近期 , 距地球1480光年的一颗恒星引起关注 , 一些科学家认为我们发现了比人类更高级的外星文明——被称为“戴森球”迹象!且目前还未定论 。 但是 , 在很早以前 , 人类就已经开始了对外星的探索 , 比如1967年 , 科学家无意间发现了一种快速的周期性脉冲信号 , 一开始的猜测是外星人信号 , 那么今天 , 我们首先来弄明白1967年发现的这个信号到底是什么吧!
从外星人发来的信号到中子星再到夸克星
1967年 , 英国剑桥大学的博士研究生乔丝琳·贝尔本打算用一架新建成的射电望远镜 , 通过天体的闪烁(类似星星眨眼睛的现象)来研究类星体 , 却无意间发现了一种快速的周期性脉冲信号 。 1968年 , 人们终于明白脉冲星应该就是1932年苏联物理学家朗道预言的由中子构成的天体——中子星 。 脉冲星的脉冲周期也就是自转周期 。 快速自转的中子星从磁场的两极发出光束 , 如果光束能够扫过地球 , 我们就能接收到周期性的“闪光” , 仿佛宇宙中一闪一闪的“灯塔” 。
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在脉冲星发现之初 , 人们相信脉冲星就是中子星 。 然而40多年来的理论研究表明 , 脉冲星也可能是中子星的“孪生兄弟”——夸克星 。 1964年 , 美国物理学家盖尔曼和茨威格各自独立地提出中子和质子是由夸克构成的 。 4年后 , 这种粒子果真在美国斯坦福大学的粒子加速器中被发现了 。 很快 , 1969年 , 苏联物理学家伊万年科(Ivanenko)和库尔杰莱泽(Kurdgelaidze)猜想中子星的核心可能是由夸克 , 而不是由中子组成的;此后 , 完全由夸克构成的星星——夸克星的概念出现了 , 成了理论家们探险的新乐园 。 一种粒子的发现催生由这种粒子构成的天体的猜想 , 历史有时候是如此的相似 。
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截至目前 , 人们已经发现了2500多颗脉冲星 。 脉冲星一个突出的特点是自转很快 , 最慢的十几秒转一圈 , 最快的每秒转动716圈 , 比F1赛车发动机的最高转速还要快将近两倍 。 如果问宇宙中磁场最强的天体是什么?非脉冲星莫属 , 因为它们星体表面的磁场能达到几千到几千亿特斯拉 , 超过所有已知的天体 。 很多人对特斯拉这个磁场单位没有概念 , 举个例子 , 生活用品中常见的小磁铁表面磁场一般在1特斯拉左右 , 脉冲星磁场之强可见一斑 。
毫秒脉冲星:最精密的时钟 , 准到什么程度?
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按照自转周期的差别 , 脉冲星通常被分为正常脉冲星和毫秒脉冲星 。 前者的自转周期要长于几十毫秒 , 磁场较强 , 后者的自转周期短于几十毫秒 , 磁场较弱 , 并且都非常年老 。 已知的200多颗毫秒脉冲星有80%左右位于双星系统中 。 一般认为 , 双星系统中的毫秒脉冲星是由正常脉冲星吞噬伴星的气体 , 自转被加速而形成的 。
绝大部分脉冲星的自转都在变慢 , 整体上有很好的规律性 。 不过 , 通过长期的监测 , 人们发现大多数脉冲星的自转减慢有种种不规则的行为 , 难以做高精度的预测 。 只有少数毫秒脉冲星非常稳定 , 其中的一些比地面上最精确的氢原子钟“走时”还准 。 大自然赐予了如此精密的时钟 , 天文学家们自然要充分发挥它的作用 。 例如 , 它们可以用来发展独立的脉冲星时间标准 , 用来校准我们常用的、基于原子钟的授时系统;可以用来测量太阳系行星的质量;还可以用来捕捉引力波 , 等等 。
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