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為什麽脈沖星是宇宙的計時器?

天文學家發現,如果將水手星座中壹顆快速旋轉的脈沖星作為計時器,其誤差將為每300萬年1秒,比現在的“原子鐘”精確10倍。因此,天文學家稱之為“天文鐘”。

脈沖星是20世紀60年代天文學四大發現之壹。它有壹個相當穩定而短暫的脈沖周期。壹般來說是快速旋轉的中子星或者快速上升收縮的中子星。脈沖星中的物質密度非常高。壹塊火柴盒大小的物質實際上重達20億噸。因為它有這麽高的物質密度,加上內部電場和磁場的強烈相互作用,所以可以快速旋轉而不解體。

脈沖星是壹種非常奇怪的恒星,它不斷地有規律地發出無線電脈沖,並且總是有規律地發出無線電信號,就像脈沖跳動壹樣。不同脈沖星的脈沖周期有長有短,長的有幾秒,短的只有幾十分之壹秒,但脈沖周期非常精確。

為什麽脈沖星發出的無線電波有精確的周期?壹般認為,中子星光有壹種被稱為“燈塔”(壹些輻射集中的區域)的結構,不斷發出強烈的無線電波。中子星每旋轉壹周,“燈塔”就對著我們壹次,人們就接收到壹次無線電波。

誰發現了脈沖星?1967年8月,劍橋大學教授Ish和研究生Bell在觀測壹個面積超過20000平方米的巨大天線陣的射電源時,意外地記錄到了壹個脈沖圖像。這很令人費解,觀察者幽默地說:“這是壹個矮個子綠人發出的信號”。經過壹段時間的反復觀測,確定這是壹顆特殊的新天體——脈沖星。

這顆脈沖星叫做CP1919(CP是劍橋大學發現的脈沖星的簡稱,1919是這顆恒星的坐標號),它的脈沖周期是7.337301344秒,精確到小數點後9位!換句話說,它的精度高達百分之壹秒!比銫原子鐘高20倍。

後來,美國、澳大利亞等國相繼觀測到許多脈沖星,至今已達330多顆。

雖然脈沖星被稱為恒星,但實際上即使是最大的光學望遠鏡也看不到它,而通常只有射電望遠鏡才能接收到它的脈沖信號。

壹般脈沖星只被發現有射電脈沖,有些脈沖星也被發現有光脈沖。中國古代1054超新星爆發的觀測記錄,為脈沖星的形成和演化提供了非常有價值的信息。

公元1054年7月的壹個清晨,秦的天文學家看到了壹個驚人的天文現象。壹顆比金星還亮的天體連續23天出現在東方,白天也能看到。然後亮度逐漸減弱,60多天後完全看不見了。《宋史》記載了這顆客星的全部故事,稱之為“1054天官客星”。它爆發後留下了雲狀的遺跡,用望遠鏡拍攝下來,形狀像螃蟹,所以被稱為蟹狀星雲。它仍在到處發送無線電波。

科學家認為“天文鐘”是宇宙中最精確的時鐘。在未來的太空探索中,脈沖星可以取代“原子鐘”作為星際飛行的計時器。