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脉冲星和中子星的独特性质和影响

时间:2023-07-04 理论教育 版权反馈
【摘要】:很长一段时间内,天文学家们都在猜测,是否真的存在中子星。此刻,中子星的直径不再是20千米,它的体积将超过太阳。坍缩的中子星将以每秒数百次的速度旋转。位于磁场内的中子星将很快加速至光速,并从南北两极发出带有电磁辐射的光线。这时,中子星就像宇宙中的灯塔,发射出两条指向相反的电磁波。例如,只要通过围绕普通星体旋转的中子星所构成的双星系统,人类就可以精确地衡量引力对光线产生的作用。

脉冲星和中子星的独特性质和影响

1967年,剑桥大学的研究生约瑟琳·贝尔·伯内尔在射电望远镜中观察到了一种不同寻常的现象。她观测到,天空某处正快速发射出脉冲信号。通过进一步观测,她又发现了有规则的脉冲信号。

一些人认为,这或许是外星智慧生物的标记,并为其取名“小绿人”。

美国天文学家托马斯·戈尔德感到好奇,想弄明白这些信号是否就是中子星。很长一段时间内,天文学家们都在猜测,是否真的存在中子星。一旦中子星的核燃料耗尽了,那么,这些相当于太阳质量4到40倍的恒星的生命也将终结,散落太空,恒星外层将发生爆炸,迸发出巨大的物质和能量,并且转变为超新星。这将极大地提升超新星的亮度,在短时间内,它们的亮度将超过其他恒星。

恒星外层在爆炸时向太空抛洒出大量物质,同时,恒星内核坍缩。只需几秒,内核密度就会极大地增加,这时,组成它的电子和质子受到挤压,形成了中子。超新星的核心具有了致密天体,数万亿吨的物质被压缩成一立方厘米。此刻,中子星的直径不再是20千米,它的体积将超过太阳。如果你将一茶匙的中子星放在地面,它的重量将远远超过一座山的重量。(www.xing528.com)

恒星的坍塌过程中,它将加速旋转,就像一个在冰面上旋转的溜冰运动员,而她的手脚逐渐地都朝身体折叠。坍缩的中子星将以每秒数百次的速度旋转。位于磁场内的中子星将很快加速至光速,并从南北两极发出带有电磁辐射的光线。这时,中子星就像宇宙中的灯塔,发射出两条指向相反的电磁波。只有当这些光束恰好掠过地球表面,被射电望远镜探测到,我们才能知道它们的存在。由于光束射向地球的时间十分短暂,因此,超新星呈现出脉冲式的发射周期规律,因而被称为脉冲星

值得一提的是,中子星和脉冲星是犹如完美宇宙实验室,将它们用于检验广义相对论再好不过。像中子星这样的星体,通常具有密度大、质量大、引力大的特点,因此,在它们身上,广义相对论的效应就体现得更加明显。例如,只要通过围绕普通星体旋转的中子星所构成的双星系统,人类就可以精确地衡量引力对光线产生的作用。

中子星假想图

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