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行星恒星知识百科:神奇的“小绿人”——脉冲星

时间:2020-09-15    点击: 次    来源:986文章网    作者:佚名 - 小 + 大


  •   1967年10月,剑桥大学卡文迪许实验室的休伊什教授的研究生——24岁的乔丝琳·贝尔小姐在检测射电望远镜收到的信号时无意之中发现了一些有规律的脉冲信号,这些脉冲信号的周期十分稳定,为1.337秒。起初她以为这是地外智慧生命“小绿人(LGM)”发来的信号,但在接下来不到半年的时间里,又陆陆续续发现了数个这样的脉冲信号。后来人们确认这是一类新的天体,并把它命名为脉冲星。脉冲星与类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子一道,并称为20世纪60年代天文学“四大发现”。

      脉冲星全称射电脉冲星,能发射极其规则的射电脉冲,其中几个还有短节奏的可见光激变、X射线和γ射线。

      脉冲星被公认是快速自旋的中子星。中子星是一种几乎整体均由中子组成的极端致密的恒星,直径仅20千米,甚至更小些。当超新星激烈爆发后,其内核向内坍缩,即形成为中子星。恒星表面处的中子衰变成质子和电子,这些荷电粒子从恒星表面释放出来,即进入环绕恒星并随恒星自转的强磁场之中。这些粒子被加速到接近光速,便产生称为同步加速辐射的电磁辐射。这种辐射从脉冲星的磁极处以强射束形式被释放出去。磁极并不和自转极吻合一致,因此,脉冲星的自转致使射束旋转摆动。每当脉冲星自转一周,射束便会有规则地扫过地球,这时地面望远镜即可检测出一系列间断的脉冲。

      利用专门设计用以记录射电源快速起伏的射电望远镜,科学家们于1967年发现了第一个脉冲星,迄今已探测到300多个脉冲星。这类天体的很大一部分都朝向银河系的银道面集聚。虽然所有已知脉冲星均有此类特征,但它们的周期长短,即两个相继出现的脉冲之间的间隔却有很大不同。迄今已观测到的最慢的脉冲星的周期间隔为4秒,而1982年发现的最快的脉冲星的周期是0.00155秒,即1.55毫秒,比已知的任何一个脉冲星的周期都短了许多。这个毫秒脉冲星每秒自旋642圈,已经接近脉冲星自旋速度的极限。因为一个中子星只要自旋速度为此速度的4倍,就会作为其赤道带离心力造成的结果而飞散崩溃,哪怕引力十分强大,可使其逃逸速度达到光速的一半。精确的射电脉冲星计时表明,它们的自转正在很缓慢地减速,典型速率是每年减慢一百万分之一秒。根据一个脉冲星速度变化,可以计算出它的年龄。

      在光学照片上,蟹状星云脉冲星呈现为蟹状星云中心的一个中等亮度(16星等)的星。船帆脉冲星则要暗淡得多,平均为24星等,船帆脉冲星是星空中最强的γ射线源之一。年龄较老的射电脉冲星周期减慢的速率要比年轻的慢,脉冲周期也长。根据研究,已测定出脉冲星在历经约1000万年后随着磁场的明显变弱,脉冲星的脉冲终将停止。在太阳附近空间探测出的脉冲星的数目表明,在银河系中活跃的脉冲星有上百万个。据推论,每10年应有一个这类天体诞生。
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