12.31 天文學家測量出脈衝星的輸出能量相當於1000萬個太陽

1967年10月,劍橋大學卡文迪許實驗室的安東尼·休伊什教授的學生24歲的喬絲琳·貝爾在檢測射電望遠鏡收到的信號時無意中發現了一些有規律的脈衝信號,它們的週期十分穩定,起初還以為是外星人發來的信號,但是在接下來的時間裡,又陸續發現數個同樣的脈衝信號,後來經過確認這是一類新的天體並命名為脈衝星。

天文學家測量出脈衝星的輸出能量相當於1000萬個太陽

脈衝星是一種遙遠的、快速旋轉的中子星,它以一定的間隔發射出一束電磁輻射,就像旋轉的燈塔光束掃過海岸線一樣。這就好像我們乘坐輪船在海里航行,看到過的燈塔一樣。

設想一座燈塔總是亮著且在不停地有規則運動,燈塔每轉一圈,由它窗口射出的燈光就射到我們的船上一次。不斷旋轉,在我們看來,燈塔的光就連續地一明一滅。

天文學家測量出脈衝星的輸出能量相當於1000萬個太陽

脈衝星也是一樣,當它每自轉一週,我們就接收到一次它輻射的電磁波,於是就形成一斷一續的脈衝,這種現象也叫做“燈塔效應”。

脈衝星無例外地都是很小的,它的典型直徑只有10公里,也就是說,小小中子星的“腰圍”只有30多公里,相當於一輛汽車以普通速度行駛1小時的距離。可是,就是這麼顆小個子恆星,卻有那麼多的極端的物理條件,也真是夠驚人的!

天文學家測量出脈衝星的輸出能量相當於1000萬個太陽

密度一般用1立方厘米有多少克來表示,如果我們從脈衝星上面取下1立方厘米物質,稱一下,它可重1億噸以上、甚至達到10億噸。假定我們地球的密度也達到這種聞所未聞的驚人程度的話,那它的平均直徑就不是12740公里,而是一二百米或更小。

我們地球中心的壓力大約是300多萬個大氣壓,即我們平常所說的1標準大氣壓的300多萬倍。脈衝星的中心壓力據認為可以達到10000億億億個大氣壓,比地心壓力強30萬億億倍,比太陽中心強3億億倍。

天文學家測量出脈衝星的輸出能量相當於1000萬個太陽

天文學家曾發現過一顆有史以來最明亮的脈衝星,他們幾乎誤把它當成了一個黑洞。在測量了它的輸出後,天文學家震驚了,它的輸出能量相當於1000萬個太陽。

儘管1967年才發現第一顆脈衝星,科學家很久以來都非常困惑這些恆星為什麼可以發出脈衝,並且什麼東西會導致脈衝星間歇性停止發射脈衝。

天文學家測量出脈衝星的輸出能量相當於1000萬個太陽

然而,在2008年,當一個脈衝星突然停止發射脈衝580天,科學家發現,那些發射脈衝與否的時間段是跟脈衝星自身電磁場讓它的轉速下降有關的。天文學家現在仍然在嘗試先理解為什麼電磁場會發生波動。

脈衝星從發現至今,只有短短二三十年的時間,儘管如此,不論在推動天體演化的研究方面,在促進物質在極端條件下的物理過程和變化規律的研究方面,它已經為科學家們提供了非常豐富而不可多得的觀測資料,作出了貢獻


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