中国天眼FAST发现的脉冲星是什么？能吃吗？

创作时间:

作者:

@小白创作中心

中国天眼FAST发现的脉冲星是什么？能吃吗？

引用

澎湃

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_29663433

在贵州的崇山峻岭之中，有一座巨型望远镜——500米口径球面射电望远镜（FAST）“中国天眼”，正以其强大的观测能力不断刷新着人类对宇宙的认识。据中国科学院国家天文台发布的消息，中国天眼目前已发现超过1000颗脉冲星，这比同一时期世界上其他望远镜发现脉冲星数量的总和还要多。

那么，脉冲星是什么呢？脉冲星其实是一种中子星。一般来说，中子星是大质量恒星在演化末期发生超新星爆炸后形成的遗迹，能够产生中子星的恒星质量大约为太阳质量的8到20多倍。作为宇宙中的一种奇异天体，中子星的个头很小，直径大约仅有10-20千米，却拥有极大的质量和超高的密度。正如它的名字那样，中子星几乎全部由中子构成，可以将其理解成一个巨大的原子核。它们的质量大约是太阳的1.4到2倍，这意味着其密度大约是每立方厘米几亿吨，上面的一小撮物质的质量和地球上的大型山脉相当，这也是宇宙中密度最大的物质之一，正因其极端致密才可以抵抗引力恐怖的压缩。中子星还拥有宇宙中最强大的磁场之一，表面磁场强度可达108至1015高斯，比地球上任何人造磁场都要强得多。目前人类产生的最强稳态磁场约为45万高斯，而地球表面的平均磁场强度仅约为0.5到0.6高斯。中子星的自转速度也非常惊人，多数中子星每秒能转几十到几百次。

脉冲星艺术效果图，图片来源：littleastronomy.com

中子星通常会从磁极附近发出辐射束，辐射束的方向与磁轴近似一致。当磁轴与自转轴的方向不一致时，辐射束便会像灯塔发出的光柱一样在宇宙空间中不断扫射。当中子星的辐射束恰好扫过地球时，我们就可能观测到它的辐射信号。这种中子星就被称作脉冲星，有时也被叫作“宇宙灯塔”。

中国天眼FAST

脉冲星的信号极其微弱，发现它们需要灵敏的射电望远镜。2016年建成的中国天眼是目前世界上最大的单口径射电望远镜，它的口径为惊人的五百米，总接收面积达25万平方米，相当于30个足球场那么大。巨大的接收面积使FAST具有极高的灵敏度，使其能够捕捉到这些来自脉冲星的微弱信号，从而发现大量之前未知的脉冲星。中国天眼的这些发现丰富了脉冲星的种类和数量，对人类科学的进步有重要意义。

中子星是宇宙中最为神秘和极端的天体之一，它们的存在挑战着我们对物质状态和物理定律的理解。中子星拥有超强的磁场、极高的密度和强大的引力场，提供了研究极端条件下物质状态的机会，也是在强引力场下检验广义相对论的天然实验室，这些极端的条件在地球上目前还无法复制。作为大质量恒星死亡后的“残骸”，脉冲星对研究恒星演化、超新星爆发理论以及中子星的形成机制非常重要。脉冲星的辐射束能够扮演探索宇宙的探针的角色，天文学家通过分析脉冲星信号的特征，可以得知广阔的宇宙空间中的星际介质的位置和密度分布，甚至还能确定空间中磁场的情况。由于脉冲星的精确计时特性，可以选取一些脉冲星构成计时阵列，精确测量它们的信号的到达时间，使其成为探测低频引力波的有效工具。

事实上，早在上个世纪，脉冲星就为引力波的存在提供了证据。美国的两位物理学家约瑟夫·泰勒（Joseph Taylor）和拉塞尔·赫尔斯（Russell A. Hulse）通过观测一个脉冲双星系统（即两颗中子星相互绕行）发现，这个双星系统的轨道周期由于引力波辐射而缓慢缩短，这与广义相对论的预测是相符的；他们因此获得了1993年的诺贝尔物理学奖。

1993年诺贝尔物理学奖授予美国的两位物理学家约瑟夫·泰勒（Joseph Taylor）和拉塞尔·赫尔斯（Russell A. Hulse），以表彰他们发现了一种新型的脉冲星，这一发现为研究引力开辟了新的可能性。