脉冲星

会周期性发射脉冲信号的中子星或白矮星
脉冲星(英语:Pulsar),是高度磁化的旋转致密星,通常是中子星(neutron star),但也有白矮星(White Dwarf),由于这类星体的密度非常大,并且有短而规则的旋转周期,这就产生了一个非常精确的脉冲间隔,使其磁极发出电磁辐射束,仅当发射光束指向地球时才可以观察到此辐射[a],并且该辐射是发射的脉冲形式的原因,对于单个脉冲星,这会在脉冲之间产生非常精确的间隔,范围从毫秒到秒。同时脉冲星是超高能宇宙射线源的发生源之一。[5][6][7]
脉冲星在基础科学研究领域具有极其重要的学术意义,由于脉冲星的大质量和小半径,其表面引力场非常强,所以不能忽略广义相对论效应的存在,这使得脉冲星成为强引力场研究的天然实验室。由于脉冲星的超强磁场,这为研究磁层粒子加速机制、高能辐射、射电辐射过程提供了一个理想场所;脉冲星强大的磁场运动产生电场,其中的等离子体物理过程也是物理学家研究的重点。脉冲星作为大质量恒星[tān]缩后超新星爆发的产物,它对于研究超新星爆发理论、理解脉冲星的形成机制相当重要。[8]
脉冲星是20世纪60年代“射电天文四大发现”之一,1967年发现后迅速成为天文学和物理学的研究热点,其成果多次获得诺贝尔物理学奖[9]1967年,乔丝琳·贝尔(Jocelyn Bell)和安东尼·休伊什(Antony Hewish)在研究行星际闪烁时,接收到了以稳定时间间隔出现的射电脉冲信号并将其对应天体命名为脉冲星。[10]1974年,安东尼·休伊什因发现脉冲星被授予了1974年的诺贝尔物理学奖。[1]1993年,约瑟夫·泰勒(Joseph Hooton Taylor)和拉塞尔·赫尔斯(Russell Hulse)因发现第一个位于双星系统的脉冲星PSR B1913+16而获得了诺贝尔物理学奖[11]

形成与关闭

脉冲星是高度磁化的旋转致密星,通常是中子星(neutron star)和白矮星(White Dwarf),是恒星演化到末期引发超新星爆炸之后,可能成为的少数终点之一。[12]恒星在核心的氢、氦、碳等元素于核聚变反应中耗尽,并最终转变成铁元素后,便无法再从聚变反应中获得能量。失去热辐射压力支撑的外围物质受重力牵引会急速向核心坠落,有可能导致外壳的动能转化为热能向外爆发产生超新星爆炸,或者根据恒星质量的不同,恒星内部区域被压缩成白矮星中子星黑洞[7][12]