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脉冲星为何如此诡异?“慧眼”要给它们把把脉

http://www.lzbs.com.cn    2017-06-18 00:00:00 作者: 来源:兰州新闻网 兰州日报
□资料照片 □资料照片     【据新华社北京6月17日电】宇宙中有一种诡异的天体——脉冲星,它们最初被人类发现时曾被误以为是外星人发出的信号,它们身上还有很多未解之谜。中国6月15日发射的硬X射线调制望远镜“慧眼”,将对银河系内的脉冲星开展观测研究,期望揭开它们身上的诸多谜团。     宇宙灯塔“脉冲星”     大质量恒星寿命终结时在超新星爆发中粉身碎骨,外层被炸飞,如果恒星遗留下的内核质量超过太阳的1.4倍,就会坍缩成主要由中子以及少量的电子和质子组成的中子星。以均匀的时间间隔辐射脉冲的中子星被称为脉冲星。所谓脉冲就像人的脉搏一样,一下一下出现短促的信号。     为什么人类可以收到这样有规律的脉冲信号呢?这是因为带电粒子沿着脉冲星的磁力线旋转运动,产生了辐射束,而辐射束的放射轴和中子星的自转轴并不一致。中子星沿着自转轴高速旋转,只有辐射束恰好扫过地球时,才能被观测到,因而形成了脉冲,脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。     对人类来说,中子星实在太诡异。中子星的个头只有一座小型城市那么大,但质量却是地球的50万倍。假设有一个天平,一端盛上一茶匙的中子星物质,另一端需要一座高达3000米的山峰才能抵得住这么一丁点中子星物质。     脉冲星自转具有极其稳定的周期,被誉为自然界最精准的天文时钟。科学家相信,未来脉冲星可以成为人类在宇宙中航行的灯塔,为近地轨道、深空和星际空间飞行的航天器导航。     曾被当成“小绿人”     由于过于怪异,尽管在20世纪30年代就有科学家预言了中子星的存在,但一直没有得到证实。起初科学家以为那是外星人在寻找宇宙中的知音,并以“小绿人(LGM)”来命名这个神奇的信号。1968年2月,贝尔和休伊什联名在英国《自然》杂志上报告发现了新型天体——脉冲星。     科学家计算发现,只有像中子星那样体积小、质量大、密度大的天体才有可能产生这样的脉冲强度和频率。由此,中子星才真正从假说成为事实。     至今,科学家已发现了2000多颗脉冲星。     为脉冲星号脉     张双南说,脉冲星同时具有超强的引力场、电磁场和核密度,可谓极端物理的天然实验室。通过研究脉冲星的X射线辐射,将可以测量其表面的磁场强度,研究高密度、强磁场下物质的性质。     “我们在实验室里能制造出的最强磁场只有几个特斯拉,而中子星表面的磁场比地球上最好的实验室所制造出的最强的磁场强度至少高百万倍,强到它周围的真空都成为晶体。这样的物理规律是有理论预言的,但这个理论对不对,要通过观测来验证。另外,中子星可能是已知宇宙中能量最高的加速器,所以很多无法在地球上的加速器开展的实验可以通过观测中子星来研究。”张双南说。     “慧眼”地面应用系统副总师宋黎明说,脉冲星的脉冲是怎么来的?现在还没有彻底解决。脉冲星周围有很强的磁场是怎么来的?它和内部结构有什么联系?脉冲星的辐射机制是什么样的?“慧眼”卫星能为解决这些问题提供支持,推动这些研究的进展。
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