鲜闻联播|宇宙中最精确的时钟:毫秒脉冲星的发现历程


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核心提示:中子星物质的密度十分惊人 , 仅仅大约一汤匙的中子星物质 , 其质量就将超过1万亿公斤 , 这几乎相当于地球上所有人类体重的总和脉冲星属于中子星的一类 , 它们是大质量恒星死亡之后留下的残骸新浪科技讯 北京时间8...
鲜闻联播|宇宙中最精确的时钟:毫秒脉冲星的发现历程
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中子星物质的密度十分惊人 , 仅仅大约一汤匙的中子星物质 , 其质量就将超过1万亿公斤 , 这几乎相当于地球上所有人类体重的总和
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脉冲星属于中子星的一类 , 它们是大质量恒星死亡之后留下的残骸
新浪科技讯 北京时间8月11日消息 , 据英国广播公司(BBC)网站报道 , 一开始 , 希纳·库卡尼(Shri Kulkarni)并没有意识到自己此时正在经历的是什么 。 此时正是1982年9月的一个午夜 , 他正在波多黎各岛上的阿雷西博天文台 , 利用这里巨大的射电天线开展脉冲星的搜寻工作:这是大质量恒星死亡之后留下的一种拥有极高密度 , 高速旋转的残骸 。
在此之前 , 库卡尼刚刚发现了自己的第一颗脉冲星 , 这颗脉冲星的自转速度极快——大约每1.5毫秒就自转一周 , 这在当时比任何已知的天体自转还要快上大约20倍 。
这一年 , 库卡尼还只是一名研究生 , 在他的脑海里 , 这样高速的自转除了有些令人惊讶之外并没有其他特别的意义 。 他想 , 这只是一颗自转有些快的脉冲星而已 。 他打电话给自己的项目导师 , 已故的加州大学伯克利分校著名天文学家唐·贝克(Don Backer)并报告了相关情况 。 多年之后 , 他回忆起当时通话时的情景:“那是一段漫长的沉默 。 ”或许是因为贝克教授意识到了这条消息背后的重大意义 。
很快 , 贝克教授提醒库卡尼他眼前的这项发现所隐含的意义:这是一个正以每秒641圈的速度高速旋转的天体 。 今天的库卡尼已经是美国加州理工学院的一名天文学家 , 他说:“当时有很多人认为在这样的高速旋转下 , 脉冲星应该会分崩离析 。 ”

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库卡尼发现的脉冲星PSR B1937+21一直保持着自转速度最快天体的记录直到2006年 。 就在这一年 , 杰森·赫塞尔斯发现了一颗编号为Terzan 5ad的脉冲星 , 这是一颗非常暗弱的脉冲星 , 但其自转速度高达每秒716圈
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美国天体物理学家罗素·哈尔斯 。 他与另一位美国科学家约瑟夫·泰勒一起 , 在1974年发现了一对正在相互绕转并逐渐彼此接近的脉冲星
脉冲星很小 , 直径一般和一座小型城市相当(大约20公里左右) , 而当时的一般观点认为 , 如果它的自转达到这样的高速 , 那么强大的离心力将会把它自己撕成碎片 。
但此次库卡尼的发现用事实打破了这种预言 。 这项发现将不仅改变库卡尼的职业生涯 , 也将彻底改变整个脉冲星科学研究领域 。 这颗脉冲星编号为PSR B1937+21 , 它成为了一类最新划出的类型——毫秒脉冲星中的第一颗成员 。
这种脉冲星不仅自转速度快的惊人 , 它们还有一项引人注目的特征 , 那就是它们自转的周期性非常精确 , 甚至几乎可以说是宇宙中最精确的时钟!正是借助了这些宇宙时钟 , 天文学家们才得以解答有关恒星 , 物质 , 甚至是时空本身的许多问题 。
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毫秒脉冲星是大自然给与我们的馈赠 。 它是一座位于天宇之中 , 精密的物理学实验室


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