脉冲星的发现与中子星的奥秘

宇宙之大，无奇不有：有恒星、行星，还有会发射脉冲电波的星星。它们是如何被发现的？又有什么奇特之处呢？

由于大气不均匀起伏，当星光通过地球大气时，导致恒星的光看起来一闪一闪的，这称为“行星际闪烁”。充满行星际空间的太阳风引起了宇宙射电源的闪烁现象。天文学家通过射电望远镜发现的宇宙射电源，称为“射电源”，其波长从1毫米～30米，它是电磁辐射异常强的局部区域。

1967年春天，英国剑桥大学卡文迪许实验室为了进一步研究宇宙射电源，他们设计建造了一种新型的时间分辨率很高的射电望远镜，为了保证仪器的正常运转，天文台决定开展人工分析工作，英国天文学家休伊什教授的研究生乔丝琳·贝尔小姐接受了这一个任务。

在观测时他们发现：每到子夜时，一个神秘的射电源便会发生闪烁，同时自动化记录笔绘出了一连串间隔都是1.337秒的脉冲曲线，这个神秘的射电源发出的无线电脉冲波长是3.7米。

到1968年1月，发出这种波长3.7米的脉冲的射电源已发现了4个。根据观测到的宽16毫米的脉冲，可以断定天体的发射区尺度限定在3000千米以内。后来的精密测量表明，的确是由于该天体自转而发出的脉冲信号。

1968年2月，休伊什教授观测到的来自天体的周期性脉冲射电辐射，其周期短而且精确，仅为1.3373011秒。这一天体被天文学家形象地命名为“脉冲星”。

脉冲星的直径只有十几千米，它绕轴自转一周的时间只需三四秒钟甚至更短。它的磁场高达1万亿高斯以上，而地球磁极的磁场强度仅约0.7高斯！脉冲星的电子以无线电波的形式从它的两个磁极逃逸出来，并带出能量。高速自转时，脉冲星发出的无线电波束会很有规律地到达地球。

不久，射电天文学家在蟹状星云中发现了一颗脉冲星，它能在可见光的范围内发出辐射，它的脉动特别快。这颗脉冲星以前被认为不过是一颗普通的恒星，随着观测仪器精确度的提高，有人发现它每秒钟会闪烁30次，而且光的闪烁正好和射电辐射的时间相一致。

然而，脉冲星到底是一种什么样的天体呢？它是否一会儿膨胀一会儿收缩呢？它收缩时是否发射出能量呢？一个天体如果不是一直发射能量，而是周期间歇性的，那么，在不发射能量的时候，它一定正在发生某种物理现象。它也许正绕着它自己的轴或围绕着另一个天体运转，并且每绕转一周，就发射出一股能量。

早在1934年，德国著名天文学家巴德和兹维基就在一篇论文上指出，超新星现象实际上是星体的一种粉碎性爆炸，这种爆炸包括两个方面：一方面大量的外部物质抛射向太空，另一方面星体的中央部分则坍缩，变为一颗恒星，因为它是由排列紧密的中子构成的，所以称为“中子星”。

科学家推测，在引力的作用下，恒星可以坍缩到非常致密的程度，恒星里的所有原子核在高度挤压下，不得不紧挨在一起。电子和质子在这种挤压的作用下会相互作用而形成中子。因为中子的质量最大，所以这样的“中子星”可能直径只有十几千米，但质量却有太阳那样大。

脉冲星

脉冲星是有着强磁场的旋转着的中子星，它们发出有规律的射电脉冲。最快的脉冲星发出的脉冲为642次/秒，而最慢的脉冲为每5.1秒/次。多数脉冲星位于我们银河系，但也有很多在球状星团中被发现。

脉冲星被发现后，中子星又引起了广泛的注意。科学家们分析认为，只有白矮星或中子星能发出如此快速的脉冲信号。这样小的天体应当会飞快地自转，否则就不会产生上述的脉冲现象。而且，在这样的天体上，表面的某些点可能能使其中的电子通过。这样，当中子星高速自转时，电子就会从这些点逃逸出来，像一个旋转喷头喷出的水那样喷射出来从而产生射电脉冲波，或者它每旋转一周，就会朝地球的方向喷射出一些电子，同时会逐渐失去能量。

至此，人们终于明白，天文学家曾经担心永远无法探测到的中子星就是脉冲星！