宇宙|中子星:宇宙中的“小精灵” 体型超小 但能力超大( 四 )
人类已经见证超新星几千年了,但科学家们现在才刚刚开始了解中子星的诞生 。
虽然超新星又大又亮,但中子星很小,许多甚至不发光 。
那么,宇宙中有多少颗中子星呢?科学家们现在所知的银河系中大约有2000颗中子星 。
但可能还有很多很多,科学家们估计仅在银河系中就有几千万颗,在整个宇宙中肯定有几十亿 。
中子星虽然很小,但有些中子星会暴露自己,发射能穿过宇宙的光束——精确无误差的,宇宙灯塔的脉冲频闪 。
【中子星的发现】
以前科学家们一直没有探测到过中子星,但50年前一次幸运的发现,科学家们才知道它们的存在 。
那天,剑桥大学穆拉德无线电天文台研究生乔斯林贝尔,操作新的射电望远镜扫描着天空,做各种各样很酷的天文学研究 。
然后在数据中看到了“一些无用的东西” 。这个数据是一个短暂但不断重复的辐射爆发,来自地球1000光年之外 。
它非常稳定和有规律,以至于贝尔确信她的望远镜有问题 。她回到那个地方再次发现一个重复的、有规律的信号——天空中有一个点不停地向我们闪烁 。似乎在说着“嗨 嗨 嗨” 。
在这之前,科学家们所知的宇宙中没有任何东西,有如此稳定,完美的时间间隔和脉冲 。它看起来如此完美,似乎是人造的 。但事实证明,这不是人造的,而是一个东西 。
她的发现被称为“脉冲星” 。脉冲星是一种快速旋转的中子星 。
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脉冲星
中子星的理论在20世纪30年代就提出了 。当时人们认为中子星太微弱,无法探测到 。
中子星被假设存在,但却没有被认真对待 。这种东西听起来似乎是科幻小说 。
在天文学上从来没有人见过这种现象,有些人甚至猜测这是外星人的信号 。贝尔甚至称它们为“LGM物体”——即“小绿人” 。后来“小绿人”这个称呼一度成为“外星人”的代名词 。
贝尔后来发现了第二个信号,于是小绿人又回到了小说里,脉冲星变成了科学事实 。
脉冲星的发现出乎意料,所以,这是一个惊人的突破 。
脉冲星会发脉冲是因为它们生来就会旋转,它们在超新星爆发时,随着母星的坍缩而爆发 。
任何正在经历压缩事件的物体,如果它有任何初始角动量,它最终就会旋转 。
当恒星缩小时,它旋转得越来越快 。它们之所以旋转得这样快,是因为一颗与地球大小相当的大质量恒星的内核坍缩成了一座城市大小 。所以,由于物体的尺寸变得非常小,自旋的速度必定大大增加 。
这个过程就好比是花样滑冰运动员在冰上旋转 。当运动员把手臂收拢时,旋转速度就会加快 。中子星的快速旋转同样是这样的原因 。
中子星的自转速度非常非常快,它们的表面也移动得非常快 。在某些情况下,它的运动速度大约是光速的20%!
当它们旋转时,会产生闪烁的能量束,这束光就像灯塔的光束 。你会看到这些每秒多次的周期性闪烁,它们是脉冲星的名片 。
它们是由中子星内部的元素混乱所产生的 。虽然这颗星球主要是一个中子球,但它的星壳上散布着质子和电子 。每秒旋转数百次,就会产生了令人难以置信的磁场 。
有了这个强磁场,就可以产生强电场,电场和磁场可以相互作用,最终变成辐射 。
这些中子星会发射喷射流——辐射束,从他们旋转的轴喷射而出 。
如果它们的旋转轴不对齐,如果它们的轴有点倾斜,这个光束就会在宇宙中形成圆圈 。
如果我们在这些圆圈的路径上,我们会看到一道闪光……一道闪光 。
就像你在一艘船上,在雾蒙蒙的夜晚观察一个遥远的灯塔一样 。
所以我们可以看到穿越广阔的空间的脉冲星,因为它们是非常强大的光束 。
但有时,脉冲星会得到额外的推力,从而使自旋更加快速 。让它转得更快的方法是,向它倾倒更多的物质 。
这叫做“增生”,这样会使它旋转得比原来更快 。就像恒星吸血鬼一样,脉冲星随时会从任何离得太近的物体中吸走物质 。
引力把物质带进来,这意味着它的任何旋转都会被加速,它会转得越来越快 。一些毫秒脉冲星以每秒700转的速度旋转 。它们是终极“厨房搅拌机”——它们会剁,会切,甚至会把物质“炸成丝” 。
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