甘红

我们从哪里来？又要到那里去？我们是这个宇宙中孤独的存在吗？望向浩瀚无垠的太空，我们不断探索，我们寻求答案。1967年，科学家取得了一项惊人的发现，某种物质或者某“人”正通过太空向我们传递信息。那些奇怪的曲调，是宇宙在唱歌吗？还是外星人在向我们“say hi”呢？宇宙似乎并不像我们认为的那么平静。这种不断发射电磁脉冲信号的天体，被命名为脉冲星。脉冲星是宇宙中神奇的存在，它的发现，被称为二十世纪六十年代的四大天文学重要发现之一。

脉冲星，是旋转的中子星，具有密度大、温度高、强引力、强磁场等特征，自转速度极快，会周期性发出射电脉冲信号。所谓脉冲就像是人的脉搏一样的、有规律的无线电讯号。正常成人的脉搏通常在70～80次/分范围，即是说两次脉搏的间隔时间平均是0.750～0.857秒。相比而言，脉冲星的脉冲时间间隔分布在更宽的时间范围，最短的可低至毫秒级别，最长的也仅有十多秒。那么，这种脉冲是如何形成的呢？

脉冲现象又称为“灯塔效应”，顾名思义，常亮的灯塔不断旋转，一次次扫过某一特定区域，我们站在这一特定区域观察到灯塔一明一暗不断交替。灯塔每转一圈，就扫过一次特定区域，即为一次脉冲。同样的道理，脉冲星每自转一周，地球上就接收到一次电磁脉冲信息，即是说脉冲星的自转周期等于脉冲信号的周期。我们知道，地球的自转周期是24小时，和脉冲星约1毫秒至十多秒的自转周期相比，已算得上是成千上万个日日夜夜了。

脉冲星发出的并非是脉冲式的信号，而是持续的能量流。不同于太阳这类恒星，脉冲星不会向四面八方发出射电信号。由于脉冲星具有强烈的磁场，射电信号沿着磁轴方向由两个背对的“窗口”（磁极区）发出，并在宇宙空间中传播，形成两个圆锥形的辐射束，类似于手电筒发出的光束。由于脉冲星的自转轴和磁轴不一定在一条直线上，辐射束不断地在太空中画圆。当然，并不是所有的中子星都表現为脉冲星。只有当辐射束扫过地球，我们接收到脉冲信号时，才能判断其为脉冲星。

虽然我们接收到的这种规律的脉冲信号来自于脉冲星，而非外星人，但是人类从未停止寻找地外生命的脚步，我们渴望探索未知的星体，发现未知的宇宙现象和规律。脉冲星就是茫茫宇宙中的灯塔，指引我们向未知的宇宙航行。2016年9月，500米口径球面射电望远镜（简称“FAST”）在贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县克度镇大窝凼的喀斯特洼坑中落成并投入使用。FAST是目前世界上最大单口径的射电望远镜，被誉为“中国天眼”，其核心科学目标就是搜寻和发现脉冲星，建立脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探测。调试期间就发现了脉冲星，实现了国内设备发现脉冲星的零突破。

FAST望远镜探测到的首颗新脉冲星，于2017年8月22日在南天银道面通过漂移扫描发现，编号为J1859-0131（又名FP1-FAST pulsar #1），自转周期为1.83秒，据估算距离地球1.6万光年。截至2020年3月23日，已发现并认证脉冲星达114颗。未来十年，FAST探测到的脉冲星甚至可达上万颗。

发现脉冲星并不是我们的终点，脉冲星还有很多参数和特性有待进一步挖掘。比如，脉冲星的年龄，脉冲星的基本组成物质在其极端压力和密度条件下的行为和相互作用，都没有被很好地认识和理解。因此，需要新的、更精确的测量来确定理论。随着FAST的建成使用和其他观测手段的优化结合，人类必将逐步揭开脉冲星的神秘面纱，最终建立太空脉冲定位和导航，为人类宇宙探索铺平道路。