导语:宇宙是什么而又未知的,我们对于宇宙的研究付出了极大的努力,但是我们的努力并没有白费,在我们的研究中,有太多的秘密得到了解释,人们在宇宙中发现了怎样的神秘的星体,星体与星体之间有着怎样的联系?
01宇宙中的过程
1、中子星的并合
你经常可以在街上看到一个普通的年轻人,戴着一副眼镜,手里拿着一部手机,眼镜架是钛合金的,手持的手机里面有集成电路板,所以钛合金、金和银这些元素不一定是我们身体所需,但有时它们组成的这些东西却成了我们生活的一部分,比方说,其中相当一部分都是从两颗中子星的并合中产生的,而年8月17日,这是一个历史性的日子,人类第一次同时探测到了“引力波”及其“电磁对应体”。
2、哪种天体可以被称作“中子星”
“中子星”是大质量恒星死亡坍塌的产物,实际上早在20世纪30年代,人们就对其有所了解,年,两位观测天文学家“Bad”和“Zwiki”在研究超新星爆发时提出了一个观点,他们认为超新星爆发的过程可能会产生中子星,几年后,美国物理学家“ObenHeimer”开始研究中子星的内部结构,因此这是第一个关于中子星的理论模型,实际上,中子星可以被想象为一个像山一样大的原子核,因为它的大小也像山一样小,它的密度跟原子核的密度一样大,从那时起,就没有人注意过这个问题了,因为它的辐射强度一定比普通恒星小。
3、中子星存在的证据
英国剑桥大学一位名叫休伊什(Hushh)的天文学家,在年他自己研制出一台射电望远镜,其目的是研究河外星系的闪烁,即每颗星都在明暗之间闪烁,而河外星系也会闪烁,当河外星系的光穿过太阳系时,它与太阳系内的气尘发生散射,使其运动方向发生改变,因此我们从地面上观察时,就会看到河外星系的闪烁。
这种射电望远镜的观测用的不是光学波段,而是无线电波段,因为无线电的波长特别长,所以他的望远镜和光学望远镜完全不同啊,他的望远镜是由许多圆柱形天线组成的,但这种望远镜有一个特点,就是对时间的分辨能力特别强,因为它能捕捉到闪烁的信号。
“Hushh”把观测闪烁现象的任务交给了他的研究生Bell,Bell在不断监视信号记录的过程中,偶然发现了一种特殊的信号,其强度随时都在变化,但每一信号之间的间隔几乎是完全不变的,大约是1.秒,这是一种非常特殊的现象。
02脉冲星和中子星的关系
并非所有的中子星都能呈现脉冲型,只有极强磁场条件下,中子星的辐射可能并非各向同性,而不同于所有方向的辐射,如太阳,在强磁场条件下辐射强度相同,辐射呈束状,在脉冲星旋转时,脉冲星自身也有可能扫过我们的地球,而我们的望远镜如果正好处于它所扫过的位置,就能接收到明暗交替的脉冲图样,因此脉冲星实际上是旋转的、具有强磁场的中子星。
在宇宙中,中子星是非常特殊的,它有一系列宇宙中最强的天体,比如它最小,密度最大,内部压强也最大,它的磁场是所有已知天体中最强的,它的自转速度最快,而其中最快的中子星自转周期甚至只有1毫秒左右,而且它的旋转高度稳定,因此它的守时性也是最好的,而未来当我们进行星际航行时,我们所依赖的导航工具是脉冲星。脉冲星的另一个特征是它的空间运动速度在恒星内部,而且通常是最快的,因为这一点,实际上许多无线电望远镜都把中子星或脉冲星作为重要的观测目标。
因为有很多射电望远镜,所以脉冲星的数目越来越多,目前已发现的脉冲星已超过颗,绝大多数都是由外国望远镜观测的,而我们中国真正意义上的脉冲星,也只有极少数,近几年来,有一项重大工程,就是正式启用中国·天眼FAST射电望远镜,这是一个口径达米的射电望远镜,安放地点位于中国·贵州,现在「中国·天眼FAST射电望远镜」已经发现了新的脉冲星。
03宇宙中双中子星
一九七四年又有一件大事,那就是发现双中子星,前面所说的中子星或脉冲星,其实都是单一的天体,赫尔斯和泰勒两位科学家发现,脉冲信号会发生周期性的变化,类似于谱线位移的周期变化,实际上反映了脉冲星本身在空间内作周期性的运动,透过这种周期性的变化,我们可测得这个未知或不可见的物体的质量,与脉冲星的质量相当,因此它们实际上是两个中子星,只不过其中一个有脉冲信号,另一个没有观测到脉冲信号,这个双中子星系统被称为PSRB+16。
经过更仔细的长期观察,PSRB+16的轨道周期实际上是在变化的,随着时间的推移,它的轨道变得越来越小,但变小的幅度却很小,一天只有1cm,根据爱因斯坦的广义相对论,当两个中子星互相绕圈时,它们产生引力波,引力波带走双星系统的能量和角动量,最后两个天体发生并合,现在,“PSRB+16”正处于并合的早期,这就是为什么它的轨道会收缩,Herls和Taylor通过长期监测发现,其轨道收缩的幅度与广义相对论的预测完全一致,因此这是广义相对论中第一次间接证实引力波预测,而这一次也正是在年的时候,这两位科学家才获得诺贝尔物理奖。
结语:人们在研究宇宙的时候发现的神秘的中子星,对于人们研究宇宙有着极其特殊的意义,意味着人们在宇宙中有了足够的进步,宇宙中,中子星的合并是人们研究中得到的结果,我们的努力终于得到了我们想要的结果。