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『脉冲星』有一种特殊的中子星，叫做脉冲星，未来宇宙飞船的导航就靠它

『脉冲星』有一种特殊的中子星，叫做脉冲星，未来宇宙飞船的导航就靠它
本文参加百家号 #科学了不起# 系列征文赛 。
『脉冲星』有一种特殊的中子星，叫做脉冲星，未来宇宙飞船的导航就靠它
在茫茫的大海中航行 ， 是很难辨识方向的 ， 所以航行者依赖于灯塔的指引 。
在科学尚未诞生的岁月里 ， 灯塔对于大海中的航行者来说就意味着生命 。 而随着航天事业的发展 ， 现在人类已经不再怕迷失方向 ， 因为我们有了导航卫星 ， 利用导航卫星 ， 我们不仅能够辨识方向 ， 还能够对自身所处的位置进行实时定位 ， 甚至于可以迅速查询到所要去往的目的地的最佳路线 。
不过 ， 这只限于在地球之上 ， 如果离开了地球 ， 导航卫星可就没有用处了 。 在茫茫宇宙之中 ， 想要辨识方向比在大海中更加困难 ， 因为宇宙十分空旷 ， 宇宙间的物质密度十分稀疏 ， 而人类在未来必然要去探索更为遥远的宇宙空间 ， 那么在星际航行的过程中依靠什么来辨识方向呢？
『脉冲星』有一种特殊的中子星，叫做脉冲星，未来宇宙飞船的导航就靠它
当一颗质量在太阳质量8倍以上30倍以下的恒星主序星阶段结束之后 ， 氢核聚变会转变为氦核聚变 ， 整个恒星的聚变会不断向更重的元素推进 ， 直到铁元素终止 ， 在这一过程中 ， 恒星的体积会急剧膨胀 。
【『脉冲星』有一种特殊的中子星，叫做脉冲星，未来宇宙飞船的导航就靠它】当聚变进行到铁元素的时候 ， 聚变不再释放能量 ， 而转为吸收能量 ， 于是因聚变所产生的向外的辐射扩张压彻底消失 ， 恒星在中心引力的作用下急剧坍缩 ， 物质密度越来越高 ， 之后出现迅速的反弹并释放巨大的能量 ， 这个过程就被我们称之为超新星爆发 。 在超新星爆发过后 ， 没有任何力量可以阻止恒星物质进一步向中心坍缩 ， 于是一颗极为致密的天体就诞生了 ， 它就是中子星 。 在宇宙中 ， 中子星的密度仅次于黑洞及夸克星 ， 而夸克星是一种理论推导出的天体 ， 现实中尚未发现 。
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中子星作为一种致密的天体 ， 体积并不大 ， 直径通常不会超过20公里 。
【『脉冲星』有一种特殊的中子星，叫做脉冲星，未来宇宙飞船的导航就靠它】中子星诞生于剧烈的超新星爆发之中 ， 所以一出生 ， 中子星就具有了极高的转速 。 地球自转一周的速度是23小时56分04秒 ， 也就是我们通常所说的一天 ， 而中子星自转一周的速度是以秒来计算的 ， 转速最慢的中子星自转一周的时间也仅为11秒而已 。
中子星存在着强大的磁场 ， 随着中子星转速的增加 ， 在它的两个磁极会发射出电磁脉冲 ， 而这样的中子星 ， 我们就将其称之为脉冲星 。 脉冲星的本质仍然是一颗中子星 ， 而与普通中子星不同的是 ， 脉冲星的转速非常快 。 目前已知的转速最快的脉冲星自转一周只需要0.0014秒 。 能够发射电磁脉冲 ， 这使脉冲星具备了成为“太空灯塔”的第一要素 。
『脉冲星』有一种特殊的中子星，叫做脉冲星，未来宇宙飞船的导航就靠它
脉冲星不仅能够发射电磁脉冲 ， 而且它所发射的电磁脉冲还非常有规律 。
脉冲星所发射出的电磁脉冲并不是时断时续的 ， 而是一束持续不断的能量流 ， 这束能量流的宽度很窄 ， 就如同灯塔所发射出的光束一般 。 而这束能量流会随着脉冲星的高速转动而一遍遍扫过特定的区域 ， 这种运行规律像极了大海中的灯塔 。
有趣的是 ， 脉冲星的自转周期还非常的准确和规律 ， 所以我们能够在这束能量流扫过的区域稳定地接收到来自脉冲星的电磁脉冲信号 。 正是因为脉冲星所发射的电磁脉冲信号如此规律 ， 所以在人类首次发现脉冲星信号的时候还以为是外星人的通讯 ， 所以人类所发现的第一颗脉冲星也拥有了一个颇具科幻色彩的名字：小绿人 。
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脉冲星具备了一座“太空灯塔”所应该具备的全部条件 ， 所以可以想象 ， 在未来星际航行大行其道之时 ， 脉冲星必然会成为宇宙中的天然灯塔 ， 为人类的太空航行进行星际导航 。
当然 ， 也并非所有的脉冲星都可以成为导航天体 ， 能够成为导航天体的脉冲星必须拥有优良的X射线周期辐射特性 ， 而这样的脉冲星 ， 目前已经确定了200余颗 。 而我国也早已经在2016年就发射了一颗脉冲星导航试验卫星 ， 这不仅是我国 ， 更是全人类对脉冲星导航的首次尝试性运用 。 现在就开始研究脉冲星导航会不会太早了？一点也不早 ， 要利用脉冲星实现星际导航 ， 就必须要建立完整的脉冲星导航数据库 ， 这是一项极为庞大的工程 ， 从现在开始着手才能够为未来的星际航行做好充足的准备 。
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