聚够网2019-03-15 12:30:00分类:科技

恒星演化的归宿之路:中子星和射电脉冲星

中子星是恒星衰变的一种归宿,它是比白矮星更致密的天体,它的密度可达到白矮星的几亿倍。

1立方厘米的中子星物质重达一亿吨到10亿吨。一颗质量和太阳相当的中子星,直径仅为20公里左右,而太阳的直径近140万公里,质量超过太阳质量8倍到10倍的大质量恒星,在不到几千万年的时间内就会耗尽自身的核反应堆,以壮观的超新星爆发来了却一生。

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而这时,核心产生引力坍缩,若其核心保留了1.44倍到3倍太阳的质量,即超过了钱德拉塞卡极限,就不会成为白矮星,坍缩会持续进行下去,密度会急剧增高,这时电子和质子会因为受挤压而结合成中子,星体内的物质几乎全部由中子组成。之后,整个星体内会产生巨大的中子压力,与引力相抗衡,并阻止进一步坍缩,终于又一次达到了平衡状态,这样产生的天体我们称之为“中子星”。

而关于射电脉冲星呢,1967年7月,英国剑桥大学的休伊什等人研制了一架射电望远镜,休伊什的研究生贝尔用这架望远镜进行巡天观测,在大量的观测记录中发现了第一颗射电脉冲星。

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脉冲星是快速自转的中子星,它在高速转动下经过复杂的能量转化过程产生辐射。脉冲星辐射的能量靠消耗其自转能而来,故其自转会逐渐变慢,从而导致辐射周期缓慢变长。

1968年,在超新星遗迹蟹状星云的中心,发现了一颗周期为33毫秒的脉冲星,这为确认脉冲星就是转动的中子星提供了强有力的支持。

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中子星存在强度极高的磁场,达到太阳磁场的100亿到1000亿倍,这使得中子星磁极附近光速运动的电子产生强大的射电辐射,沿着磁轴方向形成辐射束,并且随着中子星同步转动。

通常中子星的磁轴与自转轴方向不一致,辐射束在转动的过程中,像探照灯一样扫过周围的空间。当脉冲星的辐射束正好扫过地球上的射电接收器时,接收器就会探测到一次信号,这样就会形成周期性的脉冲信号,脉冲周期正好是中子星的自转周期。这与大海上周期性闪烁的灯塔一样,所以脉冲星的辐射被称为“灯塔效应”。

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