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標題: 脉冲星的特点 [打印本頁]

作者: p30900 時間: 2024-8-9 15:14
標題: 脉冲星的特点
在天文学家眼里，宇宙间小至地球这样的行星，大至银河系，乃至整个宇宙这样的大尺度结构，都有着鲜活的“生命”——它们都有“生老病死”。主流观点认为，当一颗超过8倍太阳质量的恒星演化到末期后，其物质会向中心坍缩，然后发生猛烈的爆炸（超新星爆炸），强大的冲击波使得物质向外弥散，并与星际介质相互作用，形成一个漂亮的“礼花”，这个过程被称为超新星爆炸，这个巨大的“礼花”就是超新星遗迹。在这“礼花”的中心，有机会诞生一颗中子星。当这颗中子星自转起来，并具有准直的辐射束时，就成为一颗脉冲星。

但遗憾的是，我们在地球上无法肉眼看到脉冲星。主要有两点原因：第一，它们在天上太弱，科学家需要借助大的望远镜才能看到它们；第二，大部分脉冲星在光学的波段并没有辐射，它们在射电波段看起来会比较强。当然，有一些特殊的脉冲星在全波段都能看到，比如年轻的蟹状星云脉冲星，但你至少要有一个大望远镜才行。

脉冲星有很多独特的特性，让天文学家们深深为之着迷。

特性一：超高的密度。大家都知道，构成世间万物的最小单位是原子，而偏偏中子星生得奇怪——主流的说法是，构成它的全是比原子更小的物质，中子。这么看来，中子星本身就是块巨大的原子核！那这样一颗星星密度有多大呢？1014g/cm3！设想一下，我们的指甲盖差不多是1cm宽，一个小指头大约就是1立方厘米，如果这里面填充的是中子星密度的物质，那么将承载1亿吨的重量。实际上，由于探测手段的局限性，人们并未真实探测到脉冲星星体的物质组成和状态。通常的做法是搜寻突破极限转速（比如1毫秒的周期）的脉冲星，如果找到了这样的亚毫秒脉冲星，说明脉冲星可能是比中子星密度更高的夸克星。同时，人们还在积极搜寻、追踪脉冲星双星系统，这样的系统可以给出脉冲星的质量，而发现的质量越高，也越有可能证明脉冲星由夸克组成。随着引力波探测技术的逐步成熟，人们越来越有可能探测到两个正在相互绕转并融合在一起的中子星。通过计算机模拟、匹配信号，可以探测清楚中子星的内部物理状态。

那我们能在中子星上面生活吗？答案是不能。正是因为中子星超高的密度，其表面具有很强的引力，会把人给碾碎。实际上，不管是人类还是其他坚硬的物体，比如钻石，都会在脉冲星表面被压碎成中子物质。

特性二：高速旋转的“陀螺”。中子星会像汽车发动机一样疯狂地旋转。自1967年发现脉冲星以来，脉冲星的搜寻就成为天文领域的热门。目前，科学家们已经搜索到了超过3000颗脉冲星。其中转得最快的脉冲星，旋转周期是1.37ms，即一秒钟就能够转完约730圈！这可是汽车引擎转速的约10倍，若是人以同样的速度转圈，身体早已分崩离析了。而这3000多颗脉冲星中，最慢的得23.5秒才能转完一圈。脉冲星的旋转周期中蕴含了其演化的秘密。与汽车的制动类似，脉冲星的旋转也有刹车与加速。脉冲星旋转会损失能量，这导致它的旋转速度越来越慢，这样的“刹车”，最快的能达到十亿年慢一秒，最慢的能达到一千万亿年才慢一秒。相反，如果脉冲星能得到能量的补充，就能越转越快。这样的“加速”，最快的能达到一千年快1秒，而最慢的则是一亿亿年才快1秒。最有趣的是，一些加速到毫秒量级周期的年老的脉冲星，很可能是通过吸取伴星的物质来加速。这一类脉冲星，是科学家们研究的热点。

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