第654章 脉冲星模型
“1967年的时候，人类还从未找到过中子星存在的直接证据，所以把中子星看成假说性的猜想。
但白矮星已经用光学天文方法观测到了。
所以首先想到的是脉冲星也许是脉动的白矮星，就像小型的造父变星。
在这之后，剑桥大学的两位理论家约翰·格里宾和约翰·斯吉林彼此独立地证明，白矮星的振动只能够解释最早发现的几个脉冲星的周期，它们不可能远为快速地振动而又不破裂。”
虚妄说道。
“这句话的意思，不就是说运行快速的脉冲星相继被发现，说明它们根本不可能是白矮星，而肯定是中子星。
也正是脉冲星的发现和它们被证明不可能是白矮星，才使天文学家相信中子星确实存在，并促使他们认真考虑甚至更极端的坍缩物质形态，也就是黑洞的概念。”
五号说道。
“你的话的意思就是，科学家一旦明白了脉冲星是中子星，灯塔模型就在天文学家中间迅速流传开来。
然后，现在的我们才能看到，关于这些天体的预言是相当准确的。”
李思特说道。
“那是因为，在1968年以前，只有极少数几位天文学家认真对待中子星概念，其中之一就是弗里茨·兹威基。
他在1930年代曾经在一篇和瓦尔特·巴德联名发表的论文中指出，超新星爆发可能会留下一颗中子星。
巴德后来也指出，如果兹威基的观点正确，那么寻找中子星的最佳地点将是蟹状星云，即1054年从地球上观测到的超新星遗留下来的碎片构成的膨胀云。
他甚至具体指认了蟹状星云中的一颗恒星，认为它可能就是那次爆发留下的中子星。”
五号说道。
“好像之前说中子星的时候说过了，在那之后的几年后，几乎无人认真对待这一思想。”
吴刚说道。
“是的，也就是消息宣布之后，佛朗哥·帕西尼发表一篇论文指出，如果一颗普通恒星真的坍缩而形成中子星，坍缩将使恒星的自转加快，而且，它收缩时不但把物质挤压进较小的体积，还会增强恒星的磁场。”
李思特说道。
“他还说了，这样一个自转的磁偶极子将倾泻出大量电磁辐射，而这一能源可以说明，蟹状星云中心部分现在显示的各种细致结构物，乃是超新星本身爆发1000年后的今天，从爆发地点仍在向外喷射物质所致。”
虚妄说道。
“这让我想到的是，如果帕西尼的论文发表之际没有偶然发现脉冲星，那很可能会径直去研究蟹状星云，从而导致该星云中脉冲星的发现。
但是，关于脉冲星的射电噪声脉冲是快速自转中子星的辐射束像灯塔信号，那样扫过我们时所产生的明确思想，则是汤米·戈德于1968年最先发表。
这就是我们所说的帕西尼-戈德模型。”
虚妄说道。
“真实副所迷离。”
四号说道。
“是的，在1969年初蟹云脉冲星被发现，排除了对这一模型的任何合理的怀疑。
现在普遍认为，观测到的脉冲星辐射乃是自转中子星极强磁场，中运动的电子发出的同步加速辐射，它使得生机勃勃的年轻脉冲星除了发出射电波外，也表现为x射线源和γ射线源。
在一些双星系统中发现了一类独特的脉冲星，叫做x射线脉冲星。
它们的动力来自伴星物质通过吸积盘下落产生的能量。”
五号说道。
“目前已知的脉冲星超过650颗，大多数脉冲星的周期为1秒左右。
最慢的一颗周期接近4秒，而已知最快的每1.6毫秒就隐现一次。
总的说来，脉冲星的快慢是它们年龄的一种量度，就像我们大多数人，年纪越大，行动越迟缓。”
虚妄说道。
“能举例说明吗？”
楚云问道。
“例如，蟹云脉冲星每天变慢百万分之一，但和其他年轻脉冲星一样，这种稳定的变慢有时会被自转突变所打破。
这是因为星体表面破裂后进行调整以适应新的结构。
然而，双星系统中的脉冲星在某些情况下会通过吸积伴星物质而提高自转速率。
已知脉冲星的距离已经达到了50千秒差距，它们多半集中在银河系盘内，而这正是超新星出现最多的地方。
但是，只有很少的脉冲星在超新星遗迹中，这可能是因为它们往往要在超新星碎片消散之后才启动。”
虚妄说道。
“还有其他可能吗？”
李思特问道。
“也可能是因为它们往往被超新星爆发推出去，现在已经远离了它们产生的地点。
不管是什么原因，我们总算十分幸运在蟹状星云中找到了一颗脉冲星。
但根据已经发现的脉冲星数目，以及从理论模型计算的脉冲星寿命，估计银河系中每20年左右就应该形成一颗脉冲星。
这与超新星出现频度的估计极为符合，因而可以认为差不多每次超新星事件都确实留下了一颗中子星。”
虚妄说道。
“好像前面说中子星的时候，说过它们好像也会脱离银河系。”
李思特问道。
“那是因为，它们大概是在超新星爆发的某种不对称性的推动下向外太空猛烈飞驰而去。”
虚妄解释道。
“根据脉冲星辐射成束射出的方式，任何时候我们应该只能看到银河系可见部分中全部活动脉冲星的大约1／5。
但脉冲星是很弱的辐射源，天文学家估算，银河系内今天仍然活跃的全部脉冲星中，仅仅1％在我们的射电望远镜的可及范围内，而任何时候银河系中的活动脉冲星大概有数十万颗。”
五号补充道。
“那逃离的还是很少了。”
李思特说道。
“据我所知，有些脉冲星是在球状星团中，这使得它们比较容易发现，因为含数千颗恒星的整个星团可同时进入射电望远镜的方向束内。
球状星团的很多脉冲星自转异常快速，被称为毫秒脉冲星。”
虚妄说道。
“前面好像说过。”
四号说道。
但白矮星已经用光学天文方法观测到了。
所以首先想到的是脉冲星也许是脉动的白矮星，就像小型的造父变星。
在这之后，剑桥大学的两位理论家约翰·格里宾和约翰·斯吉林彼此独立地证明，白矮星的振动只能够解释最早发现的几个脉冲星的周期，它们不可能远为快速地振动而又不破裂。”
虚妄说道。
“这句话的意思，不就是说运行快速的脉冲星相继被发现，说明它们根本不可能是白矮星，而肯定是中子星。
也正是脉冲星的发现和它们被证明不可能是白矮星，才使天文学家相信中子星确实存在，并促使他们认真考虑甚至更极端的坍缩物质形态，也就是黑洞的概念。”
五号说道。
“你的话的意思就是，科学家一旦明白了脉冲星是中子星，灯塔模型就在天文学家中间迅速流传开来。
然后，现在的我们才能看到，关于这些天体的预言是相当准确的。”
李思特说道。
“那是因为，在1968年以前，只有极少数几位天文学家认真对待中子星概念，其中之一就是弗里茨·兹威基。
他在1930年代曾经在一篇和瓦尔特·巴德联名发表的论文中指出，超新星爆发可能会留下一颗中子星。
巴德后来也指出，如果兹威基的观点正确，那么寻找中子星的最佳地点将是蟹状星云，即1054年从地球上观测到的超新星遗留下来的碎片构成的膨胀云。
他甚至具体指认了蟹状星云中的一颗恒星，认为它可能就是那次爆发留下的中子星。”
五号说道。
“好像之前说中子星的时候说过了，在那之后的几年后，几乎无人认真对待这一思想。”
吴刚说道。
“是的，也就是消息宣布之后，佛朗哥·帕西尼发表一篇论文指出，如果一颗普通恒星真的坍缩而形成中子星，坍缩将使恒星的自转加快，而且，它收缩时不但把物质挤压进较小的体积，还会增强恒星的磁场。”
李思特说道。
“他还说了，这样一个自转的磁偶极子将倾泻出大量电磁辐射，而这一能源可以说明，蟹状星云中心部分现在显示的各种细致结构物，乃是超新星本身爆发1000年后的今天，从爆发地点仍在向外喷射物质所致。”
虚妄说道。
“这让我想到的是，如果帕西尼的论文发表之际没有偶然发现脉冲星，那很可能会径直去研究蟹状星云，从而导致该星云中脉冲星的发现。
但是，关于脉冲星的射电噪声脉冲是快速自转中子星的辐射束像灯塔信号，那样扫过我们时所产生的明确思想，则是汤米·戈德于1968年最先发表。
这就是我们所说的帕西尼-戈德模型。”
虚妄说道。
“真实副所迷离。”
四号说道。
“是的，在1969年初蟹云脉冲星被发现，排除了对这一模型的任何合理的怀疑。
现在普遍认为，观测到的脉冲星辐射乃是自转中子星极强磁场，中运动的电子发出的同步加速辐射，它使得生机勃勃的年轻脉冲星除了发出射电波外，也表现为x射线源和γ射线源。
在一些双星系统中发现了一类独特的脉冲星，叫做x射线脉冲星。
它们的动力来自伴星物质通过吸积盘下落产生的能量。”
五号说道。
“目前已知的脉冲星超过650颗，大多数脉冲星的周期为1秒左右。
最慢的一颗周期接近4秒，而已知最快的每1.6毫秒就隐现一次。
总的说来，脉冲星的快慢是它们年龄的一种量度，就像我们大多数人，年纪越大，行动越迟缓。”
虚妄说道。
“能举例说明吗？”
楚云问道。
“例如，蟹云脉冲星每天变慢百万分之一，但和其他年轻脉冲星一样，这种稳定的变慢有时会被自转突变所打破。
这是因为星体表面破裂后进行调整以适应新的结构。
然而，双星系统中的脉冲星在某些情况下会通过吸积伴星物质而提高自转速率。
已知脉冲星的距离已经达到了50千秒差距，它们多半集中在银河系盘内，而这正是超新星出现最多的地方。
但是，只有很少的脉冲星在超新星遗迹中，这可能是因为它们往往要在超新星碎片消散之后才启动。”
虚妄说道。
“还有其他可能吗？”
李思特问道。
“也可能是因为它们往往被超新星爆发推出去，现在已经远离了它们产生的地点。
不管是什么原因，我们总算十分幸运在蟹状星云中找到了一颗脉冲星。
但根据已经发现的脉冲星数目，以及从理论模型计算的脉冲星寿命，估计银河系中每20年左右就应该形成一颗脉冲星。
这与超新星出现频度的估计极为符合，因而可以认为差不多每次超新星事件都确实留下了一颗中子星。”
虚妄说道。
“好像前面说中子星的时候，说过它们好像也会脱离银河系。”
李思特问道。
“那是因为，它们大概是在超新星爆发的某种不对称性的推动下向外太空猛烈飞驰而去。”
虚妄解释道。
“根据脉冲星辐射成束射出的方式，任何时候我们应该只能看到银河系可见部分中全部活动脉冲星的大约1／5。
但脉冲星是很弱的辐射源，天文学家估算，银河系内今天仍然活跃的全部脉冲星中，仅仅1％在我们的射电望远镜的可及范围内，而任何时候银河系中的活动脉冲星大概有数十万颗。”
五号补充道。
“那逃离的还是很少了。”
李思特说道。
“据我所知，有些脉冲星是在球状星团中，这使得它们比较容易发现，因为含数千颗恒星的整个星团可同时进入射电望远镜的方向束内。
球状星团的很多脉冲星自转异常快速，被称为毫秒脉冲星。”
虚妄说道。
“前面好像说过。”
四号说道。