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脉冲星的威力:方糖大小堪比万吨巨轮质量

2017-11-30

发明与创新·大科技 2017年11期
关键词:脉冲星射电脉冲

10月10日,中科院科学传播局、中科院国家天文台联合发布了世界最大单口径射电望远镜——500米口径球面射电望远镜(FAST)取得的首批成果。FAST工程副总工程师李菂介绍,FAST望远镜调试进展超过预期,并首次新发现脉冲星——探测到数十个优质脉冲星候选体,其中6颗已经通过国际认证。

什么是脉冲星?发现脉冲星有什么意义?

本领高强的星星

脉冲星是一种高速自转的中子星。它以极快的速度旋转,发射出周期性脉冲信号,因而得名。至今,脉冲星已找到了2700多颗。

脉冲星称得上是星星里的“健身高手”。因为它“肌肉”最发达——密度极高,每立方厘米就重达上亿吨,一块方糖大小就相当于地球上一万艘万吨巨轮的质量。

脉冲星还是宇宙中最精确的时钟。地球自转一周需要24小时,而脉冲星的自转周期要按秒计算。如由科学家借助FAST发现并通过国际认证的两颗脉冲星,一颗编号为J1859-0131,自转周期为1.83秒,距地球约1.6万光年;另一颗编号为J1931-01,自转周期为0.59秒,距地球约4100光年。

因为脉冲星自转周期极其稳定,让它在计时、引力波探测等领域具有重要应用。对其进行研究有望得到许多重大物理学问题的答案。专家介绍,“通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测,就可以探测来自超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。”此外,它也成为人类在宇宙中航行的“灯塔”,为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器提供自主导航信息服务。

谁最先发现脉冲星

脉冲星是20世纪60年代天文的四大发现之一。最先发现它时,科学家还以为是外星人传来的信号。

1967年8月,剑桥射电天文台的女研究生乔瑟琳·贝尔在纷乱的记录纸带上察覺到一个奇怪的“干扰”信号,经多次反复钻研,她成功地认证:地球每隔1.33秒接收到一个极其规则的脉冲。得知这一惊人消息,她的导师休伊什曾怀疑这可能是外星人 “小绿人”发出的摩尔斯电码。

不过,进一步的测量表明,这个天体发出脉冲的频率精确得令人难以置信,并没有电码的明显丰富信息。接下来,贝尔又找出了另外3个类似的源,排除了外星人信号,因为不可能有三个“小绿人”在不同方向、同时向地球发射稳定频率信号。

1968年2月,贝尔和休伊什联名在英国《自然》杂志上报告了新型天体——脉冲星的发现。贝尔的导师休伊什最终因这项发现获得1974年诺贝尔物理学奖。作为第一发现者的贝尔,在这项发现中的贡献被忽略。直到1993年,两位美国天文学家因发现脉冲星双星而荣获诺贝尔奖时,诺贝尔奖委员会邀请贝尔参加了颁奖仪式,算是一种补偿。(本刊综合)endprint

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