緻密天體:白矮星、中子星與黑洞
脈衝星
/ PULL-sar /
想像一座燈塔,它的光束掃過黑暗的海面,於是每當光束轉過,船上的人就看見一道閃光。現在把燈塔縮到一座城市那麼大,讓它每秒自轉幾十圈,再把它放到幾千光年之外。這就是脈衝星:一顆快速自轉的中子星,從它的磁極射出輻射,而當光束掃過地球,我們便收到一記節拍器般的射電「滴答」——規律得驚人,有時一秒就有幾百次。
脈衝星並不是真的在一開一關地脈動;它是一座穩定的燈標,看上去會閃爍,只是因為它在自轉、而它的光束每轉一圈只短暫地指向我們一次。中子星從形成它的那場塌縮中繼承了巨大的自轉和極強的磁場,沿磁力線狂奔的帶電粒子從兩極射出高度聚焦的光束。由於磁軸相對自轉軸是傾斜的(正如地球的磁極偏離地理極),這些光束便像一座宇宙燈塔般旋轉掃過。它的脈衝精確到有些堪與原子鐘一較高下。
它的發現故事很有名:一九六七年,年輕的研究生喬斯林·貝爾·伯奈爾發現了一個規律得出奇的信號,她的團隊半開玩笑地把它標作「LGM-1」,意為「小綠人」,琢磨它會不會是外星人。那是第一顆脈衝星。如今已知的脈衝星有數千顆,它們充當精密工具——為恒星緩慢的死亡計時、檢驗愛因斯坦的重力、搜尋行星,甚至被提議用作未來飛船跨越星系的「GPS」燈標。
蟹狀星雲脈衝星誕生於中國天文學家於公元一〇五四年所見的那場超新星,每秒自轉約三十圈。它每轉一圈我們就接到一道閃光,而年復一年,這些閃光來得越來越略微變慢——這顆中子星正逐漸損失自轉能量,而那能量正是它周圍那片發光星雲的動力來源。
蟹狀星雲脈衝星:一顆城市大小、每秒自轉三十圈的中子星。
每一顆脈衝星都是中子星,但並非每一顆中子星都是被我們看見的脈衝星——我們只能探測到那些光束恰好掃過地球的。許多中子星只是朝向不對而已。
又稱
另見