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本集主题：脉冲星的发现撰稿人：张鹏飞所在单位：云南大学物理与天文学院我们知道恒星，比如说太阳在演化后期，其核能燃烧耗尽之后，最终会成为密度极高、半径极小的致密星。致密星分为三种：第一种质量较小的致密星叫白矮星，其质量和太阳质量大小差不多或更小。理论上认为小于1.4个太阳质量，它的半径大约为太阳半径的百分之一（离我们最近的恒星太阳，最后就会演化成一个白矮星）。第二种是中子星，它的质量比白矮星大一点、其质量在1.4个太阳质量到3.2个太阳质量范围之间，其半径大约为太阳半径的十万分之一，大约为10km，也就是云南大学到斗南地铁站的直线距离，当然中子星的半径远小于昆明市的尺寸。第三种就是黑洞，致密星的质量如果大于3.2个太阳质量，通常被认为是黑洞，黑洞的质量可以跨越很大的量级，从几倍太阳质量甚至到几亿个太阳质量范围。根据黑洞质量的大小，天文学家把黑洞分为三种：恒星量级黑洞、中等质量黑洞和超大质量黑洞。通常认为致密星是具有超高密度、超高压强、超强引力、超强电磁场等极端物理条件的天体。研究致密星的极端特征和其物理状态，对天文学家了解恒星晚期的演化归宿具有特别重要的意义。今天我们主要介绍一下，脉冲星是如何被发现的。首先来介绍一下什么是电磁波，通常的电磁波包括：射电光波，它是我们日常生活中经常遇到的，我们的家用电视、手机、以及Wi-Fi都是用射电光波传递信号。微波，微波炉里的光波。红外光，比如红外夜视镜。可见光，肉眼看到的红、橙、黄、绿、青、蓝、紫合成的光。紫外光，也就是通常说的紫外线。X射线，医院里用来做胸痛、骨折拍片、以及CT扫描脑部的光。伽马射线，手术用的伽马刀等等。年，英国天文学家、博士生导师休伊什(Hewish,A.)教授（本来打算研究行星际闪烁的时候，却偶然发现了来自于脉冲星的忽亮忽暗的周期型射电信号）在英国的穆拉德(Mullard)射电天文台，建造了一个大型的射电阵列望远镜，其天线呈长方形布置，东西长约米、南北宽约45米，共占地约平方米（也就是将近32亩）。他们用的接收射电信号的射电阵列望远镜，其实就是我们的老式的家用电视天线，只不过比家用天线大很多。同年，休伊什教授招收了一名女博士研究生、名字叫苏珊·乔斯琳·贝尔(SusanJocelynBell，年出生)。贝尔本科毕业于英国格拉斯大学的物理学专业，大学期间就对天文学产生了浓厚的兴趣，并有志成为一名优秀的天文学家。本科毕业时，她本想去英国焦德雷尔班克天文台参加工作。然而因为工作人员的失误，弄丢了她的申请书，而不得不去剑桥大学攻读博士学位。她到剑桥报道后，立刻进入到休伊什教授带领的大型射电望远镜的建设中。到了年7月份，这个射电望远镜阵列终于建成，并开始工作，投入观测研究中。根据休伊什教授的观测计划，他们对一批射电源进行了长时间的观测。贝尔主要负责观测，大致每周重复一次，每天的数据记录纸都长达30多米。经过六个多月的观测，数据记录纸长达5.6千米。由于射电望远镜的灵敏度，不但记录了目标源的数据，同时也混入了大量的随机噪声信号。当时，由于数据处理技术落后，辨认目标源和噪声信号成为了他们的主要工作内容之一。在观测进行到八月份的时候，贝尔注意到一个目标源总是在深夜发生“闪烁”现象。在大量工作的基础上，排除了人为干扰，确定出此信号遵守恒星时后，他们认为这是一个来自于太阳系的射电源。并且接着对此源进行观测，最后确定出此目标源有一系列强度不等，但是时间间隔严格相等的周期性信号，其周期为1.33s，并取名为：脉冲星。此结果当时发表在《自然》杂志上，一经发表、即刻引起科学界的震动。当时科学家们不知道此信号的来源，给出了大量的科学解释。甚至有人认为：这可能是太阳系以外、围绕恒星做轨道运动的行星上的外星人给人类发射的信号。甚至卡尔·塞根以这个解释作为蓝本，撰写了科幻小说《超时空接触》，影视界把它拍成了同名电影。后来经过科学家的努力，终于确认出此信号来自于快速旋转的中子星的灯塔辐射。现在，天文学家普遍认为脉冲星就是快速旋转的中子星。脉冲星的发现，连同类星体、宇宙微波背景辐射和星际有机分子的发现一起，被誉为20世纪60年代天文四大发现。年，因为脉冲星的发现，贝尔的博士导师休伊什教授获得了当年的物理学诺贝尔奖。遗憾的是贝尔不在获奖之列。许多天文学家认为，此奖只授予休伊什教授一人，完全忽视了贝尔的贡献，这是极不公正的。这也成为诺贝尔奖史的一大遗憾。然而科学家们并没有忘记贝尔的贡献，就像著名的脉冲星专家曼彻斯特(Manchester)和泰勒(Taylor)所著的《脉冲星》一书的第一页所写到的那样：没有贝尔的洞察力和百折不挠的努力，我们现在可能无法分享到研究脉冲星的这份快乐。纵观贝尔的科研经历，可谓是失之东隅，收之桑榆。我们也可以从他的学业经历中获得一点启发：人生中难免有一些意想不到的绊脚石（可能是别人有意的、也可能是无意的），我们不要因此而放弃自己，也不用羡慕别人的路途平顺，只要自己足够努力，每个绊脚石都能成为让自己站得更高、看得更远的垫脚石。总结1）恒星燃烧的终点是什么：大质量的恒星燃烧会形成黑洞，质量稍小一点的恒星会形成中子星或白矮星。2）什么是脉冲星：也就是快速旋转的中子星，旋转周期范围在毫秒至几秒的范围。栏目简介知·道SET(Science,Education,Time)是一档综合科普栏目，内容包含天文、数学、物理、化学、地球、生命等学科，提供多视角，跨学科的科普内容，让更多人提升对科学的认知和兴趣。发现新知的同时，以科学的态度看懂身边事。