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1967年,年仅24岁的乔丝琳·贝尔在检测射电望远镜所接受的无线电信号时,发现了一些非常有规律的脉冲信号。在这之前,科学家们也偶尔接收过这种很有规律的脉冲电波,对于这种困惑人们的解释是外星文明向我们发出的电报。
在接下来的半年时间内人们又继续接受了数个相似的脉冲信号,最终经过分析,人们确认了一种新的天体,将其命名为脉冲星,这也是天文学20世纪60年代的四大发现之一。
脉冲星
脉冲星(pulsar),也叫波霎。脉冲星因为是恒星爆炸后剩余的核,密度很大(仅次于黑洞),直径大概在20km左右,因为会周期性发射脉冲电波,因此它的自转速度通常来说会很快。
快到什么程度呢,位于射手星座旁边1800光年左右有的地方存在着一个目前发现自转周期最短的脉冲星,名字编号为SRJ1748-2446,它的每两个脉冲间隔为0.0014秒,达到了毫秒级别,这也就是说它的自转周期是每秒716次;而最长的自转周期也不过是标号为PSR-J1841-0456的11.765735秒。
高能量脉冲星可将恒星蒸发
那么脉冲星为什么能发出这种奇特的周期性脉冲信号呢?
现在最被人接受的理论被称为“灯塔效应”。
人们认为,脉冲星是中子星的一种。而中子星与其他星体最不相同的一点就是,由于中子星本身存在的强大磁场,使得中子星只能沿着磁轴方向散发出辐射。也就是说,中子星只有两个相对的区域才能发出辐射(只有两个相对的亮斑),而其他区域都是被封闭起来的(暗的)。就和灯塔一样,在窗口处点亮一盏灯,不停地旋转,当光线扫过我们观察者的时候我么才能周期性的看到光亮。
发射电波的脉冲星
当中子星高速旋转时,从两个窗口处发射出来的电波扫过地球,我们就能接收到周期性的电波了。
脉冲星电波扫过地球
对于脉冲星的研究具有很重要的意义。
脉冲星会通过牺牲自身的自转势能来补充辐射消耗的能量,但是这种损耗很低,甚至比最精确的原子钟还稳定1万倍以上。通过其自转周期的研究,可以对其年龄进行推测。
由于其高稳定性,可以作为导航卫星,对于空间飞行器的精确制导和长时间自主导航有重要作用。
接收脉冲星电波进行导航
我国在2016年11月10日在酒泉发生中心发射的长征十一号运载火箭,搭载的就是进行脉冲星实验的卫星。这项实验就是为了验证脉冲星作为导航卫星在空间以及探测器上的稳定性和环境适应性。
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