结婚想疯了。奈何他那位钟情于演戏的乔影后却丝毫没有结婚的打算。这是一个甜宠的故事,双洁,从校园到婚纱。
  • 轮回之落入凡尘

    轮回之落入凡尘

    天帝的小女儿意外落入凡尘会是什么样子?她和命中注定的人们会有怎样的纠缠?她的特殊使命到底又是什么?六世轮回,她还会不会找到原来的身份?时空无限,世界广袤,她是谁?如果有轮回,你有没有想过,你又是谁?
  • 七里樱

    七里樱

    年少时,我们,似乎成为了世界的主角,遗憾过,苦恼过,伤心心过,但庆幸的是在那个即将逝去的青春里,你世界的男主随着四季辗转在你身旁,陪你笑,陪你哭……终有一天,你发现他只是喜欢你身边的那个人而已…“你知道的,我喜欢她哎。”“没事…”至少我的青春,你来过就好。
  • 星耀圣诗

    星耀圣诗

    一切源自巧合。仙侠世界的流亡者们在神灵与魔法的夹缝中求生,面对虎视眈眈的强敌和域外魔影,他们将何去何从。清风卷起渐浓的硝烟,命运之线串起散落的珠子,于无声处敲响史诗的鼓点。东方的仙与武,西方的魔法和斗气,以及神灵、混沌、虚空,纷纷粉墨登场。机缘巧合下,剑客和骑士的意外相遇,为世界的巨变拉开了帷幕——他们究竟将带来新生,还是毁灭?
  • 云河洗刀录

    云河洗刀录

    赵天恩自幼寄人篱下,生世迷离,在荒野猎人吴老大抚养下长大,后遭遇种种离奇,得以修炼成高深武学,从一系列看似巧合实则必然的际遇中,赵天恩得知了自己的身世……
  • 辞旧迎新:除夕(文化之美)

    辞旧迎新:除夕(文化之美)

    春节对于中国人来讲可谓最为重要的节日,似乎每一个中国人对它都十分了解,但是我们真的了解春节,了解除夕吗?你熟知除夕的历史来源吗?除夕之夜压岁钱放鞭炮又是出于何时何种典故?南方北方及个少数民族在除夕之夜所备食物又有何差异?本书就对关于中国传统节日——除夕进行全面而细致的解析。
  • 快穿工作档案

    快穿工作档案

    唐可儿在一次旅行中不幸遇难身亡,本以为死亡是结束,却没想到这才是刚刚开始。唐可儿:算了,在哪儿打工不是打工。世界管理中心薪资合理,待遇优厚,关键是还有重生机会。从此,灵魂打工妹唐可儿穿越各个世界,守护每位委托者的人生。什么?你被心机女诬陷?没事,放着我来!什么?你被塑料姐妹背后捅刀子?别慌,放着我来!……世界管理中心921号工作人员,竭诚为您服务!比心~
  • 引力波

    引力波

    本书以通俗晓畅的语言系统介绍了人类对黑洞和可感知黑洞存在的工具“引力波”在整个20世纪的探测过程。从最初爱因斯坦广义相对论中的预言,到科学家们将理论从头脑中带到实验室里进行实践,期间的艰辛和不易超乎想象。这是一段发现宇宙源头、本质和洞悉其未来的历史,是人类听取宇宙声音、不断挑战技术和自身想象力的历史。雷纳·韦斯、约瑟夫·韦伯、基普·索恩等科学家的学术精神令人肃然起敬,LIGO探测天文台代表的天文物理技术革新令人印象深刻,总之,这是一本了解黑洞和相对论发展实践科学史的普及性读物。