天文常识中波霎与中子星有什么特点呢?
人生中,常常发生要做这一件事,却得到别的结果。科 学史上也常发生这种插花得柳的意外,英国剑桥大学天文 学家休许(Hewish)和他的研究生乔丝琳(Jocelyn)便经历了 这个意外地惊喜。他们在4。 5英亩的土地上竖立了一大堆的 木架与电线,这便是他们的电波望远镜,打算研究遥远天体 发出的电波在通过行星际空间时受到电浆扰动的情形,却 意外的在1967年侦测到一个周期为1。3373011秒的电波脉 冲,而且这个周期非常精准的重复着。 当时认为只有高等文明才能发出如此规律的电波,因此 剑桥研究群最初认为可能是外星文明向人类发电报。于是,宇 宙小绿人向我们打电报的消息很快传遍全球,引起轰动。...全部
人生中,常常发生要做这一件事,却得到别的结果。科 学史上也常发生这种插花得柳的意外,英国剑桥大学天文 学家休许(Hewish)和他的研究生乔丝琳(Jocelyn)便经历了 这个意外地惊喜。他们在4。
5英亩的土地上竖立了一大堆的 木架与电线,这便是他们的电波望远镜,打算研究遥远天体 发出的电波在通过行星际空间时受到电浆扰动的情形,却 意外的在1967年侦测到一个周期为1。3373011秒的电波脉 冲,而且这个周期非常精准的重复着。
当时认为只有高等文明才能发出如此规律的电波,因此 剑桥研究群最初认为可能是外星文明向人类发电报。于是,宇 宙小绿人向我们打电报的消息很快传遍全球,引起轰动。但是 小绿人发电报的事件很快成为过去,因为在随后的几个月中, 又找到好几个发出不同周期的电波脉冲。
显然的,不可能有这 么多的外星人同时向我们发电报。天文学家也找到中子星来解释电波脉冲,因此来自外太空的电波与外星人无关。这些发出电波脉冲的天体称为“电波脉动星”(或简称 波霎,pulsar),到目前发现的波霎数目已经超过七百个,其中 最短的波霎周期约在千分之几秒(1999年资料为0。
0016秒), 最长的则超过四秒(1999年资料为4。308秒),不过多数波霎 的周期在0。3秒与2秒之间。’美国在20世纪70年代发射了一序列的小型高能天文物 理观测卫星,发现了数百个不知名的X射线源,其中开路先 锋当属在1970年12月12日发射升空的乌呼鲁号(Uhuru), “乌呼鲁”是肯亚当地的语言,意思是“自由”。
美国航太总署 在肯亚将这具X射线天文卫星升空送进环绕地球的轨道,为 了纪念肯亚独立七周年,因此取名为“乌呼鲁”。乌呼鲁号是 第一具能精确定出X射线源的轨道天文台,在三年的观测 中,确定了约350个新X射线源,描绘出全天域的X射线源 图,其中最重要的成就之一是发现了X射线波霎。
随后升空 的X射线天文卫星爱因斯坦号,侦测到蟹状星云也有一个X 射线波霎,同样每秒33次。英国物理学家査德在1932年发现中子,美国加州理工学 院的朱维基与其研究伙伴巴德随即在1934年提出超新星爆 炸会形成中子星的理论,但只是作为一种理论而没有引起重视。
将波霎与中子星连接起来的第一个线索是蟹状星云。 电波天文学家在1968年10月发现蟹状星云中有一个波霎,脉 动周期约为0。033秒。第二年1月,发现它也是一个可见光脉 动星(简称光波霎),更令人惊讶的是,它也发出X射线与伽 马射线脉冲。
天文学家在1942年时已确定蟹状星云是超新星 爆炸的产物,现在又发现蟹状星云中每秒闪33次的脉动星。经过许多研究与推论,认为波霎是重质量恒星在演化末期 爆炸时形成中子星快速自转的结果。中子星是一种非常特殊的天体,它的质量大约与太阳差 不多,但是直径却非常小,大约只有三十公里,所以密度异常 大,每立方公克(约一个方糖大)的中子星物质重约数千万吨。
理论显示质量约为太阳三至八倍的恒星,在演化末期可能经 由超新星爆炸时,核心压缩形成一个中子星,由于体积小所以 自转迅速,例如蟹状星云中的中子星每秒约转动33次。中子星带有强大的磁场,磁极与自转轴并不重叠,所以 磁极绕着自转轴转,使得由磁极发出的无线电波或可见光, 形成灯塔般的效果。
当磁极面对我们时才能看见,磁极转离 时就看不见,形成脉动或一闪一闪的现象。哈勃太空望远镜在1990年升空进人环绕地球的轨道后, 传回大量清晰、漂亮的天体影像,蟹状星云当然也是观测的 对象。哈勃太空望远镜也不负众望,传回令人惊喜的影像, 显示蟹状星云中环绕“波霎”的区域,像涟漪般往外传播,而 且传播速度高达光速的一半。
另外,也观察到在两极沿着自 转轴外移的喷流,在这喷流的尾端还可以看到震波高速扫 过周围物质累积成的弓形波前。直到今天,蟹状星云仍然是天文学家热中观测的对象 之一,从无线电波、可见光到红外线波段,从传统望远镜、新 型大望远镜到太空望远镜,都曾用来观测蟹状星云。
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