宇宙里的脉冲星

什么是脉冲星

在恒星世界中，有很多人们未知的天体和奇特的天体。脉冲星就是其中之一。人们最早认为恒星是永远不变的，其实，有些恒星也很“调皮”，并且变化多端。于是，人们就给那些喜欢变化的恒星起了个专门的名字，叫“变星”。

脉冲星，就是变星的一种。1967年，女研究生贝尔发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。后来，把这种不断地发出电磁脉冲信号的未知天体命名为脉冲星。

脉冲星的一般符号是PSR。例如，第一个脉冲星就记为PSR1919+21。1919表示这个脉冲星的赤经是19小时19分，+21表示脉冲星的赤纬是北纬21度。

脉冲星是20世纪60年代天文的四大发现之一。至今，脉冲星已被我们找到了不少于1620颗，并且已得知它们就是高速自转着的中子星。

脉冲星的周期

脉冲星发射的射电脉冲非常有规律。一开始，人们对此很困惑，甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。

1968年有人提出脉冲星是快速旋转的中子星。中子星具有强磁场，运动的带电粒子发出同步辐射，形成与中子星一起转动的射电波束。由于中子星的自转轴和磁轴一般并不重合，每当射电波束扫过地球时，就接收到一个脉冲。脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。

脉冲星靠消耗自转能而弥补辐射出去的能量，因而自转会逐渐放慢。但是这种变慢非常缓慢，以致于信号周期的精确度能够超过原子钟。而从脉冲星的周期就可以推测出其年龄的大小，周期越短的脉冲星越年轻。

发射脉冲信号的天体

1967年夏天，著名的英国射电天文学家休伊什和女研究生贝尔发现一个能发射无线电脉冲的天体。1968年2月，他们在英国《自然》杂志发表了一篇轰动世界的文章：《观测到脉冲电源》。后来这个天体被命名为脉冲星。

当时他们发现，这个天体很有规律地发射一断一续的脉冲，每经过1．337秒就重复一次。开始，他们以为是地球上某个无线电台发射的讯号。不过这一假设很快就被否定了。后来又怀疑是从某个具有“超级文明”的星球上发来的电报，后来才肯定这种脉冲信号来自一个未知的天体。

为何会发射脉冲

脉冲星并非或明或暗地闪烁发光，而是发射出恒定的能量流。只是这一能量汇聚成一束非常窄的光束，从星体的磁极发射出来。星体旋转时，这一光束就像灯塔的光束或救护车警灯一样扫过太空。只有当光束直接照射到地球时，我们才能探测到脉冲信号。这样，恒流的光束就变成了脉冲光。

绝大多数的脉冲星可以在射电波段被观测到。少数的脉冲星也能在可见光、X射线甚至γ射线波段内被观测到，例如著名的蟹状脉冲星就可以在射电到γ射线的各个波段内被观测到。

科学家的研究

科学家们对这种脉冲现象进行了仔细认真的研究，确定这是脉冲星自转的结果。它每自转一周，我们就观察到一次它辐射的电磁波，因此就形成了一断一续的脉冲。

这种脉冲星经研究才知道它就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年，前苏联著名物理学家朗道就推测宇宙里可能存在一种频度很高的、差不多全由中子组成的中子星。

1934年，美国科学家巴德和兹维基又假定说，中子星可能形成于超新星爆发的过程中。休伊什和贝尔的发现，完全符合以上的猜测。第一，只有非常小的天体，才能迅速旋转。脉冲星就具备这个条件，有的最短周期达0．033秒；第二，就目前发现的脉冲星来看，其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中。研究发现，脉冲星所在的地方，正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。

至此，关于脉冲星还有一些问题科学至今还没有答案，如：脉冲星内部为什么总处于超导状态和超流动状态、为什么只有蟹状星云脉冲星发射光量子。