脈沖星（會(huì )周期性發(fā)射脈沖信號的中子星）
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脈沖星
本詞條是多義詞，共4個(gè)義項
會(huì )周期性發(fā)射脈沖信號的中子星
定義
脈沖星
脈沖星發(fā)射的射電脈沖的周期性非常有規律。一開(kāi)始，人們對此很困惑，甚至曾想到這可能是外星人在向我們發(fā)電報聯(lián)系。據說(shuō)，第一顆脈沖星就曾被叫做“小綠人一號”。
經(jīng)過(guò)幾位天文學(xué)家一年的努力，終于證實(shí)，脈沖星就是正在快速自轉的中子星。而且，正是由于它的快速自轉而發(fā)出射電脈沖。蟹狀星云脈沖星的X射線(xiàn)/可見(jiàn)光波段合成圖像。
正如地球有磁場(chǎng)一樣，恒星也有磁場(chǎng)；也正如地球在自轉一樣，恒星也都在自轉著(zhù)；還跟地球一樣，恒星的磁場(chǎng)方向不一定跟自轉軸在同一直線(xiàn)上。這樣，每當恒星自轉一周，它的磁場(chǎng)就會(huì )在空間劃一個(gè)圓，而且可能掃過(guò)地球一次。
那么豈不是所有恒星都能發(fā)脈沖了？其實(shí)不然，要發(fā)出像脈沖星那樣的射電信號，需要很強的磁場(chǎng)。而只有體積越小、質(zhì)量越大的恒星，它的磁場(chǎng)才越強。而中子星正是這樣高密度的恒星。
另一方面，當恒星體積越大、質(zhì)量越大，它的自轉周期就越短。我們很熟悉的地球自轉一周要二十四小時(shí)。而脈沖星的自轉周期竟然小到0.0014秒！要達到這個(gè)速度，連白矮星都不行。這同樣說(shuō)明，只有高速旋轉的中子星，才可能扮演脈沖星的角色。
特性
脈沖星發(fā)射射電脈沖
這個(gè)結論引起了巨大的轟動(dòng)。因為雖然早在30年代，中子星就作為假說(shuō)而被提了出來(lái)，但是一直沒(méi)有得到證實(shí)，人們也不曾觀(guān)測到中子星的存在。而且因為理論預言的中子星密度大得超出了人們的想象，在當時(shí)，人們還普遍對這個(gè)假說(shuō)抱懷疑的態(tài)度。
脈沖星
脈沖星是20世紀60年代天文的四大發(fā)現之一。至今，脈沖星已被我們找到了不少于1620多顆，并且已得知它們就是高速自轉著(zhù)的中子星。
脈沖星有個(gè)奇異的特性——短而穩定的脈沖周期。所謂脈沖就是像人的脈搏一樣，一下一下出現短促的無(wú)線(xiàn)電訊號，如貝爾發(fā)現的第一顆脈沖星，每?jì)擅}沖間隔時(shí)間是1.337秒，其他脈沖還有短到0.0014秒（編號為PSR-J1748-2446）的，最長(cháng)的也不過(guò)11.765735秒（編號為PSR-J1841-0456）。那么，這樣有規則的脈沖究竟是怎樣產(chǎn)生的呢？
天文學(xué)家已經(jīng)探測、研究得出結論，脈沖的形成是由于脈沖星的高速自轉。那為什么自轉能形成脈沖呢？原理就像我們乘坐輪船在海里航行，看到過(guò)的燈塔一樣。設想一座燈塔總是亮著(zhù)且在不停地有規則運動(dòng)，燈塔每轉一圈，由它窗口射出的燈光就射到我們的船上一次。不斷旋轉，在我們看來(lái)，燈塔的光就連續地一明一滅。脈沖星也是一樣，當它每自轉一周，我們就接收到一次它輻射的電磁波，于是就形成一斷一續的脈沖。脈沖這種現象，也就叫“燈塔效應”。脈沖的周期其實(shí)就是脈沖星的自轉周期。
脈沖星
中子星的輻射從兩個(gè)“窗口”出來(lái)后，在空中傳播，形成兩個(gè)圓錐形的輻射束。若地球剛好在這束輻射的方向上，我們就能接收到輻射，且每轉一圈，這束輻射就掃過(guò)地球一次，也就形成我們接收到的有規則的脈沖信號。
燈塔模型是現在最為流行的脈沖星模型。另一種磁場(chǎng)震蕩模型還沒(méi)有被普遍接受。
脈沖星是高速自轉的中子星，但并不是所有的中子星都是脈沖星。因為當中子星的輻射束不掃過(guò)地球時(shí)，我們就接收不到脈沖信號，此時(shí)中子星就不表現為脈沖星了。
脈沖星的一般符號是PSR。例如，第一個(gè)脈沖星就記為PSR1919+21。1919表示這個(gè)脈沖星的赤經(jīng)是19小時(shí)19分;+21表示脈沖星的赤緯是北緯21度。
雙脈沖星PSRJ0737-3039A/B的發(fā)現，讓人們欣喜若狂。它是由兩個(gè)脈沖星形成的雙星系統。能夠發(fā)現雙脈沖星系統，確實(shí)是非常幸運的事情。對PSRJ0737-3039A進(jìn)行計算以后，科學(xué)家預言它的脈沖輪廓形狀會(huì )發(fā)生較快的演化，甚至預言在2020年左右，它的光束會(huì )由于軸線(xiàn)進(jìn)動(dòng)而從我們的視線(xiàn)中消失，但是，仔細的觀(guān)測結果顯示，預期的脈沖輪廓形狀根本就沒(méi)有發(fā)生變化，這對科學(xué)家的打擊可是不小。預言的失敗讓我們感到，脈沖星的燈塔模型似乎存在著(zhù)問(wèn)題。
脈沖原因
盡管還沒(méi)有十分有力的證據，但是全世界的脈沖星專(zhuān)家都相信，脈沖星并非或明或暗地閃爍發(fā)光，而是發(fā)射出恒定的能量流。只是這一能量就像手電筒的光線(xiàn)那樣匯聚成一束非常窄的光束，從星體的磁極發(fā)射出來(lái)。中子星的磁軸與旋轉軸之間成一定角度（這與地球的磁北極地理北極位置略有不同一樣）。星體旋轉時(shí)，這一光束就象燈塔的光束或救護車(chē)警燈一樣，掃過(guò)太空。只有當此光束直接照射到地球時(shí)，我們才能用某些望遠鏡探測到脈沖星的信號。這樣一來(lái)，恒流的光束就變成了脈沖光。
幾乎所有的專(zhuān)家都相信上述這種燈塔模型。但是也有“離經(jīng)叛道”的不同意見(jiàn)被提了出來(lái)。新的觀(guān)點(diǎn)認為脈沖星的發(fā)光不是源自它的磁極，而是來(lái)自它的周?chē)Ｍ瑫r(shí)認為，脈沖星發(fā)出脈沖光是因為它的磁場(chǎng)在高速地翻轉振蕩，激變的磁場(chǎng)造成星體周?chē)霈F了極高的感生電場(chǎng)。這個(gè)感生電場(chǎng)的峰值出現在磁場(chǎng)過(guò)零點(diǎn)附近，并且加速帶電粒子使其發(fā)出同步輻射。這就可以解釋脈沖信號的產(chǎn)生機理。
磁場(chǎng)振蕩模型的優(yōu)點(diǎn)在于有太陽(yáng)這個(gè)低頻振蕩的樣板。我們知道，太陽(yáng)磁場(chǎng)的方向每過(guò)11年就會(huì )翻轉一次，如果太陽(yáng)塌縮成了中子星，它的自轉周期可以縮短到秒級甚至毫秒級，同時(shí)，它的磁場(chǎng)翻轉周期也可能達到毫秒級。電磁振蕩模型遇到的問(wèn)題在于如下疑問(wèn)：星體的磁場(chǎng)真的能那么快地翻轉嗎？當然，燈塔模型也有它的問(wèn)題：磁鐵高速旋轉的時(shí)候，真的能從磁極發(fā)光嗎？
脈沖信號的輻射，曾經(jīng)被認為是中子星的極端磁場(chǎng)的特有行為。但是后來(lái)人們發(fā)現，在某些主序星上，比如超冷星TVLM 513-46546和化學(xué)特殊星CU Virginis，都發(fā)現了非常相似的脈沖輻射，而這些星體的磁場(chǎng)都很低（數千高斯）。這對磁場(chǎng)震蕩模型是有利的。因為磁場(chǎng)震蕩模型降低了對磁場(chǎng)強度的要求。
發(fā)現
1967年10月，劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗室的安東尼·休伊什教授的研究生——24歲的喬絲琳·
貝爾檢測射電望遠鏡收到的信號時(shí)無(wú)意中發(fā)現了一些有規律的脈沖信號，它們的周期十分穩定，為1.337秒。起初她以為這是外星人“小綠人（LGM）”發(fā)來(lái)的信號，但在接下來(lái)不到半年的時(shí)間里，又陸陸續續發(fā)現了數個(gè)這樣的脈沖信號。后來(lái)人們確認這是一類(lèi)新的天體，并把它命名為脈沖星(Pulsar，又稱(chēng)波霎)。脈沖星與類(lèi)星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子一道，并稱(chēng)為20世紀60年代天文學(xué)“四大發(fā)現”。安東尼·休伊什教授本人也因脈沖星的發(fā)現而榮獲1974年的諾貝爾物理學(xué)獎，盡管人們對貝爾小姐未能獲獎而頗有微詞。
脈沖星
1997年拍攝的美國電影《超時(shí)空接觸》（Contact）中女主角破譯了來(lái)自外太空的有規律的信號，并據此制成了特殊的機器。但第一次確定乘坐機器與外星智慧聯(lián)系的人選時(shí)，卻沒(méi)有選她。這段情節被認為是影射了貝爾小姐沒(méi)有獲得諾貝爾獎的事情。
15歲女生發(fā)現新脈沖星
一名西維吉尼亞的高中學(xué)生，使用來(lái)自綠灣射電天文望遠鏡（Robert C. Byrd Green Bank Telescope，簡(jiǎn)寫(xiě)GBT)的數據，發(fā)現了一個(gè)新脈沖星。
Shay Bloxton，15歲，參與了一個(gè)讓學(xué)生分析射電望遠鏡數據的項目，于2009年10月15日發(fā)現了一個(gè)可能是脈沖星的天體。她和NRAO天文臺的天文學(xué)家在一個(gè)月后再次觀(guān)察了該天體，證實(shí)它確實(shí)是一顆脈沖星。Bloxton表示十分興奮，她在11月份前往綠灣，參加跟蹤觀(guān)察。她所參與的項目叫Pulsar Search Collaboratory(PSC)，是美國國家射電天文臺和西維吉尼亞大學(xué)的聯(lián)合項目。
科學(xué)家首次發(fā)現脈沖星是在1967年。去年末，另一名來(lái)自South Harrison高中的西維吉尼亞學(xué)生，也在參與PSC項目時(shí)發(fā)現了一個(gè)類(lèi)似脈沖星的天體。
特征
錐形掃射1968年有人提出脈沖星是快速旋轉的中子星。中子星具有強磁場(chǎng)，運動(dòng)的帶電粒子發(fā)出同步輻射，形成與中子星一起轉動(dòng)的射電波束。由于中子星的自轉軸和磁軸一般并不重合，每當射電波束掃過(guò)地球時(shí)，就接收到一個(gè)脈沖。
脈沖星
脈沖星靠消耗自轉能而彌補輻射出去的能量，因而自轉會(huì )逐漸放慢。但是這種變慢非常緩慢，以致于
信號周期的精確度能夠超過(guò)原子鐘。而從脈沖星的周期就可以推測出其年齡的大小，周期越短的脈沖星越年輕。
脈沖星
脈沖星的特征除高速自轉外，還具有極強的磁場(chǎng)，電子從磁極射出，輻射具有很強的方向性。由于脈沖星的自轉軸和它的磁軸不重合，在自轉中，當輻射向著(zhù)觀(guān)測者時(shí)，觀(guān)測者就接收到了脈沖。到1999年，已發(fā)現1000顆脈沖星。
毫秒脈沖星
20世紀80年代，由發(fā)現了一類(lèi)所謂的毫秒脈沖星，它們的周期太短了，只有毫秒量級，之前的儀器雖然能探測到，但是很難將脈沖分辨出來(lái)。研究發(fā)現毫秒脈沖星并不年輕，這就對傳統的“周期越短越年輕”的理論提出了挑戰。進(jìn)一步的研究發(fā)現毫秒脈沖星與密近雙星有關(guān)。
命名規則
脈沖星的命名由脈沖星英文pulsar的縮寫(xiě)PSR加上其赤經(jīng)赤緯坐標組成。如PSR B1937+21，1937是指該脈沖星位于赤經(jīng)19 37，+21是指其位于赤緯+21°，B意味著(zhù)赤經(jīng)赤緯值是歸算到歷元1950年的值。此外，J則表示赤經(jīng)赤緯值是歸算到歷元2000年的值。
有關(guān)故事
脈沖星被認為是“死亡之星”，是恒星在超新星階段爆發(fā)后的產(chǎn)物。超新星爆發(fā)之后，就只剩下了一個(gè)“核”，僅有幾十公里大小，它的旋轉速度很快，有的甚至可以達到每秒714圈。在旋轉過(guò)程中，它的磁場(chǎng)會(huì )使它形成強烈的電波向外界輻射，脈沖星就像是宇宙中的燈塔，源源不斷地向外界發(fā)射電磁波，這種電磁波是間歇性的，而且有著(zhù)很強的規律性。正是由于其強烈的規律性，脈沖星被認為是宇宙中最精確的時(shí)鐘。
脈沖星的存在是過(guò)去人們沒(méi)有預料到的，它的性質(zhì)如此奇特，以至于人們在對它的認識過(guò)程中產(chǎn)生了很多故事。
發(fā)現脈沖星
脈沖星剛發(fā)現的時(shí)候，人們以為那是外星人向我們發(fā)射的電磁波，他們在尋求宇宙中的知音。
1967年，英國劍橋新建造了射電望遠鏡，這是一種新型的望遠鏡，它的作用是觀(guān)測射電輻射受行星際物質(zhì)的影響。整個(gè)裝置不能移動(dòng)，只能依靠各天區的周日運動(dòng)進(jìn)入望遠鏡的視場(chǎng)而進(jìn)行逐條掃描。1967年7月，這臺儀器正式投入使用，接受波長(cháng)為3.7米。用望遠鏡觀(guān)測并擔任繁重記錄處理的是休伊什的女博士研究生喬斯琳·貝爾。在觀(guān)測的過(guò)程中，細心的貝爾小姐發(fā)現了一系列的奇怪的脈沖，這些脈沖的時(shí)間間距精確的相等。貝爾小姐立刻把這個(gè)消息報告給她的導師休伊什，休伊什認為這是受到了地球上某種電波的影響。但是，第二天，也是同一時(shí)間，也是同一個(gè)天區，那個(gè)神秘的脈沖信號再次出現。這一次可以證明，這個(gè)奇怪的信號不是來(lái)自于地球，它確實(shí)是來(lái)自于天外。
這是不是外星人向我們發(fā)出的文明信號呢，新聞媒體對這個(gè)問(wèn)題投入了極大的熱情，不久，貝爾又發(fā)現了天空中的另外幾個(gè)這樣的天區，最后終于證明，這是一種新型的還不被人們認識的天體——脈沖星。1974年，這項新發(fā)現獲得了諾貝爾物理獎，獎項頒給了休伊什，以獎勵他所領(lǐng)導的研究小組發(fā)現了脈沖星。令人遺憾的是，脈沖星的直接發(fā)現者，喬斯琳．貝爾小姐不在獲獎人員之列。事實(shí)上，在脈沖星的發(fā)現中，起關(guān)鍵作用的應該是貝爾小姐的嚴謹的科學(xué)態(tài)度和極度細心的觀(guān)測。
脈沖星
在美國北卡羅來(lái)納州，有三名中學(xué)生，他們都是天文發(fā)燒友，經(jīng)常在一起探討天文問(wèn)題，錢(qián)德拉塞卡空間望遠鏡發(fā)回的資料引起了他們的興趣，他們發(fā)現在IC443的超新星遺跡有些特別，似乎有一個(gè)點(diǎn)狀的X射線(xiàn)源存在，這表明那里很可能會(huì )有一顆脈沖星。他們把這個(gè)消息報告給了專(zhuān)業(yè)天文學(xué)家。結果，這個(gè)發(fā)現獲得了專(zhuān)家的認可，麻省理工學(xué)院脈沖星專(zhuān)家布賴(lài)恩博士對這些中學(xué)生的成果評價(jià)說(shuō)：“這是一個(gè)實(shí)實(shí)在在的科學(xué)發(fā)現。有關(guān)人員都應該對此成就感到驕傲。”
脈沖星實(shí)在是一種奇異的天體，人們對它的各種特性還沒(méi)有完全了解，很多發(fā)現都是事先沒(méi)有預料到的。隨著(zhù)人們對它的了解越來(lái)越多，這方面的理論建設也就會(huì )越來(lái)越完善，故事也許不會(huì )再發(fā)生。
那是1967年8月，劍橋射電天文臺的女研究生貝爾在紛亂的記錄紙帶上察覺(jué)到一個(gè)奇怪的“干擾”信號，經(jīng)多次反復鉆研，她成功地認證：地球每隔1.33秒接收到一個(gè)極其規則的脈沖。得知這一驚人消息，她的導師休伊什曾懷疑這可能是外星人——“小綠人”——發(fā)出的摩爾斯電碼，他們可能在向地球問(wèn)候。但是，進(jìn)一步的測量表明，這個(gè)天體發(fā)出脈沖的頻率精確得令人難以置信，并沒(méi)有電碼的明顯豐富信息。接下來(lái)，貝爾又找出了另外3個(gè)類(lèi)似的源，所以排除了外星人信號，因為不可能有三個(gè)“小綠人”在不同方向、同時(shí)向地球發(fā)射穩定頻率信號。再經(jīng)過(guò)認真仔細研究，1968年2月，貝爾和休伊什聯(lián)名在英國《自然》雜志上報告了新型天體——脈沖星的發(fā)現，并認為脈沖星就是物理學(xué)家預言的超級致密的、接近黑洞的奇異天體，其半徑大約10公里，其密度相當于將整個(gè)太陽(yáng)壓縮到北京市區的范圍，因此具有超強的引力場(chǎng)。乒乓球大小的脈沖星物質(zhì)相當于地球上一座山的重量。這是20世紀激動(dòng)人心的重大發(fā)現，為人類(lèi)探索自然開(kāi)辟了新的領(lǐng)域，而且對現代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響，成為上世紀60年代天文學(xué)的四大發(fā)現之一。
然而，榮譽(yù)出現了歸屬爭議。1974年諾貝爾物理學(xué)獎桂冠只戴在導師休伊什的頭上，完全忽略了學(xué)生貝爾的貢獻，輿論一片嘩然。英國著(zhù)名天文學(xué)家霍伊爾爵士在倫敦《泰晤士報》發(fā)表談話(huà)，他認為，貝爾應同休伊什共享諾貝爾獎，并對諾貝爾獎委員會(huì )授獎前的調查工作欠周密提出了批評，甚至認為此事件是諾貝爾獎歷史上一樁丑聞、性別歧視案。霍伊爾還認為，貝爾的發(fā)現是非常重要的，但她的導師竟把這一發(fā)現扣壓半年，從客觀(guān)上講就是一種盜竊。更有學(xué)者指出，“貝爾小姐作出的卓越發(fā)現，讓她的導師休伊什贏(yíng)得了諾貝爾物理獎”。著(zhù)名天文學(xué)家曼徹斯特和泰勒所著(zhù)《脈沖星》一書(shū)的扉頁(yè)上寫(xiě)道：“獻給喬瑟琳·貝爾，沒(méi)有她的聰明和執著(zhù)，我們不能獲得脈沖星的喜悅。”。霍金在《時(shí)間簡(jiǎn)史》一書(shū)中，也只說(shuō)脈沖星是貝爾發(fā)現的，不提休伊什。
關(guān)于脈沖星真正發(fā)現者的爭論和對諾貝爾獎委員會(huì )的質(zhì)疑，已經(jīng)歷了40年。40年后的今天，它再次成為關(guān)注話(huà)題。回首往事，作為導師的休伊什獲得了諾貝爾獎，無(wú)可厚非，但貝爾失去殊榮，卻令人感到惋惜。如果沒(méi)有貝爾對“干擾”信號一絲不茍的追究，他們可能錯過(guò)脈沖星的發(fā)現。若把諾貝爾獎“競賽”比作科學(xué)“奧運會(huì )”，那么，40年前的“裁判”們顯然吹了“黑哨”，至少是誤判，這玷污了諾貝爾獎的科學(xué)公正權威性。
貝爾訪(fǎng)問(wèn)北京期間，筆者與她談起脈沖星的發(fā)現經(jīng)歷和對諾貝爾獎的看法，她說(shuō)，脈沖星發(fā)現后不久，她就被迫離開(kāi)了劍橋大學(xué)。沉默稍許，她直言，上世紀60年代，科學(xué)機構普遍存在忽視學(xué)生貢獻的傾向，特別是女學(xué)生。導師經(jīng)常以“上級領(lǐng)導”自居，將學(xué)生成果竊為己有，然后想辦法把學(xué)生一腳踢開(kāi)。然而，1993年，兩位美國天文學(xué)家因發(fā)現脈沖星雙星而榮獲諾貝爾獎時(shí)，諾貝爾獎委員會(huì )格外精心，邀請貝爾參加了頒獎儀式，算是一種補償吧。1968年，離開(kāi)劍橋后，她和休伊什沒(méi)有再合作，直到上世紀80年代，他們才在一次國際會(huì )議上相見(jiàn)，并握手言和。脈沖星發(fā)現以來(lái)，除了諾貝爾獎，她榮獲了十幾項世界級科學(xué)獎，并成為科學(xué)大使。
最愚蠢的一腳
就在貝爾小姐發(fā)現射電脈沖之前，有位物理學(xué)家也把他的射電望遠鏡對準了太空，他觀(guān)測的位置是獵戶(hù)座的一個(gè)脈沖星，他發(fā)現自動(dòng)記錄儀在發(fā)生著(zhù)顫抖，這種顫抖是有一定規律可循的，但是他并沒(méi)有留意這種情況，他以為自己的設備出了什么毛病，于是，他對著(zhù)儀器輕輕地踢了一腳，儀器的顫抖消失了，他就是這樣與發(fā)現脈沖星的桂冠擦肩而過(guò)，與他一起擦肩而過(guò)的，還有一筆諾貝爾獎金。
這最愚蠢的一腳，使他終身難忘，后悔不已。他向貝爾小姐講述了自己的故事。但他卻不愿意透露自己的身份。所以直到今天，也沒(méi)有人知道這位射電天文學(xué)家是誰(shuí)。
搖擺舞
雖然脈沖星不是外星人發(fā)射的信號，但是人們依然對外星人極感興趣，人們認為，如果有外星人的話(huà)，他們應該在一顆行星上，于是，尋找太陽(yáng)系以外的行星的工作就從來(lái)沒(méi)有停止過(guò)，許多人在這條道路上艱難的向前摸索著(zhù)，他們被稱(chēng)為獵星人。第一個(gè)發(fā)現太陽(yáng)系以外行星的不是這些獵星人，而是一位研究脈沖星的科學(xué)家。
安德魯·林恩（也有人譯作萊恩）是全球發(fā)現脈沖星最多的人。林恩發(fā)現了一類(lèi)奇怪的脈沖星，其脈沖總是會(huì )早到或晚到地球幾毫秒，這種情況每半年就出現一次，仿佛是脈沖星一會(huì )兒朝著(zhù)我們而來(lái)，一會(huì )兒又離開(kāi)我們而去，脈沖星好像是在跳搖擺舞。他把自己的這一發(fā)現發(fā)表在了著(zhù)名的科學(xué)雜志《自然》上面，結果立即震驚了學(xué)術(shù)界。真是令人難以置信，林恩在偶然間發(fā)現了脈沖星被行星引力牽引在跳搖擺舞，這種搖擺的證據表明，在這顆脈沖星的周?chē)行行菄@著(zhù)它運行。這個(gè)發(fā)現讓那些獵星人極感興趣。
就在安德魯·林恩即將在美國天文學(xué)年會(huì )上發(fā)言前夕，為了充分準備他的研究資料，他開(kāi)始重新檢查并修正有關(guān)數據，但是這個(gè)時(shí)候，他卻突然發(fā)現自己犯了一個(gè)錯誤：他所發(fā)現的“搖擺”，其實(shí)只是地球自身在環(huán)繞太陽(yáng)運行過(guò)程中所產(chǎn)生的“搖擺”。由于電腦出錯，先前未能考慮到這一因素，所以才出現了脈沖星“搖擺”的錯誤結論。林恩一下子呆了，他開(kāi)始為自己的愚蠢后悔不已，最后，他終于作出了痛苦的選擇，必須公開(kāi)承認這一重大失誤。
在美國天文學(xué)年會(huì )上，面對500位正期待著(zhù)與他分享成功喜悅的同行們，林恩認錯了，他說(shuō)：“很不幸，這是一個(gè)錯誤。”但是，讓他沒(méi)有料到的是，500位聽(tīng)眾竟然全體起立，為林恩的誠實(shí)熱烈鼓掌。
行星
也就是在這一天，也就是在這次會(huì )議上，還有另一個(gè)人，也準備了相似的發(fā)言，他也是一位脈沖星觀(guān)測者，他的名字叫做亞歷克斯·沃爾茲坎。
但與林恩不同的是，他的證據確確實(shí)實(shí)地表明，有一顆脈沖星不僅只被一顆行星所環(huán)繞，而是具有一整套行星系統！發(fā)言之前，沃爾茲坎有些忐忑不安，因為林恩的認錯無(wú)疑更加強化了一種根深蒂固的觀(guān)念；“脈沖星不可能有行星環(huán)繞”。不過(guò)這一次，事實(shí)證明沃爾茲坎是對的，他不僅發(fā)現了脈沖星的“搖擺”，而且計算出有3顆行星在圍繞這顆脈沖星運行，并且這些行星每200天就相會(huì )一次，每一次其中兩顆較大的行星都會(huì )相互影響對方，這樣就使它們的軌道發(fā)生一些微妙的改變。正是這些改變，使他發(fā)現了這顆脈沖星擁有行星的秘密。
脈沖星的行星就是這樣被發(fā)現了，而且它還是一個(gè)完整的行星系統，但是這個(gè)時(shí)候，那些獵星人連一個(gè)太陽(yáng)系以外的行星也沒(méi)有找到，這樣的發(fā)現讓獵星人感到十分困惑，因為脈沖星具有行星，這是天文學(xué)家過(guò)去沒(méi)有想到的。脈沖星是爆發(fā)過(guò)的中子星，他怎么可能會(huì )有行星呢？
第一個(gè)日外行星系統就是這樣被發(fā)現了，由于它不符合現代的天文學(xué)理論，這個(gè)發(fā)現總是讓人感到有些意外。
脈沖雙星
脈沖星擁有行星的發(fā)現雖然看起來(lái)顯得意外，在這方面還有更加意外的發(fā)現，那就是脈沖雙星。
赫爾斯是個(gè)研究生，他被當作泰勒的助手派往波多黎各的阿雷西博，用大射電望遠鏡觀(guān)測脈沖星，那是當時(shí)最好的射電望遠鏡，也許正是使用了這個(gè)望遠鏡的原因，他發(fā)現了一種奇怪的電波，這個(gè)時(shí)候距離第一顆脈沖星的發(fā)現僅僅過(guò)了七年，人們對脈沖星的了解還很膚淺，當時(shí)赫爾斯還不能立刻確信他所看到的周期變化就是事實(shí)，經(jīng)過(guò)反復觀(guān)測后，他才確定該系統是雙體。他把這個(gè)消息電告泰勒，泰勒立刻趕往阿雷西博，他們進(jìn)一步研究后認為這是一個(gè)脈沖雙星，并且一起確定了雙星的周期和兩顆天體之間的距離。
于是，第一顆脈沖雙星就是這樣被發(fā)現了，這個(gè)發(fā)現在1993年被授予諾貝爾獎，這樣有關(guān)脈沖星的發(fā)現就有了兩項諾貝爾獎。
雙脈沖星
2003年12月，Nature上的一篇研究報告宣布發(fā)現了脈沖星PSR J0737-3039，與看起來(lái)像是一顆中子星的恒星成對出現。一個(gè)月后，當來(lái)自澳大利亞Parkes天文望遠鏡的數據被重新分析時(shí)，研究人員發(fā)現該中子星實(shí)際上也是另一顆脈沖星。所以這是第一個(gè)被發(fā)現的雙脈沖星體系，名稱(chēng)是PSR J0737-3039 A/B。
脈沖雙星與雙脈沖星
脈沖雙星與雙脈沖星是有區別的。在脈沖雙星系統中，一個(gè)脈沖星與另外一個(gè)非脈沖星（可以是中子星、白矮星、甚至是普通的主序星）相伴。在雙脈沖星系統中，必須是兩個(gè)脈沖星相伴。已經(jīng)發(fā)現的脈沖雙星系統已經(jīng)有120個(gè)，而發(fā)現的雙脈沖星系統只有一個(gè)PSRJ0737-3039A/B。
研究意義
由于脈沖星是在蹋縮的超新星的殘骸中發(fā)現的，它們有助于我們了解星體蹋縮時(shí)發(fā)生了什么情況。還可通過(guò)對它們的研究揭示宇宙誕生和演變的奧秘。而且，隨著(zhù)時(shí)間的推移，脈沖星的行為方式也會(huì )發(fā)生多種多樣的變化。
每顆脈沖星的周期并非恒定如一。我們能探測到的是中子星的旋轉能（電磁輻射的來(lái)源）。每當脈沖星發(fā)射電磁輻射后，它就會(huì )失去一部分旋轉能，且轉速下降。通過(guò)月復一月，年復一年地測量它們的旋轉周期，我們可以精確地推斷出它們的轉速降低了多少、在演變過(guò)程中能量損失了多少，甚至還能夠推斷出在因轉速太低而無(wú)法發(fā)光之前，它們還能生存多長(cháng)時(shí)間。
事實(shí)還證明，每顆脈沖星都有與眾不同之處。有些亮度極高；有些會(huì )發(fā)生星震，頃刻間使轉速陡增；有些在雙星軌道上有伴星；還有數十顆脈沖星轉速奇快（高達每秒鐘一千次）。每次新發(fā)現都會(huì )帶來(lái)一些新的、珍奇的資料，科學(xué)家可以利用這些資料幫助我們了解宇宙。
發(fā)現者
喬斯林·貝爾·博內爾與1974年諾貝爾物理學(xué)獎無(wú)緣
博內爾是安東尼·休伊什（Antony Hewish）的研究生，正是她首次發(fā)現了脈沖星。1968年，她和休伊什聯(lián)名在《自然》雜志上公布了這一發(fā)現。1973年，她們又共同得到了美國富蘭克林管理研究院頒發(fā)的邁克爾遜獎?wù)隆＿z憾的是，就在1974年，當諾貝爾獎第一次授予天文學(xué)家時(shí)，博內爾的導師休伊什以及同事馬丁·賴(lài)爾都榜上有名，但她自己卻被拒在諾貝爾的殿堂之外。許多天文學(xué)家對此表示了憤怒，但也有人認為博內爾僅僅是做了收集數據的工作，而休伊什對數據的解釋才是關(guān)鍵。博內爾從來(lái)沒(méi)有去爭論自己的落選，但絕大多數的報告都顯示，她所做的絕非僅僅是進(jìn)行早期的觀(guān)察。
瘋狂脈沖星
脈沖星
這個(gè)雙星系統由一顆脈沖星和一顆質(zhì)量為30倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星構成，是典型的大質(zhì)量恒星與脈沖星的系統，被命名為PSR B1259-63/LS 2883，簡(jiǎn)稱(chēng)B1259。脈沖星可發(fā)出非常規律的脈沖信號，每秒旋轉20次，同時(shí)有一個(gè)高橢圓軌道運動(dòng)，快速旋轉脈沖星的強大磁場(chǎng)與高能粒子結合后可形成接近光速的脈沖星風(fēng)。來(lái)自賓夕法尼亞州立大學(xué)的科學(xué)家喬治-帕夫洛夫認為，我們目睹了一些特別的東西，當脈沖星快速移動(dòng)時(shí)，將系統物質(zhì)盤(pán)的材料踢出。
大約每41個(gè)月，脈沖星會(huì )非常接近這顆大質(zhì)量恒星，并穿過(guò)恒星周?chē)奈镔|(zhì)盤(pán)，于是拆解這個(gè)物質(zhì)盤(pán)的行動(dòng)由此開(kāi)始。整個(gè)物質(zhì)盤(pán)的體積相當于太陽(yáng)系的100倍，跨度非常大，但也相當薄，如果將這些物質(zhì)做個(gè)等量類(lèi)比，大約與地球海洋所有的水相當。喬治-華盛頓大學(xué)的另一位科學(xué)家?jiàn)W列格是本論文的合著(zhù)者，他認為脈沖星風(fēng)正在加快，仿佛有個(gè)加速的推力作用于此。
B1259系統距離我們大約7500光年，錢(qián)德拉X射線(xiàn)望遠鏡在2011年12月和2014年2月已經(jīng)對其進(jìn)行了觀(guān)測，物質(zhì)飛離系統的平均速度接近光速7%，目前已經(jīng)增加到光速的15%。顯然脈沖星的強大風(fēng)暴讓物質(zhì)的速度增加，最終伴星周?chē)奈镔|(zhì)盤(pán)會(huì )被整個(gè)剝離。在錢(qián)德拉X射線(xiàn)的觀(guān)測計劃中還將繼續對B1259系統進(jìn)行觀(guān)測，本項研究發(fā)表在2015年6月20日的《天體物理學(xué)》雜志上。
相關(guān)信息
11月10日7時(shí)42分，我國在酒泉衛星發(fā)射中心用長(cháng)征十一號運載火箭，成功發(fā)射了脈沖星試驗衛星。該星主要用于驗證脈沖星探測器性能指標和空間環(huán)境適應性，積累在軌試驗數據，為脈沖星探測體制驗證奠定技術(shù)基礎。脈沖星被稱(chēng)作宇宙中的燈塔，它們特征明顯、易于辨識，在宇宙中的定位位置比較精準。
脈沖星試驗衛星屬于太陽(yáng)同步軌道衛星，衛星入軌后，將開(kāi)展在軌技術(shù)試驗，驗證星載脈沖星探測器性能指標和空間環(huán)境適應性，積累在軌實(shí)測脈沖星數據，為脈沖星探測及技術(shù)體制驗證奠定技術(shù)基礎。
2021年5月7日，中科院國家天文臺消息，被譽(yù)為“中國天眼”的FAST望遠鏡又有了新發(fā)現，基于FAST望遠鏡的觀(guān)測，該臺李菂、朱煒瑋團組的姚菊枚博士首次找到了脈沖星三維速度與自轉軸共線(xiàn)的證據。這一重要發(fā)現標志著(zhù)天文學(xué)家開(kāi)始利用FAST深度研究脈沖星。
脈沖星研究獲進(jìn)展
天文研究中，測量天體到地球的距離通常很困難，但距離是最基本的參數。脈沖星距離是進(jìn)一步研究脈沖星起源、演化、分布以及輻射特性等所需最基本的參數。目前已發(fā)現的兩千多顆脈沖星中僅約有十分之一的脈沖星具有測量距離（不依賴(lài)于模型的距離)。近年來(lái)，快速射電暴是天文觀(guān)測中發(fā)現的一類(lèi)起源未知的、色散量較大的、持續時(shí)間為毫秒級的射電脈沖。快速射電暴的距離對分析其起源以及與銀河系的位置關(guān)系（河內源或河外源）非常重要。已探測到的17個(gè)快速射電暴中有紅移測量的僅為兩個(gè)。
脈沖星發(fā)現不久，科學(xué)家發(fā)現使用脈沖星測量距離以及色散量（DM）可構建銀河系的電子密度模型。應用此模型可估測所有具有色散量測量的銀河系內脈沖星的距離，且模型距離的精度極大依賴(lài)于已知距離測量的脈沖星數目、準確度。最近的銀河系電子密度模型是NE2001模型，此模型主要描述了銀河系內自由電子密度的分布。
近期，中國科學(xué)院新疆天文臺博士生姚菊枚構建了新的電子密度模型（簡(jiǎn)稱(chēng)YMW16）。相對已有模型，通過(guò)近十多年觀(guān)測，YMW16具備以下有利條件：一、具有測量距離的脈沖星數目增加了一倍，且銀河系結構參數精度提高；二、麥哲倫云脈沖星數目增加，對麥哲倫云結構認識得到提高；三、發(fā)現快速射電暴，研究了星系際介質(zhì)自由電子密度的分布。研究人員緊抓時(shí)機，提出的YMW16不僅提高了銀河系脈沖星模型距離精度，在95%的置信區間范圍內優(yōu)于NE2001近40%，且是第一個(gè)可用于估測麥哲倫云脈沖星及快速射電暴距離的模型。姚菊玫在澳大利亞天文臺教授R. N. Manchester與導師王娜的指導下，完成這項工作。相關(guān)研究成果已發(fā)表在《天體物理學(xué)雜志》（The Astrophysical Journal，2017, 835, 29）上。
參考資料
[1]
“中國天眼”又有新發(fā)現！開(kāi)啟脈沖星深度研究 · 中國青年網(wǎng)[引用日期2021-05-07]
[2]
中國天眼FAST新發(fā)現201顆脈沖星_新聞_ · 央視網(wǎng)(cctv.com)[引用日期2021-05-20]
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