自转速度最快的星体是什么 脉冲星自转为什么那么快( 二 )
真相呢??原本,中子星本身存在着极大的磁场,强磁场把辐射封闭起来,使中子星辐射只能沿着磁轴方向,从两个磁极区出来,这两磁极区就是中子星的“窗口” 。
中子星的辐射从两个“窗口”出来后,在空中传播,形成两个圆锥形的辐射束 。若地球刚好在这束辐射的方向上,我们就能接收到辐射,菜叶网,且每转一圈,这束辐射就扫过地球一次,也就形成我们接收到的有规则的脉冲信号 。
灯塔模型是现在最为流行的脉冲星模型 。另一种磁场震荡模型还没有被普遍接受 。脉冲星是高速自转的中子星,但并不是所有的中子星都是脉冲星 。因为当中子星的辐射束不扫过地球时,我们就接收不到脉冲信号,此时中子星就不表现为脉冲星了 。
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 。
双脉冲星PSRJ0737-3039A/B的发现,让人们欣喜若狂 。它是由两个脉冲星形成的双宇宙岛统 。能够发现双脉冲宇宙岛统,确实是非常幸运的事情 。对PSRJ0737-3039A进行计算以后,科学家预言它的脉冲轮廓形状会发生较快的演化,甚至预言在2020年左右,它的光束会由于轴线进动而从我们的视线中消失,但是,仔细的观测结果显示,预期的脉冲轮廓形状根本就没有发生变化,这对科学家的打击可是不小 。预言的失败让我们感到,脉冲星的灯塔模型似乎存在着问题 。
脉冲真相
尽管还没有十分有力的证据,但是全世界的脉冲星专家都相信,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 。只是这一能量就像手电筒的光线那样汇聚成一束非常窄的光束,从星体的磁极发射出来 。中子星的磁轴与旋转轴之间成一定角度(这与地球的磁北极地理北极位置略有不同一样) 。星体旋转时,这一光束就象灯塔的光束或救护车警灯一样,扫过宇宙 。只有当此光束直接照射到地球时,我们才干用某些望远镜探测到脉冲星的信号 。这样一来,恒流的光束就变成了脉冲光 。
几乎所有的专家都相信上述这种灯塔模型 。但是也有“离经叛道”的不同意见被提了出来 。新的观点认为脉冲星的发光不是源自它的磁极,而是来自它的周围 。同时认为,脉冲星发出脉冲光是因为它的磁场在高速地翻转振荡,激变的磁场造成星体周围出现了极高的感生电场 。这个感生电场的峰值出现在磁场过零点附近,并且加速带电粒子使其发出同步辐射 。这就可以解释脉冲信号的产生机理 。
文章插图
磁场振荡模型的优点在于有太阳这个低频振荡的样板 。我们知道,太阳磁场的方向每过11年就会翻转一次,如果太阳塌缩成了中子星,它的自转周期可以缩短到秒级甚至毫秒级,同时,它的磁场翻转周期也可能达到毫秒级 。电磁振荡模型遇到的问题在于如下疑问:星体的磁场真的能那么快地翻转吗??当然,灯塔模型也有它的问题:磁铁高速旋转的时候,真的能从磁极发光吗??
脉冲信号的辐射,曾经被认为是中子星的极端磁场的特有行为 。但是后来人们发现,在某些主序星上,比如超冷星TVLM513-46546和化学特殊星CUVirginis,都发现了非常相似的脉冲辐射,而这些星体的磁场都很低(数千高斯) 。这对磁场震荡模型是有利的 。因为磁场震荡模型降低了对磁场强度的要求 。
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 。
发现
1967年10月,剑桥大学卡文迪许实验室的安东尼·休伊什教授的研究生——24岁的乔丝琳·贝尔检测射电望远镜收到的信号时无意中发现了一些有规律的脉冲信号,它们的周期十分稳定,为1.337秒 。起初她以为这是外星生物“小绿人(LGM)”发来的信号,但在接下来不到半年的时间里,又陆陆续续发现了数个这样的脉冲信号 。后来人们确认这是一类新的天体,并把它命名为脉冲星?Pulsar,又称波霎 。脉冲星与类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子一道,并称为20世纪60年代天文学“四大发现” 。安东尼·休伊什教授本人也因脉冲星的发现而荣获1974年的诺贝尔物理学奖,尽管人们对贝尔小姐未能获奖而颇有微词 。
1997年拍摄的美国电影
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