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[科普中国]-我们为什么要寻找脉冲星

科普中国-绿色双碳
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聚焦绿色低碳技术理念 科普助力“双碳”目标实现
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在宇宙天体中,有许多像太阳一样的恒星,恒星和人类很像,会在经历各种变化以后走向消亡。最终,恒星会变成三种物质:第一种是白矮星(特指密度较小的恒星);第二种是黑洞(特指密度最大的恒星);而处于这两者之间的第三种物质则被称为中子星。而脉冲星,就是中子星当中,在进行高速自转,发出脉冲信号的星系。

脉冲星,又称波霎,是中子星的一种,由恒星演化和超新星爆发而产生,因发射周期性脉冲信号而得名。脉冲星如同飞轮般高速旋转,在旋转过程中,其磁场形成强烈的电波向外界辐射,对观测者来说,就像周期性的脉冲信号。同时,它能够发出一个非常稳定的周期信号,就像我们的心跳或者脉搏一样,不同的脉冲星它的周期频率也不一样,科学家们根据这些不同的周期信号来源,对这些天体进行判断和辨识,这是科学家们研究脉冲星的一个重要方法。脉冲星有很多很特别的特性,虽然它的密度不是由宇宙中最大的恒星演变而来,但是重量却十分惊人,1亿吨重的脉冲星物质竟然只有1立方厘米大小!这个质量可以说是非常惊人了

曾经,我们的祖先,利用北斗星座来辨识方向,这是由于在黑暗的夜晚中,北斗星座不会随意地改变自己的位置。同样的,脉冲星也拥有这样类似的特点。一方面,脉冲星具有非常明显的特征,十分容易被人所认出;另一方面,在几亿万年的宇宙时间中,脉冲星也只产生了极其微小的变化,它的稳定性是毋庸置疑的,因此,它有一个外号——“宇宙灯塔”。脉冲星作为一个恒星在宇宙中的定位,位置十分精准,科学家们常利用脉冲星的绝对时空基准特征来实现宇宙中的定位。

脉冲星是死亡恒星的一种,属于高速自转的中子星。这种脉冲信号,就像灯塔发出的光,以至于脉冲星最初被发现时,一度被误以为是外星人寻找宇宙其他生命的信号。脉冲星的本质是中子星,具有在地面实验室无法实现的极端物理环境,是理想的天体物理实验室,科学家们对其进行研究,期望得到许多重大物理学问题的答案。另外,脉冲星的自转周期极其稳定,它的准确性为许多重大科学及技术应用提供了理想方法。

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