
脉冲星是一种特殊的中子之星,这是巨大恒星的超密集剩余核心。
脉冲星散发出辐射的光束,如脉冲星旋转时在圆圈中扫出。当这些光束闪烁地球时,我们将它们视为常规的,重复的无线电发射脉冲。
英国纽卡斯尔大学(Newcastle University of Science)在电子邮件中说:“脉搏本身就是壮观的物体 - 太阳的质量被挤成一个小城市的小球,在轴心上旋转,在某些情况下比厨房搅拌器更快,并且在天空中扫荡着无线电波的光束。”
谁发现了脉冲星?
1967年,一位名叫Jocelyn Bell的研究生正在研究英国剑桥市Mullard Radio天文学天文台的星际闪烁阵列的结果根据CSIRO澳大利亚望远镜国家设施。
信号是如此规律,每1.33秒重复一次,贝尔和赫维什想知道他们是否偶然发现了来自高级外星文明的信息。他们甚至最初称其为“小绿人”的来源“ LGM-1”。但是,一旦他们在天空的其他地方找到了其他类似的来源,他们就知道信号必须具有自然的起源(否则外星人将到处都是)。
尽管脉冲星在所有波长中发射电磁辐射,无线电波是星系中穿透星际气体和灰尘云的最好的波浪,因此天文学家倾向于在频谱的其他部分之前在无线电谱中看到遥远的物体。
如何形成脉冲星?
在发现脉冲星之前,天文学家已经从理论上说了中子恒星可能存在。他们弄清楚了,当一颗比太阳更大的恒星消失时,有时可能会留下令人难以置信的密度核心。天文学家称该核心为中子之星。中子恒星的密度非常高(与原子核的密度大致相同),将几种太阳的材料置于仅几英里的体积中,根据国家科学基金会国家射电天文台的说法。
尽管中子恒星几乎完全由中子制成,但它们确实包含一些带正电荷的质子。由于中子恒星是如此小且稠密,因此它们旋转得令人难以置信。电荷以一个圆形的电源向上移动,强大的磁场,那就是磁性可以发射从中子恒星的磁极中射出的辐射光束。
脉冲星如何脉搏?
中子恒星的磁极很少与其自旋轴对齐。这就像地球一样:我们星球的磁极与其地理极点不一致。在中子恒星上,这会导致辐射束在恒星上方和下方的圆上扫过太空,根据NASA的想象宇宙。
如果辐射横梁错过地球,天文学家将看到正常的中子星。但是,如果光束扫过地球,则每次横梁向后旋转时,这里的望远镜都会检测到一系列辐射。从地球的角度来看,这些看起来像常规的闪光或辐射脉冲,因此称呼为“脉冲星”。
来自脉冲星的闪光非常规,有些则保持规则的周期至纳米秒的十亿次。
阿奇博尔德说:“这就像在银河系中方便地安装了一个精密时钟。”
脉冲星危险吗?
从遥远的地方,脉冲星并不比宇宙中任何其他异国情调的恒星更危险。但是,与Pulsar接近和个人化将是一个坏主意。除了辐射光束外,脉冲星通常具有很强的磁场,中子星本身通常很热以发射X射线辐射。
值得庆幸的是,最近已知的PULSAR PSR J0108-1431安全424光年。
那里有几个脉冲星?
即使天文学家认为,大约有十亿个中子星银河系,我们知道只有大约2,000张脉冲星。造成这种差异的部分原因是,脉冲星的辐射梁必须与望远镜的地球完美排列以查看它。其次,并非每个中子星旋转得足够快,或者具有足够强的磁场来产生辐射束。最后,天文学家仅映射了星系总数的一小部分,他们没有观察到每个脉冲星,根据美国国家航空航天局(NASA)的说法。
为什么脉冲星会放慢速度?
通过仔细的观察,天文学家发现脉冲星往往会随着时间的流逝而减慢。发射强的辐射束需要能量,而能量来自中子恒星的旋转能量。随着脉冲星的继续旋转,它会减慢并失去能量。最终,经过数百万年后,脉冲星“关闭”并成为普通的中子星。斯威本大学的天体物理学和超级计算中心在澳大利亚。
但是,有时候中子星可以从附近的恒星伴侣那里拉出材料。这个过程将角动量恢复到中子恒星,使其能够恢复并再次成为脉冲星。
脉冲星可以使用什么?
除了本身学习脉冲星外,天文学家还可以将它们用于其他研究目的。最诱人的应用之一是在重力波天文学区域,该区域研究大规模物体碰撞时形成的时空涟漪。
“引力波是由某些最壮观的事件产生的宇宙,“阿奇博尔德(Archibald)解释说,“他们为我们提供了一种研究这些事件的方法,这些事件与我们通常通过检测光或无线电波的情况完全不同。”
当物体碰撞并释放引力波时,这些波会改变点之间的距离。因此,如果天文学家在脉冲星上训练了望远镜,则如果有引力波过去,脉冲之间的持续时间可能会缩短或延长。
通过观察脉冲星的网络,天文学家希望收到传递引力波的信号。这项研究才刚刚开始,但是是这些合作之一的阿奇博尔德(Archibald)感到兴奋。
阿奇博尔德说:“起初,我们希望看到引力波很模糊,但即使如此,它也会告诉我们有关星系形成的方式,随着我们的敏感性的提高,我们可能会发现单个黑洞,宇宙弦上的扭结或完全出乎意料的东西。”
其他资源
NASA制作了这个引人入胜的视频,挖掘了脉冲星的物理学,您可以在这里观看。对于您一生中的孩子(和孩子)这本书为年轻读者提供了对脉冲星的出色介绍。观看脉冲星的发现者,Dame Jocelyn Bell Burnell,对她的历史进行了公开演讲在此视频中。
参考书目
Mattison,B。(2021年9月23日)。中子星想象宇宙https://imagine.gsfc.nasa.gov/science/objects/neutron_stars1.html
霍布斯,M。(2022年2月15日)。脉冲星介绍CSIRO澳大利亚望远镜国家设施https://www.atnf.csiro.au/outreach/education/everyone/pulsars/index.html
(2022)。脉冲星天文学国家射电天文台https://public.nrao.edu/radio-astronomy/pulsars/
(2007年8月30日)脉冲星宇宙 - 天文学百科全书https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/p/pulsar
Boone,K。(2007年8月23日)中子星NASA FERMI伽马射线望远镜https://www.nasa.gov/mission_pages/glast/science/neutron_stars.html