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脉冲星是怎样发现的呢?

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脉冲星是怎样发现的呢?

脉冲星是怎样发现的呢?

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    2016-08-10 15:12:27
  •   1967年7月,英国剑桥大学射电天文台专门设计制造的一架新型射电望 远镜开始投入观测,它那分排成16排的2048个天线,占地21000平方米 (相当于32亩)。它的观测结果都自动记录在一盘盘的纸带上,一天下来,得 到的纸带有30多米长。10月份,休伊什教授的一位女研究生贝尔小姐在分 析这些资料时发现,其中似有一个神秘的射电源,每到子夜时便会发光闪烁, 而分析表明,子夜时仪器正对着狐狸座的上方,这种闪烁表现为一个个有规 则、有周期的脉冲。
      休伊什对这种原因不明的脉冲讯号很感兴趣,决定改进 仪器与方法,做进一步的研究。11月28日,他们已证实这个射电源发出的 无线电脉冲波长是3。 7米,周期极其稳定,为1。337秒。 这是什么引起的呢?显然不是太阳,因为子夜时太阳在地球的“下面”。
       是人类自己造成的无线电干扰吗?也不像,因为它来自固定的天区——狐狸 座。休伊什不禁评然心动,他想到了科幻小说中的“宇宙人”,或许这是他们 正在向茫茫太空中发出找寻知音的讯号?这种周期准确、强度变化的讯号难 道正是它们的电码?休伊什这时刚读到一本引人人胜的描写“宇宙小绿人” 的科幻小说,在宇宙深处某个遥远的星球上,有着一个极其繁荣发达的文明 社会。
      由于这个星球强大的引力作用,那儿的居民怎么也长不高。因为科学 技术太先进了,那儿的人不必劳动,四肢也退化了,惟有发达的大脑。他们也不要吃东西,因为它那绿色的皮肤可以像植物那样进行光合作用……当然 他们也在努力寻找其他的星球。 自从1967年发现第一颗脉冲星以来,天文学家已经发现1000多颗脉冲 星。
      脉冲星是有着强磁场的旋转着的中子星,它们发出有规律的射电脉冲。 最快的脉冲星发出的脉冲为624次/秒,而最慢的脉冲为每5。 1秒一次,多数 脉冲星位于我们银河系,但也有很多在球状星团中发现。麦格内塔星是新发 现的一颗有着更强烈磁场的中子星。他们可能与太空中的一些神秘伽马射线 的爆发有关。
      于是休伊什把这个神秘射电流记为“LGM”。LGM正是小的绿 色人(Little Green Men)的缩写。他也确实花了一番工夫来研究这些“密 码”,企图破译“小绿人”呼叫的具体内容…… 随后,有关这种奇特脉冲的发现纷至沓来,到1968年1月,贝尔小姐已 查明会发出这种令人费解的“密电码”的射电源有4个!哪会有这么多的 “宇宙小绿人”同时向我们呼叫?而且它们正好不约而同地使用同一“电台” 的频率(81兆赫或波长3。
      7米)?于是科学家相信,这是一种以前不知道的 新型天体——射电脉冲星,简称脉冲星,统一的记录符号为“PSR”后加位 置。如最早发现的狐狸座脉冲星记为“PSR1919 + 21”,表示它的赤经为19 小时19分。 1968年2月,休伊什宣布了发现脉冲星的消息,引起了很大轰动,人们 争相探索。
      到1968年底,脉冲星的名单已扩大到23颗,现在已有近千颗。 后来人们把这列为“20世纪60年代四大发现”之一,休伊什还因而获得了 27。 5万瑞典克郎的1974年诺贝尔物理奖! 经过几年研究,人们终于相信,脉冲星不是什么“怪物”,而是人们还未 见过面的“老朋友”。
      早在20世纪30年代时,一些核物理学家就预言,宇宙 中可能存在着全部由中子组成的“中子星”。众所周知,物质通常都是由分子 构成的,而分子又是由原子组成的。原子本身就像小小的“太阳系”,原子的 质量集中在中心的原子核内,因为电子的质量只有中子或质子的1/1840。
       中子星旋转的同时,从它的两个磁极各发出一束电波。每当波束扫过地 球时,我们探测到一次射电波脉冲,就像灯塔的灯光一样。旋转着的中子星 逐渐散尽了它的能量并慢下来,几百万年后它就慢得发不出射电波并逐渐消 失。以氧为例,氧原子外围有8个电子,核内有8个质子和8个中子,所以 氧原子核的质量是其电子质量的29000多倍。
      但原子核的体积很小,只有整 个原子的十亿分之一。如果原子像个直径1米的圆球,那原子核只有菜子那 么大。但是,电子的壳层十分牢固,任你重锤猛敲,火烧冰冻,都无法破坏 它。20世纪30年代时科学家认为,宇宙间有各种特殊条件,由于某种极大 的压力,使原子的电子壳层被压碎,本来在外围高速运动的电子被压进了原 子核内,带负电的电子与带正电的质子就会吸在一起,电荷抵消而变成中子, 这样便形成了全部由中子组成的“中子星”。
      可想而知,中子星的密度将大得不可思议! 在半个世纪以前,人们对诸如天狼伴星那样的白矮星为什么会有这么高 的密度,还难以理解,比白矮星还密亿万倍的中子星,只是科学家笔下的 “水月镜花”而已,就连从理论上作此预言的前苏联天文学家朗道本人,心底 深处也不指望宇宙中真会有这种奇特的天体。
       脉冲星的发现,使得人们旧话重提。通过各方面的论证,现在科学家们 早已确信无疑,脉冲星就是中子星——高速自转着的中子星! 前面已经说过,白矮星的大小与行星相仿,直径大约为几千到几万千米。 中子星物质的电子壳层都已被压碎,所以它的半径理应比白矮星小千倍,即 只有几到几十千米。
      理论研究认为,脉冲星的半径在10千米左右。所以二者 相比,又好像是菜籽与大气球! 。

    崔***

    2016-08-10 15:12:27

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