065 脉冲星的“脉冲”是怎么回事?
脉冲星是旋转的中子星,它形成于巨大恒星核心在生命末期时经历的引力坍塌。
哈勃望远镜拍摄到的蟹状星云及脉冲星
脉冲星被认为是“死亡之星”,是恒星在超新星阶段爆发后的产物。超新星爆发之后,就只剩下了一个“核”,体积十分小,但旋转速度很快,有的甚至可以达到每秒714圈,自转周期可小到0.0014秒。
脉冲星在旋转过程中,磁场会使它形成强烈的电波向外界辐射,这种电磁波是间歇性的,而且具有很强的规律性。正是由于其强烈的规律性,脉冲星被认为是宇宙中最精确的时钟。
那么脉冲星的脉冲是怎么产生的呢?天文学家在探测和研究后得出结论,脉冲是由于脉冲星的高速自转产生的。举例来说,比如我们乘坐轮船在海里航行,设想一座灯塔总是亮着,并且在不停地有规则运动。灯塔每转一圈,由它窗口射出的灯光就射到我们的船上一次。灯塔的不断旋转,在我们看来,灯塔的光就像在连续地一明一灭。脉冲星也是一样,当它每自转一周,我们就接收到一次它辐射的电磁波,于是就形成一断一续的脉冲。这种脉冲现象,也被称为“灯塔效应”。因此,脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。
脉冲星堪称“宇宙中的灯塔”
人类对脉冲的理解已经上了一个台阶,但对脉冲光的探索还在进行中。如今,绝大多数的科学家对脉冲星模型的定义为“灯塔模型”。脉冲星的光就像手电筒的光线那样汇聚成一束非常窄的光束,从星体的磁极发射出来。星体旋转时,这一光束就像灯塔的光一样扫过太空。只有当此光束直接照射到地球时,我们才能用某些望远镜探测到脉冲星的信号。这样一来,光束就变成脉冲光。
但也有一种新的观点认为,脉冲星的光不是源自它的磁极,而是来自它的周围。同时认为,脉冲星之所以能发出脉冲光,是因为它的磁场在高速地翻转振荡,激变的磁场造成星体周围出现了极高的感生电场。这个感生电场的峰值出现在磁场过零点附近,加速带电粒子使其发出同步辐射,于是产生了脉冲信号。