宇宙裏的脈衝星
什麼是脈衝星
在恒星世界中，有很多是人們未知的天體和奇特的天體。脈衝星就是其中之一。人們最早認為恒星是永遠不變的，其實有些恒星也很“調皮”，並且變化多端。於是，人們就給那些喜歡變化的恒星起了個形象的名字，叫“變星”。脈衝星就是變星的一種。1967年，英國女研究生貝爾發現狐狸星座有一顆星發出一種周期性的電波。後來，科學家就把這種不斷地發出電磁脈衝信號的未知天體命名為脈衝星。
脈衝星的一般符號是PSR。例如，第一個脈衝星就被記為PSR1919+21。1919表示這個脈衝星的赤經是19小時19分，+21表示脈衝星的赤緯是北緯21度。脈衝星是20世紀60年代天文的四大發現之一。
發射脈衝信號的天體
1967年夏天，著名的英國射電天文學家休伊什和女研究生貝爾發現一個能發射無線電脈衝的天體。1968年2月，他們在英國《自然》雜誌發表了一篇轟動世界的文章——《觀測到脈衝電源》。後來這個天體被命名為脈衝星。
當時，他們發現這個天體很有規律地發射一斷一續的脈衝，每經過1.337秒就重複一次。開始，他們以為是地球上某個無線電台發射的訊號，不過這一假設很快就被否定了。後來又懷疑是從某個具有“超級文明”的星球上發來的電報，最後才肯定這種脈衝信號來自一個未知的天體。
為何會發射脈衝
脈衝星並非或明或暗地閃爍發光，而是發射出恒定的能量流。隻是這一能量彙聚成一束非常窄的光束從星體的磁極發射出來。當星體旋轉時，這一光束就像燈塔的光束或救護車警燈一樣掃過太空。隻有當光束直接照射到地球時，我們才能探測到脈衝信號。這樣，恒流的光束就變成了脈衝光。
絕大多數的脈衝星可以在射電波段被觀測到。少數的脈衝星也能在可見光、X射線甚至γ射線波段內被觀測到，例如著名的蟹狀脈衝星射電到γ射線的各個波段內會被觀測到。
脈衝星的周期
脈衝星發射的射電脈衝的周期性非常有規律。一開始，人們對此很困惑，甚至曾想到這可能是外星人在向我們發電報尋求聯係。
1968年，有人提出，脈衝星是快速旋轉的中子星。中子星具有強磁場，運動的帶電粒子發出同步輻射，形成與中子星一起轉動的射電波束。由於中子星的自轉軸和磁軸一般並不重合，每當射電波束掃過地球時，就接收到一個脈衝。脈衝的周期其實就是脈衝星的自轉周期。
脈衝星靠消耗自轉能來彌補輻射出去的能量，因而自轉會逐漸放慢。但是這種變慢會非常緩慢，以至於信號周期的精確度能夠超過原子鍾。而從脈衝星的周期就可以推測出其年齡的大小，周期越短的脈衝星越年輕。
科學家的研究
科學家們對這種脈衝現象進行了仔細認真的研究，確定這是脈衝星自轉的結果。它自轉一周，我們就觀察到一次它輻射的電磁波，因此就形成了一斷一續的脈衝。
經研究才知道這種脈衝星就是科學家們早已預言過的中子星。早在1932年，前蘇聯著名物理學家朗道就推測，宇宙裏可能存在一種頻度很高的、差不多全由中子組成的中子星。
1934年，美國科學家巴德和茲維基又假定說，中子星可能形成於超新星爆發的過程中。休伊什和貝爾的發現完全符合以上的猜測。
第一，隻有非常小的天體，才能迅速旋轉。脈衝星就具備這個條件，有的最短周期達0.033秒。第二，就目前發現的脈衝星來看，其中一部分就存在於超新星爆發的遺跡中。
研究發現，脈衝星所在的地方正好是超新星爆發時應該形成中子星的地方。
至此，關於脈衝星的另外一些問題科學上至今還沒有答案，比如，脈衝星內部為什麼總處於超導狀態和超流動狀態？為什麼隻有蟹狀星雲脈衝星發射光量子？
拓展閱讀
脈衝星是中子星的一種，是會周期性發射脈衝信號的星體。脈衝星被認為是“死亡之星”，是恒星在超新星階段爆發後的產物。變星狹義上是指亮度有顯著起伏變化的恒星。一些恒星在光學波段的物理條件和光學波段以外的電磁輻射有變化，這種恒星現在也被稱為變星，如光譜變星、磁變星、紅外變星、X射線新星等。