登陆注册
10217200000004

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。1967年,英国女研究生贝尔发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。后来,科学家就把这种不断地发出电磁脉冲信号的未知天体命名为脉冲星。

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?

拓展阅读

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
  • 探索失踪之谜(科学探索的真相)

    探索失踪之谜(科学探索的真相)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们读者的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,增强科学探索精神,这是科学普及的关键。
  • 世界航空风云(天下龙文百家科普论坛)

    世界航空风云(天下龙文百家科普论坛)

    本书通过深入浅出的叙述方式,佐以图片及相关的诸多航空知识链接,力图还原世界航空发展的简史。以准确的史料、全景式的描绘,向读者生动地讲述了人类在蓝天的召唤下是如何走过从飞天梦想、发明热气球、飞艇直到发明飞机的苦苦探索历程,以及飞机发明百多年以来对人类社会所产生的巨大影响。经典的机型、传奇的飞机设计师、惨烈的空战、甚至飞机制造商间滴血未见却杀气腾腾的商战,都为读者一一呈现在眼前。
  • 绿色生态(地球一小时)

    绿色生态(地球一小时)

    生态城市是一个崭新的概念。是标志社会进步、经济发展、生态平衡三者达到和谐统一的标准,是人与自然相互融洽结合的基本条件。本书对绿色生态的概念做了一个细致的介绍,并且对人类赖以生存的生态环境恶化也做了一个讲解。
  • 解读自身的人体科学(科普知识大博览)

    解读自身的人体科学(科普知识大博览)

    人体科学是研究人体的功能,如何保护人体的功能,并进一步发展人体潜在功能,发挥人的潜力,提出用“人体功能态”理论来描述人体这一开放的复杂巨系统,研究系统的结构、功能和行为。认为气功、特异功能是一种功能态,把气功、特异功能、中医系统理论的研究置于先进的科学框架之内,对气功、特异功能的研究起了重大作用。
  • 青少年应该知道的信息

    青少年应该知道的信息

    本书从信息的识别、收集、筛选、分类、整理等方面介绍信息的基础知识,进而使我们享受信息给我们工作和生活带来的便利和舒适。
热门推荐
  • 嘿女王你的恋爱说明书

    嘿女王你的恋爱说明书

    两个女孩儿的校园生活,考验她们的友情与爱情的故事请多多支持多多关注。
  • 帝后谋

    帝后谋

    三年前,南泱下嫁给草包美人四皇子,助他登基,其后却垂帘执政,毒害亲夫,天下唏嘘——真狠!三年后,南后被废,第一权贵之门南家举家流放,皇帝亲手弑妻,她却死而复生,天下又唏嘘——你妹!我们的宗旨是:像开挂一样虐小三,顺带和皇帝来场说谈就谈的婚后恋爱。
  • 复仇公主葬心恋

    复仇公主葬心恋

    三个拥有绝美容颜的倾世“公主”来到贵族学院,遇到了她们的死对头和几个颜值毫不比她们差的“白马王子”她们的世界,既有完美的复仇,也有完美的邂逅,但,结局,当然不会这么早结束……
  • 呼啸山庄(语文新课标课外读物)

    呼啸山庄(语文新课标课外读物)

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
  • 邪帝狂妃:医毒武三绝

    邪帝狂妃:医毒武三绝

    她,是21世纪的金牌杀手,又是华夏医毒武最大家族的隐藏继承者,可在一次任务中被至亲杀害。她是苏府的废材二小姐,众人欺她辱她,一朝穿越,废材变天才,世人都说她是废材,唯有他,发现她的好,对她死缠烂打,她怒道,风千尘,你到底想干嘛?!某人说,娘子我是来帮你暖床的…
  • 迷人医女来袭

    迷人医女来袭

    沈梦雨听说自己是因天时地利人和而穿越!穿越后只想带着一家人走向繁华,只到有一个人的出现打乱了原来的生活规律。他说:“姑娘你抱了人家可要负责啊!”【读者群:719421274】
  • 左右逢源的姿态与心态

    左右逢源的姿态与心态

    本书展示“鱼”的人生方略和奋斗技巧,而像鱼一样左右逢源的姿态与心态与其刻意模仿,不如静心感悟;与其把它当作某种终极目标实现的捷径,不如当作享受柳暗花明的快意人生的功课。
  • 神级异世召唤系统

    神级异世召唤系统

    叶枫本是一名游戏狂,哪里的游戏好玩哪里就有他,可惜有一天他玩游戏的时候老天爷给他开了一个玩笑,天空突然出现了一道闪电,把正在玩游戏的叶枫給劈死了。搞得他灵魂穿越了,回过神的叶枫发现自己体内有一个神级异世召唤系统。且看叶枫如何凭借神级异世召唤系统搅动风云!演绎属于他的传奇!!ps:这是一位随缘作者,慎进
  • 高考志愿填报诀窍

    高考志愿填报诀窍

    “填报志愿比考大学还难!”许多考生家长都有这样的感慨。《高考志愿填报诀窍:考生和家长必须知道的100个真相》重点针对新一届高考生,从“院校篇”“专业篇”“政策篇”及“技巧篇”四个方面着眼,全面揭示填报高考志愿的100个真相,避免考生及家长步入填报误区,最终帮助考生升入理想且适合自己的学校和专业。本书是基于2013年版本基础上的最新修订版,作者紧跟最新高考政策,全面补充完善高考志愿填报资料,新增工具表格索引,内容更新、资料更全、查阅更方便。
  • 一鹿有你不分离

    一鹿有你不分离

    “呀,鹿晗,你又拍我头!”陌晗。“反正那么矮,拍就拍了呗!”鹿晗。“所以还是我看错你了是么?”陌晗。“对不起...”鹿晗。“没有下次哦,不然永远不要你了!”陌晗。“有你在就是最好的人生.”鹿晗