【簡(jiǎn)介：】多得很。

給你三個(gè)， 愛(ài)因斯坦、牛頓、達(dá)爾文。
中子星詳細(xì)資料大全
中子星（neutron star）是除黑洞外密度最大的星體，恒星演化到末期，經(jīng)由重力崩潰發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的

多得很。

給你三個(gè)， 愛(ài)因斯坦、牛頓、達(dá)爾文。

中子星詳細(xì)資料大全

中子星（neutron star）是除黑洞外密度最大的星體，恒星演化到末期，經(jīng)由重力崩潰發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點(diǎn)之一，質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到可以形成黑洞的恒星在壽命終結(jié)時(shí)塌縮形成的一種介于白矮星和黑洞之間的星體，其密度比地球上任何物質(zhì)密度大相當(dāng)多倍。

絕大多數(shù)的脈沖星都是中子星，但中子星不一定是脈沖星，有脈沖才算是脈沖星。

基本介紹 天體名稱 ：中子星 別稱 ：neutron star 面積 ：約300平方公里 意義 ：黑洞外密度最大的星體（已觀測(cè)） 逃逸速度 ：在10,000至150,000千米/秒之間 表面溫度 ：超過(guò)1000萬(wàn)攝氏度 內(nèi)部溫度 ：超過(guò)60億攝氏度 半徑 ：10―30公里 起源,發(fā)現(xiàn),前身,演化狀態(tài),性質(zhì),大小,密度,溫度,壓強(qiáng),磁場(chǎng),能量輻射,結(jié)構(gòu),面積,特征,天文信息,研究?jī)r(jià)值, 起源 中子星是除 黑洞 外密度最大的星體 （根據(jù)最新的假說(shuō)，在中子星和黑洞之間加入一種理論上的星體：夸克星），同黑洞一樣是20世紀(jì)激動(dòng)人心的重大發(fā)現(xiàn)，為人類(lèi)探索自然開(kāi)辟了新的領(lǐng)域，而且對(duì)現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，成為上世紀(jì)60年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)之一。 中子星的密度為每立方厘米8^14~10^15克，相當(dāng)于每立方厘米重1億噸以上。此密度也就是原子核的密度，是水的密度的一百萬(wàn)億倍。對(duì)比起白矮星的幾十噸/立方厘米，后者似乎又不值一提了。如果把地球壓縮成這樣，地球的直徑將只有22米!事實(shí)上，中子星的密度是如此之大，半徑十公里的中子星的質(zhì)量就與太陽(yáng)的質(zhì)量相當(dāng)了。 同白矮星一樣，中子星是處于演化后期的恒星，它也是在老年恒星的中心形成的。只不過(guò)能夠形成中子星的恒星，其質(zhì)量更大罷了。根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，當(dāng)老年恒星的質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的約8~2、30倍時(shí)，它就有可能最后變?yōu)橐活w中子星，而質(zhì)量小于8個(gè)太陽(yáng)的恒星往往只能變化為一顆白矮星。但是，中子星與白矮星的區(qū)別，不只是生成它們的恒星質(zhì)量不同。它們的物質(zhì)存在狀態(tài)是完全不同的。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，白矮星的密度雖然大，但還在正常物質(zhì)結(jié)構(gòu)能達(dá)到的最大密度范圍內(nèi)：電子還是電子，原子核還是原子核，原子結(jié)構(gòu)完整。而在中子星里，壓力是如此之大，白矮星中的電子簡(jiǎn)并壓再也承受不起了：電子被壓縮到原子核中，同質(zhì)子中和為中子，使原子變得僅由中子組成，中子簡(jiǎn)并壓支撐住了中子星，阻止它進(jìn)一步壓縮。而整個(gè)中子星就是由這樣的原子核緊挨在一起形成的?？梢赃@樣說(shuō)，中子星就是一個(gè)巨大的原子核。中子星的密度就是原子核的密度。中子星的質(zhì)量非常大以至于巨大的引力讓光線都是呈拋物線掙脫。 在形成的過(guò)程方面，中子星同白矮星是非常類(lèi)似的。當(dāng)恒星外殼向外膨脹時(shí)，它的核受反作用力而收縮。核在巨大的壓力和由此產(chǎn)生的高溫下發(fā)生一系列復(fù)雜的物理變化，最后形成一顆中子星核心。而整個(gè)恒星將以一次極為壯觀的爆炸來(lái)了結(jié)自己的生命。這就是天文學(xué)中著名的“超新星爆發(fā)”。 中子星 ，是恒星演化到末期，經(jīng)由引力坍縮發(fā)生超新星爆炸之后，可能成為的少數(shù)終點(diǎn)之一。恒星在核心的氫、氦、碳等元素于核聚變反應(yīng)中耗盡，當(dāng)它們最終轉(zhuǎn)變成鐵元素時(shí)便無(wú)法從核聚變中獲得能量。失去熱輻射壓力支撐的外圍物質(zhì)受重力牽引會(huì)急速向核心墜落，有可能導(dǎo)致外殼的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能向外爆發(fā)產(chǎn)生超新星爆炸，或者根據(jù)恒星質(zhì)量的不同，恒星的內(nèi)部區(qū)域被壓縮成白矮星、 中子星 以至黑洞。 白矮星被壓縮成中子星的過(guò)程中恒星遭受劇烈的壓縮使其組成物質(zhì)中的電子并入質(zhì)子轉(zhuǎn)化成中子，直徑大約只有十余公里，但上頭一立方厘米的物質(zhì)便可重達(dá)十億噸，且旋轉(zhuǎn)速度極快，而由于其磁軸和自轉(zhuǎn)軸并不重合，磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)時(shí)所產(chǎn)生的無(wú)線電波等各種輻射可能會(huì)以一明一滅的方式傳到地球，有如人眨眼，故又稱作 脈沖星 。 一顆典型的中子星質(zhì)量介于太陽(yáng)質(zhì)量的1.35到2.1倍，半徑則在10至20公里之間（質(zhì)量越大半徑收縮得越大），也就是太陽(yáng)半徑的30,000至70,000分之一。因此，中子星的密度在每立方厘米 克至 克間，此密度大約是原子核的密度。 致密恒星的質(zhì)量低于1.44倍太陽(yáng)質(zhì)量，則可能是白矮星，但質(zhì)量大于奧本海默-沃爾可夫極限（1.5-3.0倍太陽(yáng)質(zhì)量）的中子星會(huì)繼續(xù)發(fā)生引力坍縮，則無(wú)可避免的將產(chǎn)生黑洞。 由于中子星保留了母恒星大部分的角動(dòng)量，但半徑只是母恒星極微小的量，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的減少導(dǎo)致了轉(zhuǎn)速迅速的增加，產(chǎn)生非常高的自轉(zhuǎn)速率，周期從毫秒脈沖星的700分之一秒到30秒都有。中子星的高密度也使它有強(qiáng)大的表面重力，強(qiáng)度是地球的 到 倍。逃逸速度是將物體由重力場(chǎng)移動(dòng)至無(wú)窮遠(yuǎn)的距離所需要的速度，是測(cè)量重力的一項(xiàng)指標(biāo)。 一顆中子星的逃逸速度大約在10,000至150,000公里/秒之間，也就是可以達(dá)到光速的一半。換言之，物體落至中子星表面的最大速度將達(dá)到150,000公里/秒。更具體的說(shuō)明，如果一個(gè)普通體重（70公斤）的人遇到了中子星，他撞擊到中子星表面的能量將相當(dāng)于二億噸核爆的威力（四倍于全球最巨大的核彈大沙皇的威力），當(dāng)然這僅僅是假設(shè)，真要是這樣的話，這個(gè)人在越來(lái)越接近中子星的時(shí)候，會(huì)被強(qiáng)大的潮汐力扯碎。 發(fā)現(xiàn) 1932年，中子被查德威克發(fā)現(xiàn)之后不久，蘇聯(lián)物理學(xué)家朗道就提出有一類(lèi)星體可以全部由中子構(gòu)成，朗道因此成為首次提出中子星概念的學(xué)者。 1934年，巴德和茲威基在《物理評(píng)論》上發(fā)表文章，認(rèn)為超新星爆發(fā)可以將一個(gè)普通的恒星轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶有莖而且指出這個(gè)過(guò)程可以加速粒子，產(chǎn)生宇宙線。 1939年奧本海默和沃爾科夫通過(guò)計(jì)算建立了第一個(gè)定量的中子星模型，但他們采用的物態(tài)方程是理想的簡(jiǎn)并中子氣模型。 中子星是處于演化后期的恒星,它也是在老年恒星的中心形成的。只不過(guò)能夠形成中子星的恒星，其質(zhì)量更大罷了。根據(jù)科學(xué)家的計(jì)算，當(dāng)老年恒星的質(zhì)量大于十個(gè)太陽(yáng)的質(zhì)量時(shí)，它就有可能最后變?yōu)橐活w中子星，而質(zhì)量小于8個(gè)太陽(yáng)的恒星往往只能變化為一顆白矮星。 雖然早在30年代，中子星就作為假說(shuō)而被提了出來(lái)，但是一直沒(méi)有得到證實(shí)，人們也不曾觀測(cè)到中子星的存在。而且因?yàn)槔碚擃A(yù)言的中子星密度大得超出了人們的想像，在當(dāng)時(shí)，人們還普遍對(duì)這個(gè)假說(shuō)抱懷疑的態(tài)度。直到1967年，由英國(guó)科學(xué)家休伊什的學(xué)生喬絲琳?貝爾首先發(fā)現(xiàn)了脈沖星。 經(jīng)過(guò)計(jì)算，它的脈沖強(qiáng)度和頻率只有像中子星那樣體積小、密度大、質(zhì)量大的星體才能達(dá)到。這樣，中子星才真正由假說(shuō)成為事實(shí)。這真是本世紀(jì)天文學(xué)上的一件大事。因此，脈沖星的發(fā)現(xiàn)，被稱為二十世紀(jì)六十年代的四大天文學(xué)重要發(fā)現(xiàn)之一。 1967年，天文學(xué)家偶然接收到一種奇怪的電波。這種電波每隔1―2秒發(fā)射一次，就像人的脈搏跳動(dòng)一樣。人們?cè)欢劝阉?dāng)成是宇宙人的呼叫，轟動(dòng)一時(shí)。后來(lái)，英國(guó)科學(xué)家休伊什終于弄清了這種奇怪的電波，原來(lái)來(lái)自一種前所未知的特殊恒星，即脈沖星。這一新發(fā)現(xiàn)使休伊什獲得了1974年的諾貝爾獎(jiǎng)。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)的脈沖星已超過(guò)300個(gè)，它們都在銀河系內(nèi)。蟹狀星云的中心就有一顆脈沖星。 2007年天文學(xué)家借助歐洲航空局(ESA)的珈馬射線天文望遠(yuǎn)鏡(Integral)，發(fā)現(xiàn)了迄今旋轉(zhuǎn)速度最快的中子星。這顆中子星編號(hào)為XTE J1739-285，每秒鐘可沿自己的軸線旋轉(zhuǎn)1122圈。按照地球的概念轉(zhuǎn)一圈一天的話，在這個(gè)中子星上一秒鐘可以經(jīng)過(guò)3年多。這個(gè)發(fā)現(xiàn)推翻了原來(lái)認(rèn)為的每秒700圈的星體轉(zhuǎn)速極限。 這顆中子星的直徑約10公里,但質(zhì)量卻與太陽(yáng)相近,其密度驚人,高達(dá)每立方厘米1億噸。其巨大引力從臨近恒星不斷奪取大量炙熱氣體,并不斷誘發(fā)熱核爆炸。 2010年10月27日英國(guó)《每日電訊報(bào)》報(bào)導(dǎo)，天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了宇宙中迄今為止最大的中子星，其質(zhì)量幾乎是太陽(yáng)的兩倍。 這顆名為PSR J1614-223的中子星的大小與一個(gè)小城市差不多，相對(duì)而言并不算是一個(gè)大的星球，但其密度卻是驚人的高，它上面很少量一點(diǎn)物質(zhì)的質(zhì)量就高達(dá)5億噸！ 前身 中子星的前身一般是一顆質(zhì)量為10-29倍太陽(yáng)質(zhì)量的恒星。它在爆發(fā)坍縮過(guò)程中產(chǎn)生的巨大壓力，使它的物質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大的變化。在這種情況下，不僅原子的外殼被壓破了，而且連原子核也被壓破了。原子核中的質(zhì)子和中子便被擠出來(lái)，質(zhì)子和電子擠到一起又結(jié)合成中子。最后，所有的中子擠在一起，形成了中子星。顯然，中子星的密度，即使是由原子核所組成的白矮星也無(wú)法和它相比。在中子星上，每立方厘米物質(zhì)足足有一億噸重甚至達(dá)到十億噸。 當(dāng)恒星收縮為中子星后，自轉(zhuǎn)就會(huì)加快，能達(dá)到每秒幾圈到幾十圈。同時(shí)，收縮使中子星成為一塊極強(qiáng)的“磁鐵”，這塊“磁鐵”在它的某一部分向外發(fā)射出電波。當(dāng)它快速自轉(zhuǎn)時(shí)，就像燈塔上的探照燈那樣，有規(guī)律地不斷向地球掃射電波。 當(dāng)發(fā)射電波的那部分對(duì)著地球時(shí)，我們就收到電波；當(dāng)這部分隨著星體的轉(zhuǎn)動(dòng)而偏轉(zhuǎn)時(shí)，我們就收不到電波。所以，我們收到的電波是間歇的。這種現(xiàn)象又稱為“燈塔效應(yīng)”。 演化狀態(tài) 中子星并不是恒星的最終狀態(tài)，它還要進(jìn)一步演化。由于它溫度很高，能量消耗也很快，因此，它通過(guò)減慢自轉(zhuǎn)以消耗角動(dòng)量維持光度。當(dāng)它的角動(dòng)量消耗完以后，中子星將變成不發(fā)光的黑矮星。 性質(zhì) 作為一顆中子星， 中子星 具有許多非常獨(dú)特的性質(zhì)，這些性質(zhì)使我們大開(kāi)眼界。因?yàn)?，它們都是在地球?qū)嶒?yàn)室中永遠(yuǎn)也無(wú)法達(dá)到的，從而使我們更加深入地認(rèn)識(shí)到恒星的一些本質(zhì)。概括起來(lái)說(shuō)，這些性質(zhì)是： 大小 一個(gè)典型中子星的半徑只有10千米左右。中子星外部是一個(gè)固態(tài)的鐵的外殼，大約厚1千米，密度在10^11~10^14克/立方厘米之間；內(nèi)部幾乎完全是中子組成的流體，密度為10^14~10^15克/立方厘米。 密度 密度很大。密度一般用1立方厘米有多少克來(lái)表示，水的密度是每立方厘米重1克，鐵是7.9克，汞是13.6克。如果我們從脈沖星上面取下1立方厘米物質(zhì)，稱一下，它可重1億噸以上、甚至達(dá)到10億噸。假定我們地球的密度也達(dá)到這種聞所未聞的驚人程度的話，那它的平均半徑就不是6371公里，而只有22米！ 溫度 溫度極高。據(jù)估計(jì)，新生的中子星中心溫度約為 到 開(kāi)爾文。我們以太陽(yáng)來(lái)作比較，就可以有個(gè)稍具體的概念：太陽(yáng)表面溫度6000℃不到，越往里溫度越高，中心溫度約1500萬(wàn)度。 中子星形成的初期，它的冷卻是經(jīng)過(guò)所謂的烏卡（URCA)過(guò)程，內(nèi)部的溫度降到1億K時(shí)，烏卡過(guò)程就停止了，其它的中微子過(guò)程繼續(xù)主導(dǎo)冷卻。1000年后冷卻由光輻射主導(dǎo)。此后大約1萬(wàn)年的時(shí)間里，表面溫度一直維持在 K左右。 壓強(qiáng) 壓強(qiáng)大得驚人。我們地球中心的壓強(qiáng)大約是300多萬(wàn)個(gè)大氣壓，即我們平常所說(shuō)的1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的300多萬(wàn)倍。脈沖星的中心壓強(qiáng)據(jù)認(rèn)為可以達(dá)到 個(gè)大氣壓，比地心壓強(qiáng)強(qiáng) 倍，比太陽(yáng)中心強(qiáng) 倍。 磁場(chǎng) 特別強(qiáng)的磁場(chǎng)。在地球上，地球磁極的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，但也只有0．7Gs（高斯是磁場(chǎng)強(qiáng)度的單位, 1Gs= T）。太陽(yáng)黑子的磁場(chǎng)更是強(qiáng)得不得了，約1000～4000Gs。而大多數(shù)脈沖星表面極區(qū)的磁場(chǎng)強(qiáng)度就高達(dá)10000億Gs，甚至20萬(wàn)億Gs。 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)中子星從極點(diǎn)噴發(fā)強(qiáng)大氣流 脈沖星都是我們銀河系內(nèi)的天體，距離一般都是幾千光年，最遠(yuǎn)的達(dá)55000光年左右。根據(jù)一些學(xué)者的估計(jì)，銀河系內(nèi) 中子星 的總數(shù)至少應(yīng)該在20萬(wàn)顆以上，到80年代末，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了的還不到估計(jì)數(shù)的千分之五。今后的觀測(cè)、研究任務(wù)還很艱巨。 中子星 從發(fā)現(xiàn)至今，只有短短二三十年的時(shí)間，盡管如此，不論在推動(dòng)天體演化的研究方面，在促進(jìn)物質(zhì)在極端條件下的物理過(guò)程和變化規(guī)律的研究方面，它已經(jīng)為科學(xué)家們提供了非常豐富而不可多得的觀測(cè)資料，作出了貢獻(xiàn)。同時(shí)，它也在這個(gè)新開(kāi)拓的領(lǐng)域內(nèi)，向人們提出了一連串的問(wèn)題和難解的謎。 能量輻射 中子星的能量輻射是太陽(yáng)的100萬(wàn)倍，約為 瓦特。按照世界上的用電情況.它在一秒鐘內(nèi)輻射的總能量若全部轉(zhuǎn)化為電能，就夠我們地球用上幾十億年。 結(jié)構(gòu) 從中子星表面到中心，密度從通常的鐵晶體密度很快增加到 g/ 。中子星外部有一層電漿，表面以內(nèi)是固體外殼，主要由Fe原子核的晶格點(diǎn)陣和簡(jiǎn)并自由電子氣構(gòu)成，密度為 。從外向內(nèi)密度逐漸增加，高到迫使電子同核內(nèi)質(zhì)子結(jié)合成一系列富含中子的核，例如Ni，Ge，Zn，Mo，Kr，接著過(guò)渡到核心，開(kāi)始有自由中子出現(xiàn)，這個(gè)過(guò)程稱為中子漏（neutron drip)。外殼和內(nèi)殼都是固態(tài)的，總厚度大約為1km。內(nèi)殼以內(nèi)是核區(qū)，當(dāng)密度增加到 時(shí)，原子核就完全離解消失，中子星物質(zhì)變成雜有少量電子，質(zhì)子的連續(xù)中子流體。 面積 中子星的面積為約30---300平方千米，地球5.1億平方千米，地球面積是中子星的約170-1700萬(wàn)倍。 特征 脈沖星 中子星的表面溫度約為一百一十萬(wàn)度，輻射χ射線、γ射線和可見(jiàn)光。中子星有極強(qiáng)的磁場(chǎng)，它使中子星沿著磁極方向發(fā)射束狀無(wú)線電波（射電波）。中子星自轉(zhuǎn)非?？?，能達(dá)到每秒幾百轉(zhuǎn)。中子星的磁極與兩極通常不吻合，所以如果中子星的磁極恰好朝向地球，那么隨著自轉(zhuǎn)，中子星發(fā)出的射電波束就會(huì)像一座旋轉(zhuǎn)的燈塔那樣一次次掃過(guò)地球，形成射電脈沖。人們又稱這樣的天體為“脈沖星”。 史瓦西半徑 超新星爆發(fā)后，如果星核的質(zhì)量超過(guò)了太陽(yáng)質(zhì)量的兩至三倍，那它將繼續(xù)坍縮，最后成為一個(gè)體積無(wú)限小而密度無(wú)窮大的奇點(diǎn)，從人們的視線中消失。圍繞著這個(gè)奇點(diǎn)的是一個(gè)“無(wú)法返回”的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域的邊界稱為“視野”或“事件地平”，區(qū)域的半徑叫做“史瓦西半徑”。任何進(jìn)入這個(gè)區(qū)域的物質(zhì)，包括光線，都無(wú)法擺脫這個(gè)奇點(diǎn)的巨大引力而逃逸，它們就像掉進(jìn)了一個(gè)無(wú)底深淵，永遠(yuǎn)不可能返回。 磁星 “磁星”（Magar）是中子星的一種，它們均擁有極強(qiáng)的磁場(chǎng)，透過(guò)其產(chǎn)生的衰變，使之能源源不絕地釋出高能量電磁輻射，以X射線及γ射線為主。磁星的理論于1992年由科學(xué)家羅伯特?鄧肯（Robert Duncan）及克里斯托佛?湯普森（Chrisher Thompson）首先提出，在其后幾年間，這個(gè)假設(shè)得到廣泛接納，去解釋軟γ射線復(fù)發(fā)源（soft gamma repeater）及不規(guī)則X射線脈沖星（anomalous X-ray pulsar）等可觀測(cè)天體。 當(dāng)黑洞與中子星相遇 在兩者相距200~300億公里時(shí)，中子星表層物質(zhì)發(fā)生不穩(wěn)定，磁場(chǎng)有明顯的異常波動(dòng)。當(dāng)兩者相距達(dá)到100億公里時(shí)，中子星的外物質(zhì)便會(huì)飛逸而出，并在黑洞周邊高速環(huán)繞，之后中子星便向黑洞“奇點(diǎn)”做螺旋形下墜運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)?0億公里時(shí)，黑洞和中子星的磁場(chǎng)劇烈碰撞，并放出大量電子和光，之后中子星的能量便會(huì)慢慢消耗，而后被黑洞吞沒(méi)，其時(shí)間依據(jù)中子星的體積而論，但一般不會(huì)超過(guò)6個(gè)小時(shí)。 天文信息 天文望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了迄今轉(zhuǎn)速最快的中子星，每秒旋轉(zhuǎn)1122圈，比地球自轉(zhuǎn)快1億倍。最先觀測(cè)到這顆星的西班牙天文學(xué)家?guī)炜死照f(shuō)，早在1999年便已發(fā)現(xiàn)了這顆代號(hào)為J1739-285的中子星，但不久前才通過(guò)望遠(yuǎn)鏡算出它的轉(zhuǎn)速。這顆中子星的直徑約10千米，但質(zhì)量卻與太陽(yáng)相近，其密度驚人，高達(dá)每立方厘米1億噸。其巨大引力從臨近恒星不斷奪取大量炙熱氣體，并不斷誘發(fā)熱核爆炸。 天文學(xué)家正是通過(guò)這種現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)了它。此前的中子星自轉(zhuǎn)紀(jì)錄是每秒716圈，恒星轉(zhuǎn)速一般在每秒270-715 圈。700圈曾被認(rèn)為是天體旋轉(zhuǎn)極限，按當(dāng)今的物理學(xué)理論，轉(zhuǎn)速超過(guò)此極限，恒星將被強(qiáng)大向心力摧毀或化 為黑洞。但最新發(fā)現(xiàn)否定了這一看法。理論上，每秒1122轉(zhuǎn)并不是旋轉(zhuǎn)極限，大型中子星轉(zhuǎn)速有可能高達(dá)3000轉(zhuǎn)。令天文學(xué)家困惑的是，為什么天體在高速旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)大離心力下，卻依舊會(huì)不斷收縮，而且不損失自身物質(zhì)。 發(fā)現(xiàn)脈沖星 1967年10月，劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的安東尼?休伊什教授的研究生――24歲的喬絲琳?貝爾檢測(cè)射電望遠(yuǎn)鏡收到的信號(hào)時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了一些有規(guī)律的脈沖信號(hào)，它們的周期十分穩(wěn)定，為1.337秒。起初她以為這是外星人“小綠人（LGM）”發(fā)來(lái)的信號(hào)，但在接下來(lái)不到半年的時(shí)間里，又陸陸續(xù)續(xù)發(fā)現(xiàn)了數(shù)個(gè)這樣的脈沖信號(hào)。后來(lái)人們確認(rèn)這是一類(lèi)新的天體，并把它命名為脈沖星(Pulsar，又稱波霎)。脈沖星與類(lèi)星體、宇宙微波背景輻射、星際有機(jī)分子一道，并稱為20世紀(jì)60年代天文學(xué)“四大發(fā)現(xiàn)”。 然而，榮譽(yù)出現(xiàn)了歸屬爭(zhēng)議。1974年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)桂冠只戴在導(dǎo)師休伊什的頭上，完全忽略了學(xué)生貝爾的貢獻(xiàn)，輿論一片嘩然。英國(guó)著名天文學(xué)家霍伊爾爵士在倫敦《泰晤士報(bào)》發(fā)表談話，他認(rèn)為，貝爾應(yīng)同休伊什共享諾貝爾獎(jiǎng)，并對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)授獎(jiǎng)前的調(diào)查工作欠周密提出了批評(píng)，甚至認(rèn)為此事件是諾貝爾獎(jiǎng)歷史上一樁丑聞、性別歧視案。霍伊爾還認(rèn)為，貝爾的發(fā)現(xiàn)是非常重要的，但她的導(dǎo)師竟把這一發(fā)現(xiàn)扣壓半年，從客觀上講就是一種盜竊。更有學(xué)者指出，“貝爾小姐作出的卓越發(fā)現(xiàn)，讓她的導(dǎo)師休伊什贏得了諾貝爾物理獎(jiǎng)”。著名天文學(xué)家曼徹斯特和泰勒所著《脈沖星》一書(shū)的扉頁(yè)上寫(xiě)道：“獻(xiàn)給喬瑟琳?貝爾，沒(méi)有她的聰明和執(zhí)著，我們不能獲得脈沖星的喜悅。” 關(guān)于脈沖星真正發(fā)現(xiàn)者的爭(zhēng)論和對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)的質(zhì)疑，已經(jīng)歷了40年。40年后的今天，它再次成為關(guān)注話題?；厥淄?，作為導(dǎo)師的休伊什獲得了諾貝爾獎(jiǎng)，無(wú)可厚非，但貝爾失去殊榮，卻令人感到惋惜。如果沒(méi)有貝爾對(duì)“干擾”信號(hào)一絲不茍的追究，他們可能錯(cuò)過(guò)脈沖星的發(fā)現(xiàn)。若把諾貝爾獎(jiǎng)“競(jìng)賽”比作科學(xué)“奧運(yùn)會(huì)”，那么，40年前的“裁判”們顯然吹了“黑哨”，至少是誤判，這玷污了諾貝爾獎(jiǎng)的科學(xué)公正權(quán)威性。 貝爾訪問(wèn)北京期間，筆者與她談起脈沖星的發(fā)現(xiàn)經(jīng)歷和對(duì)諾貝爾獎(jiǎng)的看法，她說(shuō)，脈沖星發(fā)現(xiàn)后不久，她就被迫離開(kāi)了劍橋大學(xué)。沉默稍許，她直言，上世紀(jì)60年代，科學(xué)機(jī)構(gòu)普遍存在忽視學(xué)生貢獻(xiàn)的傾向，特別是女學(xué)生。導(dǎo)師經(jīng)常以“上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)”自居，將學(xué)生成果竊為己有，然后想辦法把學(xué)生一腳踢開(kāi)。然而，1993年，兩位美國(guó)天文學(xué)家因發(fā)現(xiàn)脈沖星雙星而榮獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)，諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)格外精心，邀請(qǐng)貝爾參加了頒獎(jiǎng)儀式，算是一種補(bǔ)償吧。1968年，離開(kāi)劍橋后，她和休伊什沒(méi)有再合作，直到上世紀(jì)80年代，他們才在一次國(guó)際會(huì)議上相見(jiàn)，并握手言和。脈沖星發(fā)現(xiàn)以來(lái)，除了諾貝爾獎(jiǎng)，她榮獲了十幾項(xiàng)世界級(jí)科學(xué)獎(jiǎng)，并成為科學(xué)大使。 中子星與脈沖星的區(qū)別 所有的脈沖星都是高速自轉(zhuǎn)的中子星，也就是說(shuō)脈沖星是中子星的一種，但中子星不全是脈沖星，我們要收到脈沖信號(hào)才算。中子星具有強(qiáng)磁場(chǎng)，運(yùn)動(dòng)的帶電粒子發(fā)出同步輻射，形成與中子星一起轉(zhuǎn)動(dòng)的射電波束。由于中子星的自轉(zhuǎn)軸和磁軸一般并不重合，每當(dāng)射電波束掃過(guò)地球時(shí)，就接收到一個(gè)脈沖。這時(shí)這顆中子星也叫脈沖星。脈沖星是本世紀(jì)60年代四大天文發(fā)現(xiàn)之一 (其他三個(gè)是：類(lèi)星體、星際有機(jī)分子、宇宙3K微波輻射)。因?yàn)樗煌５匕l(fā)出無(wú)線電脈沖，而且兩個(gè)脈沖之間的間隔(脈沖周期)十分穩(wěn)定，準(zhǔn)確度可以與原子鐘媲美。各種脈沖星的周期不同，長(zhǎng)的可達(dá)4.3秒，短的只有0.3秒，甚至毫秒級(jí)。 中子星一邊自轉(zhuǎn)一邊發(fā)射像電子束一樣的電脈沖。該電脈沖像燈塔發(fā)出的光一樣，以一定的時(shí)間隔掠過(guò)地球。當(dāng)它正好掠過(guò)地球時(shí)，我們就可以測(cè)定它的有關(guān)數(shù)值。 脈沖星是高速自轉(zhuǎn)的中子星，但并不是所有的中子星都是脈沖星。因?yàn)楫?dāng)中子星的輻射束不掃過(guò)地球時(shí)，我們就接收不到脈沖信號(hào)，此時(shí)中子星就不表現(xiàn)為脈沖星了。 中子星和黑洞 中子星和黑洞是宇宙中密度和引力最強(qiáng)大的兩類(lèi)頗具神秘感的天體。光是中子星就已經(jīng)夠不可思議了，偏偏還要添上黑洞。它是宇宙中的死亡陷阱和無(wú)底深淵，沒(méi)有物質(zhì)能擺脫它的強(qiáng)大引力，包括光線。在它附近，今天的所有物理定律都顯得不適用了。 恒星末期 我們知道，當(dāng)恒星走完其漫長(zhǎng)的一生后，小質(zhì)量和中等質(zhì)量的恒星將成為一顆白矮星，大質(zhì)量和超大質(zhì)量的恒星則會(huì)導(dǎo)致一次超新星爆發(fā)。超新星爆發(fā)后恒星如何演變將取決于剩下星核的質(zhì)量。印度天體物理學(xué)家昌德拉塞卡于上世紀(jì)三十年代末發(fā)現(xiàn)，當(dāng)留下的星核質(zhì)量達(dá)到太陽(yáng)的一點(diǎn)四倍時(shí)，其引力將大到足以把星核內(nèi)的原子壓縮到使電子和質(zhì)子結(jié)合成中子的程度。此時(shí)這顆星核就成了一顆中子星，其密度相當(dāng)于把一個(gè)半太陽(yáng)的質(zhì)量塞進(jìn)直徑約二十四公里的一個(gè)核內(nèi)。 這是一個(gè)單個(gè)的中子星，其表面溫度高達(dá)一百二十多萬(wàn)度，直徑只有二十八公里。(HST) 以兩百倍音速高速運(yùn)動(dòng)著的中子星，距地球約兩百光年。三十萬(wàn)年后將對(duì)地球產(chǎn)生輕微影響。(HST) 在星系中漂浮的單個(gè)恒星級(jí)黑洞，它引起的引力透鏡現(xiàn)象使位于其后方的恒星產(chǎn)生了兩個(gè)像。(HST) 位于NGC6251中心發(fā)出強(qiáng)烈紫外線輻射的塵埃盤(pán)，其內(nèi)部可能存在一個(gè)巨型黑洞。(HST) 橢圓星系NGC7052中心的塵埃盤(pán)，其中央可能有一個(gè)質(zhì)量為太陽(yáng)三億倍的超級(jí)黑洞。(HST) 人馬座A(NGC5128)星系中心的塵埃盤(pán)，其中有一個(gè)巨大的超級(jí)黑洞。(HST) 銀河系的中心人馬座A*據(jù)說(shuō)也是一個(gè)黑洞。 研究?jī)r(jià)值 引力波研究 臺(tái)北時(shí)間2017年10月16日22點(diǎn)，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，宣布雷射干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）和室女座引力波天文臺(tái)（Virgo）于2017年8月17日首次發(fā)現(xiàn)雙中子星并合引力波事件，國(guó)際引力波電磁對(duì)應(yīng)體觀測(cè)聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)了該引力波事件的電磁對(duì)應(yīng)體。 重金屬元素的來(lái)源 科學(xué)家們認(rèn)為地球上的黃金、鉑金和其他重金屬元素可能來(lái)自于太陽(yáng)系誕生前幾億年中子星碰撞的大爆炸。 長(zhǎng)期以來(lái)普遍認(rèn)為普通的元素如氧和碳，是在將近死亡的恒星爆炸變成新星時(shí)生成的，但是研究學(xué)者們感到困惑的是，數(shù)據(jù)顯示這些恒星爆炸不能產(chǎn)生像在地球上這樣大量存在的重金屬元素。來(lái)自英國(guó)萊瑟斯特大學(xué)和瑞士巴塞爾大學(xué)的這些科學(xué)家們相信，答案存在于稀有的中子星對(duì)上。 中子星是生成新型的大恒星的超高密度的核心，它們所包含的物質(zhì)有我們的太陽(yáng)那么多，但只有大約一座城市那么大。有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)兩顆中子星互相繞對(duì)方沿軌道旋轉(zhuǎn)，這是雙星系的遺留物，在我們的銀河系中已知有4對(duì)?？茖W(xué)家們使用了在英國(guó)倫敦以北100英里的萊瑟斯特天體物理流體設(shè)備的超級(jí)計(jì)算機(jī)做模擬，如果使它們慢慢旋轉(zhuǎn)著靠近發(fā)生爆炸，這樣巨大的引力會(huì)造成什么結(jié)果。 進(jìn)行一次這樣的計(jì)算要耗費(fèi)超級(jí)計(jì)算機(jī)幾個(gè)星期的時(shí)間，而這只是在兩個(gè)星球的一生中最后幾個(gè)毫秒中發(fā)生的事情。結(jié)果顯示，當(dāng)中子星靠近時(shí)，巨大的力量將它們劈開(kāi)，釋放出足夠的能量，可以將整個(gè)宇宙照亮幾個(gè)毫秒。這個(gè)碰撞更可能是產(chǎn)生一個(gè)黑洞――空間中吞沒(méi)光的裂口――并在發(fā)生核反應(yīng)時(shí)噴射出灰，把質(zhì)子射入輕元素的原子核而生成重元素。噴發(fā)出的物質(zhì)和恒星間的氣體和灰塵相混合、碰撞，構(gòu)成了新的一代星體，慢慢使重金屬散布在銀河系中。 在宇宙中出現(xiàn)這種罕見(jiàn)的現(xiàn)象的幾率大約是一百億年以上，這和我們?cè)谝延形迨畠|年壽命的太陽(yáng)系中對(duì)元素光譜所做的分析結(jié)果相符，為這種理論提供了有力的證據(jù)。令人驚奇的是所做的模型產(chǎn)生出的元素的數(shù)量和宇宙非常非常接近，它部分回答了我們的世界從何而來(lái)這個(gè)問(wèn)題。