㈠ 脉冲星最精确的“时钟”是什么
人们最早认为恒星是永远不变的。而大多数恒星的变化过程是如此的漫长,人们也根本觉察不到。然而,并不是所有的恒星都那么平静。后来人们发现,有些恒星也很“调皮”,变化多端。于是,就给那些喜欢变化的恒星起了个专门的名字,叫“变星”。
脉冲星,就是变星的一种。脉冲星是在1967年首次被发现的。当时,还是一名女研究生的贝尔,发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。经过仔细分析,科学家认为这是一种未知的天体。因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号,人们就把它命名为脉冲星。
脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。一开始,人们对此很困惑,甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。据说,第一颗脉冲星就曾被叫做“小绿人一号”。
经过几位天文学家一年的努力,终于证实,脉冲星就是正在快速自转的中子星。而且,正是由于它的快速自转而发出射电脉冲。
正如地球有磁场一样,恒星也有磁场;也正如地球在自转一样,恒星也都在自转着;还跟地球一样,恒星的磁场方向不一定跟自转轴在同一直线上。这样,每当恒星自转一周,它的磁场就会在空间划一个圆,而且可能扫过地球一次。
那么岂不是所有恒星都能发脉冲了?其实不然,要发出像脉冲星那样的射电信号,需要很强的磁场。而只有体积越小、质量越大的恒星,它的磁场才越强。而中子星正是这样高密度的恒星。
另一方面,当恒星体积越大、质量越大,它的自转周期就越长。我们很熟悉的地球自转一周要二十四小时。而脉冲星的自转周期竟然小到0.001337秒!要达到这个速度,连白矮星都不行。这同样说明,只有高速旋转的中子星,才可能扮演脉冲星的角色。
脉冲星
这个结论引起了巨大的轰动。因为虽然早在30年代,中子星就作为假说而被提了出来,但是一直没有得到证实,人们也不曾观测到中子星的存在。而且因为理论预言的中子星密度大得超出了人们的想象,在当时,人们还普遍对这个假说抱怀疑的态度。
直到脉冲星被发现后,经过计算,它的脉冲强度和频率只有像中子星那样体积小、密度大、质量大的星体才能达到。这样,中子星才真正由假说成为事实。这真是本世纪天文学上的一件大事。因此,脉冲星的发现,被称为二十世纪六十年代的四大天文学重要发现之一。
脉冲星是20世纪60年代天文的四大发现之一。至今,脉冲星已被我们找到了不少于1620多颗,并且已得知它们就是高速自转着的中子星。
脉冲星有个奇异的特性——短而稳的脉冲周期。所谓脉冲就是像人的脉搏一样,一下一下出现短促的无线电讯号,如贝尔发现的第一颗脉冲星,每两脉冲间隔时间是1.337秒,其他脉冲还有短到0.0014秒(编号为PSR-J1748-2446)的,最长的也不过11.765735秒(编号为PSR-J1841-0456)。那么,这样有规则的脉冲究竟是怎样产生的呢?
天文学家已经探测、研究得出结论,脉冲的形成是由于脉冲的高速自转。那为什么自转能形成脉冲呢?原理就像我们乘坐轮船在海里航行,看到过的灯塔一样。设想一座灯塔总是亮着且在不停地有规则运动,灯塔每转一圈,由它窗口射出的灯光就射到我们的船上一次。不断旋转,在我们看来,灯塔的光就连续地一明一灭。脉冲星也是一样,当它每自转一周,我们就接收到一次它辐射的电磁波,于是就形成一断一续的脉冲。脉冲这种现象,也就叫“灯塔效应”。脉冲的周期其实就是脉冲星的自转周期。
然而灯塔的光只能从窗口射出来,是不是说脉冲星也只能从某个“窗口”射出来呢?正是这样,脉冲星就是中子星,而中子星与其他星体(如太阳)发光不一样,太阳表面到处发亮,中子星则只有两个相对着的小区域才能辐射出来,其他地方辐射是跑不出来的。即是说中子星表面只有两个亮斑,别处都是暗的。这是什么原因呢?原来,中子星本身存在着极大的磁场,强磁场把辐射封闭起来,使中子星辐射只能沿着磁轴方向,从两个磁极区出来,这两磁极区就是中子星的“窗口”。
中子星的辐射从两个“窗口”出来后,在空中传播,形成两个圆锥形的辐射束。若地球刚好在这束辐射的方向上,我们就能接收到辐射,且每转一圈,这束辐射就扫过地球一次,也就形成我们接收到的有规则的脉冲信号。
灯塔模型是现在最为流行的脉冲星模型。另一种磁场震荡模型还没有被普遍接受。
脉冲星是高速自转的中子星,但并不是所有的中子星都是脉冲星。因为当中子星的辐射束不扫过地球时,我们就接收不到脉冲信号,此时中子星就不表现为脉冲星了。
脉冲星的一般符号是PSR。例如,第一个脉冲星就记为PSR1919+21。1919表示这个脉冲星的赤经是19小时19分;+21表示脉冲星的赤纬是北纬21度。
双脉冲星PSRJ0737-3039A/B的发现,让人们欣喜若狂。它是由两个脉冲星形成的双星系统。能够发现双脉冲星系统,确实是非常幸运的事情。对PSRJ0737-3039A进行计算以后,科学家预言它的脉冲轮廓形状会发生较快的演化,甚至预言在2020年左右,它的光束会由于轴线进动而从我们的视线中消失,但是,仔细的观测结果显示,预期的脉冲轮廓形状根本就没有发生变化,这对科学家的打击可是不小。预言的失败让我们感到,脉冲星的灯塔模型似乎存在着问题。
与发现脉冲星有关的故事
脉冲星被认为是“死亡之星”,是恒星在超新星阶段爆发后的产物。超新星爆发之后,就只剩下了一个“核”,仅有几十公里大小,它的旋转速度很快,有的甚至可以达到每秒714圈。在旋转过程中,它的磁场会使它形成强烈的电波向外界辐射,脉冲星就像是宇宙中的灯塔,源源不断地向外界发射电磁波,这种电磁波是间歇性的,而且有着很强的规律性。正是由于其强烈的规律性,脉冲星被认为是宇宙中最精确的时钟。
脉冲星的存在是过去人们没有预料到的,它的性质如此奇特,以至于人们在对它的认识过程中产生了很多故事。
发现脉冲星
脉冲星刚发现的时候,人们以外那是外星人向我们发射的电磁波,他们在寻求宇宙中的知音。
1967年,英国剑桥新建造了射电望远镜,这是一种新型的望远镜,它的作用是观测射电辐射受行星际物质的影响。整个装置不能移动,只能依靠各天区的周日运动进入望远镜的视场而进行逐条扫描。1967年7月,这台仪器正式投入使用,接受波长为3.7米。用望远镜观测并担任繁重记录处理的是休伊什的女博士研究生乔斯琳·贝尔。在观测的过程中,细心的贝尔小姐发现了一系列的奇怪的脉冲,这些脉冲的时间间距精确的相等。贝尔小姐立刻把这个消息报告给她的导师休伊什,休伊什认为这是受到了地球上某种电波的影响。但是,第二天,也是同一时间,也是同一个天区,那个神秘的脉冲信号再次出现。这一次可以证明,这个奇怪的信号不是来自于地球,它确实是来自于天外。
这是不是外星人向我们发出的文明信号呢,新闻媒体对这个问题投入了极大的热情,不久,贝尔又发现了天空中的另外几个这样的天区,最后终于证明,这是一种新型的还不被人们认识的天体——脉冲星。1974年,这项新发现获得了诺贝尔物理奖,奖项颁给了休伊什,以奖励他所领导的研究小组发现了脉冲星。令人遗憾的是,脉冲星的直接发现者,乔斯琳.贝尔小姐不在获奖人员之列。事实上,在脉冲星的发现中,起关键作用的应该是贝尔小姐的严谨的科学态度和极度细心的观测。
最愚蠢的一脚
就在贝尔小姐发现射电脉冲之前,有位物理学家也把他的射电望远镜对准了太空,他观测的位置是猎户座的一个脉冲星,他发现自动记录仪在发生着颤抖,这种颤抖是有一定规律可循的,但是他并没有留意这种情况,他以为自己的设备出了什么毛病,于是,他对着仪器轻轻地踢了一脚,仪器的颤抖消失了,他就是这样与发现脉冲星的桂冠擦肩而过,与他一起擦肩而过的,还有一笔诺贝尔奖金。
这最愚蠢的一脚,使他终身难忘,后悔不已。他向贝尔小姐讲述了自己的故事。但他却不愿意透露自己的身份。所以直到今天,也没有人知道这位射电天文学家是谁。
脉冲星的摇摆舞
虽然脉冲星不是外星人发射的信号,但是人们依然对外星人极感兴趣,人们认为,如果有外星人的话,他们应该在一颗行星上,于是,寻找太阳系以外的行星的工作就从来没有停止过,许多人在这条道路上艰难的向前摸索着,他们被称为猎星人。第一个发现太阳系以外行星的不是这些猎星人,而是一位研究脉冲星的科学家。
安德鲁·林恩(也有人译作 莱恩)是全球发现脉冲星最多的人。林恩发现了一类奇怪的脉冲星,其脉冲总是会早到或晚到地球几毫秒,这种情况每半年就出现一次,仿佛是脉冲星一会儿朝着我们而来,一会儿又离开我们而去,脉冲星好像是在跳摇摆舞。他把自己的这一发现发表在了着名的科学杂志《自然》上面,结果立即震惊了学术界。真是令人难以置信,林恩在偶然间发现了脉冲星被行星引力牵引在跳摇摆舞,这种摇摆的证据表明,在这颗脉冲星的周围,有行星围绕着它运行。这个发现让那些猎星人极感兴趣。
他就在安德鲁·林恩即将在美国天文学年会上发言前夕,为了充分准备他的研究资料,他开始重新检查并修正有关数据,但是这个时候,他却突然发现自己犯了一个错误:他所发现的“摇摆”,其实只是地球自身在环绕太阳运行过程中所产生的“摇摆”。由于电脑出错,先前未能考虑到这一因素,所以才出现了脉冲星“摇摆”的错误结论。林恩一下子呆了,他开始为自己的愚蠢后悔不已,最后,他终于作出了痛苦的选择,必须公开承认这一重大失误。
在美国天文学年会上。面对500位正期待着与他分享成功喜悦的同行们,林恩认错了,他说:“很不幸,这是一个错误!”但是,让他没有料到的是,500位听众竟然全体起立,为林恩的诚实热烈鼓掌。
脉冲星的行星
也就是在这一天,也就是在这次会议上,还有另一个人,也准备了相似的发言,他也是一位脉冲星观测者,他的名字叫做亚历克斯·沃尔兹坎。
但与林恩不同的是,他的证据确确实实地表明,有一颗脉冲星不仅只被一颗行星所环绕,而是具有一整套行星系统!发言之前,沃尔兹坎有些忐忑不安,因为林恩的认错无疑更强化了一种根深蒂固的观念;“脉冲星不可能有行星环绕”。不过这一次,事实证明沃尔兹坎是对的,他不仅发现了脉冲星的“摇摆”,而且计算出有3颗行星在围绕这颗脉冲星运行,并且这些行星每200天就相会一次,每一次其中两颗较大的行星都会相互影响对方,这样就使它们的轨道发生一些微妙的改变。正是这些改变,使他发现了这颗脉冲星拥有行星的秘密。
脉冲星的行星就是这样被发现了,而且它还是一个完整的行星系统,但是这个时候,那些猎星人连一个太阳系以外的行星也没有找到,这样的发现让猎星人感到十分困惑,因为脉冲星具有行星,这是天文学家过去没有想到的。脉冲星是爆发过的中子星,他怎么可能会有行星呢?
第一个日外行星系统就是这样被发现了,由于它不符合现代的天文学理论,这个发现总是让人感到有些意外。
脉冲双星
脉冲星拥有行星的发现虽然看起来显得意外,在这方面还有更加意外的发现,那就是脉冲双星。
赫尔斯是个研究生,他被当作泰勒的助手派往波多黎各的阿雷西博,用大射电望远镜观测脉冲星,那是当时最好的射电望远镜,也许正是使用了这个望远镜的原因,他发现了一种奇怪的电波,这个时候距离第一颗脉冲星的发现仅仅过了七年,人们对脉冲星的了解还很肤浅,当时赫尔斯还不能立刻确信他所看到的周期变化就是事实,经过反复观测后,他才确定该系统是双体。他把这个消息电告泰勒,泰勒立刻赶往阿雷西博,他们进一步研究后认为这是一个脉冲双星,并且一起确定了双星的周期和两颗天体之间的距离。
于是,第一颗脉冲双星就是这样被发现了,这个发现在1993年被授予诺贝尔奖,这样有关脉冲星的发现就有了两项诺贝尔奖。
双脉冲星
2003年12月,Nature上的一篇研究报告宣布发现了脉冲星PSR J0737-3039,与看起来像是一颗中子星的恒星成对出现。一个月后,当来自澳大利亚Parkes天文望远镜的数据被重新分析时,研究人员发现该中子星实际上也是另一颗脉冲星。所以这是第一个被发现的双脉冲星体系,现在的名称是PSR J0737-3039 A/B。
脉冲双星与双脉冲星是有区别的。在脉冲双星系统中,一个脉冲星与另外一个非脉冲星(可以是中子星、白矮星、甚至是普通的主序星)相伴。在双脉冲星系统中,必须是两个脉冲星相伴。目前,已经发现的脉冲双星系统已经有120个,而发现的双脉冲星系统只有一个PSRJ0737-3039A/B。
中学生发现脉冲星
从事天文研究的都是专业天文学家,他们有丰富的研究经验,也有专业的研究设备,所以他们可以取得骄人的成绩。但是,在脉冲星的发现历史上,却有着一个特别的例子,这个例子就是三名中学生发现了一颗脉冲星。通常情况下,超新星爆发后,会在原来的遗址上留下来一颗恒星的残骸,这样的残骸很可能就是脉冲星,但是,科学家没有注意到这个问题,却让三名中学生发现了。于是,这三个中学生获得了西门子-西屋科学和技术竞赛大奖。
在美国北卡罗来纳州,有三名中学生,他们都是天文发烧友,经常在一起探讨天文问题,钱德拉塞卡空间望远镜发回的资料引起了他们的兴趣,他们发现在IC443的超新星遗迹有些特别,似乎有一个点状的X射线源存在,这表明那里很可能会有一颗脉冲星。他们把这个消息报告给了专业天文学家。结果,这个发现获得了专家的认可,麻省理工学院脉冲星专家布赖恩博士对这些中学生的成果评价说:“这是一个实实在在的科学发现。有关人员都应该对此成就感到骄傲。”
脉冲星实在是一种奇异的天体,人们对它的各种特性还没有完全了解,很多发现都是事先没有预料到的。随着人们对它的了解越来越多,这方面的理论建设也就会越来越完善,故事也许不会再发生。
㈡ 科学家对脉冲星研究表现出极大的兴趣,它到底隐藏着什么样的秘密
大家都知道,航海的时候都会有灯塔指路照明,那么在宇宙航行的时候也是如此,脉冲星以他独有的频率信号来发射电磁波,这种电磁波就像指路的灯光一样,让人类知道前方有什么,值不值得去。这将是未来宇宙航线中的天然灯塔,而对于现在来说,寻找适合人类居住的地外行星也要靠脉冲星发出的信号来判断。
而要发现他也不是什么容易的事情,寻找它最有力的工具就是射电望远镜,射电望远镜的作用就是接收来自宇宙中的无线电信号。在宇宙中能自主发射这么有规律的信号还是只见过脉冲星,有人认为,脉冲星是宇宙高级文明建造的一种路标,目的就是给宇宙飞船导航,不至于迷失在宇宙中。我们可以把脉冲星想象成高级文明设置在宇宙中各个位置的导航仪,相当于宇宙中的GPS,人们当然会对他感兴趣了。
㈢ 历届诺贝尔物理学奖获得者名单
瑞典斯德哥尔摩当地时间10月6日,罗杰·彭罗斯(Roger Penrose),莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel)和安德里亚·格兹(Andrea Ghez)共同获得2020年诺贝尔物理学奖,三位获奖者因发现了宇宙中最奇特的现象黑洞,将分享1000万瑞典克朗奖金(约合760万人民币)。
2020年诺贝尔物理学奖一半授予彭罗斯,因为发现黑洞的形成是对广义相对论的有力预测。另外一半授予根泽尔和格兹,因为他们在银河系中心发现了一个超大质量的致密天体。
罗杰·彭罗斯(Roger Penrose,1931年8月8日-),英国数学物理学家与牛津大学数学系名誉教授。他在数学物理方面的工作拥有高度评价,特别是对广义相对论与宇宙学方面的贡献。
莱因哈德·根泽尔(Reinhard Genzel,1952年3月24日-),出生于巴特洪堡,德国天体物理学家。
安德里亚·格兹(Andrea Mia Ghez,1965年6月16日-),美国天文学家,加州大学洛杉矶分校物理学和天文学教授。
诺贝尔物理学奖是根据诺贝尔1895年的遗嘱而设立的五个诺贝尔奖之一,该奖旨在奖励那些对人类物理学领域里作出突出贡献的科学家。历届(1901年-2019年)获得者名单如下:
1、1901年:威尔姆·康拉德·伦琴(德国)发现X射线
2、1902年:亨德瑞克·安图恩·洛伦兹(荷兰)、塞曼(荷兰)关于磁场对辐射现象影响的研究
3、1903年:安东尼·亨利·贝克勒尔(法国)发现天然放射性;皮埃尔·居里(法国)、玛丽·居里(波兰裔法国人)发现并研究放射性元素钋和镭
4、1904年:瑞利(英国)气体密度的研究和发现氩
5、1905年:伦纳德(德国)关于阴极射线的研究
6、1906年:约瑟夫·汤姆生(英国)对气体放电理论和实验研究作出重要贡献并发现电子
7、1907年:迈克尔逊(美国)发明光学干涉仪并使用其进行光谱学和基本度量学研究
8、1908年:李普曼(法国)发明彩色照相干涉法(即李普曼干涉定律)
9、1909年:伽利尔摩·马克尼(意大利)、布劳恩(德国)发明和改进无线电报;理查森(英国)从事热离子现象的研究,特别是发现理查森定律
10、1910年:范德华(荷兰)关于气态和液态方程的研究
11、1911年:维恩(德国)发现热辐射定律
12、1912年:达伦(瑞典)发明可用于同燃点航标、浮标气体蓄电池联合使用的自动调节装置
13、1913年:卡末林-昂内斯(荷兰)关于低温下物体性质的研究和制成液态氦
14、1914年:马克斯·凡·劳厄(德国)发现晶体中的X射线衍射现象
15、1915年:威廉·亨利·布拉格、威廉·劳伦斯·布拉格(英国)用X射线对晶体结构的研究
16、1916年:未颁奖
17、1917年:查尔斯·格洛弗·巴克拉(英国)发现元素的次级X辐射特性
18、1918年:马克斯·卡尔·欧内斯特·路德维希·普朗克(德国)对确立量子论作出巨大贡献
19、1919年:斯塔克(德国)发现极隧射线的多普勒效应以及电场作用下光谱线的分裂现象
20、1920年:纪尧姆(瑞士)发现镍钢合金的反常现象及其在精密物理学中的重要性
21、1921年:阿尔伯特·爱因斯坦(德国)他对数学物理学的成就,特别是光电效应定律的发现
22、1922年:尼尔斯·亨利克·大卫·玻尔(丹麦)关于原子结构以及原子辐射的研究
23、1923年:罗伯特·安德鲁·密立根(美国)关于基本电荷的研究以及验证光电效应
24、1924年:西格巴恩(瑞典)发现X射线中的光谱线
25、1925年:弗兰克·赫兹(德国)发现原子和电子的碰撞规律
26、1926年:佩兰(法国)研究物质不连续结构和发现沉积平衡
27、1927年:康普顿(美国)发现康普顿效应;威尔逊(英国)发明了云雾室,能显示出电子穿过空气的径迹
28、1928年:理查森(英国)研究热离子现象,并提出理查森定律
29、1929年:路易·维克多·德布罗意(法国)发现电子的波动性
30、1930年:拉曼(印度)研究光散射并发现拉曼效应
111、2013年:比利时理论物理学家弗朗索瓦·恩格勒和英国理论物理学家彼得·希格斯因希格斯玻色子(上帝粒子)的理论预言获2013年诺贝尔物理学奖
112、2014年:日本科学家赤崎勇、天野浩和美籍日裔科学家中村修二,因发明蓝色发光二极管(LED)获2014年诺贝尔物理学奖
113、2015年:日本科学家梶田隆章和加拿大科学家阿瑟·麦克唐纳,因在发现中微子振荡方面所作的贡献分享2015年诺贝尔物理学奖
114、2016年:三位美国科学家戴维·索利斯、邓肯·霍尔丹和迈克尔·科斯特利茨,因在理论上发现了物质的拓扑相变以及在拓扑相变方面作出的理论贡献分享2016年诺贝尔物理学奖
115、2017年:三位美国科学家基普·S·索恩、巴里·巴里什以及雷纳·韦斯,因在LIGO探测器和引力波观测方面的决定性贡献而获得2017年诺贝尔物理学奖
116、2018年:美国科学家亚瑟·阿斯金、法国科学家杰哈·莫罗以及加拿大科学家唐娜·斯特里克兰,因在激光物理领域的突破性发明而获得2018年诺贝尔物理学奖
117、2019年:美国科学家詹姆斯·皮布尔斯因宇宙学相关研究而获得2019年诺贝尔物理学奖,瑞士科学家米歇尔·马约尔和迪迪埃·奎洛兹因首次发现太阳系外行星而获得2019年诺贝尔物理学奖
㈣ 找到两颗脉冲星后,FAST还会发现什么
4100光年,1.6万光年。坐落在贵州群山之中的“中国天眼”,刚一“睁眼”就“看见”了离地球如此遥远的2颗脉冲星。
10日,中国科学院国家天文台宣布,500米口径球面射电望远镜(FAST)经过一年紧张调试,已实现指向、跟踪、漂移扫描等多种观测模式的顺利运行,并确认多颗新发现脉冲星。
脉冲星家族首次有了“中国星”
这是我国的天文设备第一次发现脉冲星,实现了该领域“零的突破”。自1967年发现第一颗脉冲星以来,过去的50年里,人类发现的脉冲星家族至少有2700个成员了。
国家天文台公布了这2颗脉冲星的具体信息:前者自转周期为1.83秒,距离地球约1.6万光年,后者自转周期为0.59秒,距离地球约4100光年,分别由“中国天眼”于今年8月22日、25日在南天银道面通过漂移扫描发现。
这只是“中国天眼”的部分发现。“天眼”工程副总工程师李菂介绍,“天眼”调试进展超过预期,目前已探测到数十个优质脉冲星候选体,其中6颗通过国际认证。
据科学家介绍,脉冲星是一种高速自转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生。它的密度极高,每立方厘米重达上亿吨,一块方糖大小就相当于地球上一万艘万吨巨轮的重量。脉冲星自转速度很快、自转周期精确,是宇宙中最精准的时钟。正因如此,脉冲星会发射一断一续的周期性脉冲信号,就好比转动的灯塔发出忽明忽暗的光。
这一特殊“本领”,让脉冲星在计时、引力波探测、广义相对论检验等领域具有重要应用。李菂说,脉冲星具有在地面实验室无法实现的极端物理性质,对其进行研究有望得到许多重大物理学问题的答案。譬如,脉冲星的自转周期极其稳定,准确的时钟信号为引力波探测、航天器导航等重大科学及技术应用提供了理想工具。
“通过对快速旋转的射电脉冲星进行长期监测,选取一定数目的脉冲星组成计时阵列,就可以探测来自超大质量双黑洞等天体发出的低频引力波。”李菂说。
澳大利亚科学及工业研究院Parkes望远镜科学主管乔治·霍布斯说,“天眼”的调试以及逐渐产出成果,是目前国际天文学界最激动人心的事件之一。
调试一年就出成果,告慰“天眼之父”南仁东
“天眼”的最初构想来自已故天文学家南仁东。从1994年提出设想,到2016年正式启用,22年间,南仁东和他的团队全力推动着这个看似不可思议的世界级项目。
设计和结构均无先例可循,“天眼”前期调试遇到巨大困难。“天眼”工程总工艺师王启明说,各系统一开始专注于设备跟踪维护,系统内调试看起来都没问题,但各系统联调后,系统间的通信、算法的统一、安全协调等一系列问题逐步暴露出来。
联调期间,“天眼”人的工作状态基本上是白天分头干活,晚上集中开会商讨,连夜改程序,第二天又接着试新方案,反复调到最优。在“天眼”落成启用后的380个日日夜夜里,除非停电,总控机房总是二十四小时无休。白天,工程团队和施工方的人员集中进行调试;晚上,科研人员会把面型固定好,让其指向一个特定的天区,通过地球自转,让天空从望远镜上方漂移扫描过去。
李菂说,漂移扫描方式在脉冲星搜索上很少被运用,但调试期间只能用这种方式,为此,科研人员不仅需要重新设计软件,数据处理上也要付出更多劳动,但最终结果是令人振奋的,“天眼”每次扫描都能获得一到两个高质量的脉冲星候选体。
国家天文台研究员、“天眼”工程副经理彭勃说,国外同类大型射电望远镜建成后一般需要3年至5年的调试阶段,而“天眼”调试了一年就获得了初步成果。
“天眼”会寻找“外星人” 将主导未来宇宙天图
中外科学家都期待“天眼”的发现从量变转为质变。“天眼”若能第一个捕获河外星系脉冲星,将具有开创性意义。李菂和他的研究小组已经在为观测河外星系脉冲星做技术上的准备,最早于明年初会进行尝试。
位发现脉冲星的天文学家乔瑟琳·贝尔今年早些时候参观了“中国天眼”,她期待这座世界最大的射电望远镜能发现更多微弱、遥远、独特的脉冲星,包括发现围绕黑洞旋转的脉冲星。
对于观测范围可达已知宇宙边缘的“天眼”来说,发现脉冲星只是使命之一,未来,它还将在中性氢观测、谱线观测、寻找可能的星际通讯信号等方面大放异彩。
宇宙大爆炸学说认为,中性氢是宇宙中几乎与大爆炸同龄的“老人家”,观测和研究中性氢的分布,能帮助科学家进一步弄清银河系和河外星系的结构,解开宇宙大爆炸等宇宙起源和演化之谜。“‘中国天眼’将通过巡视宇宙中的中性氢,绘制出最新最大的标准宇宙天图。”国家天文台“天眼”项目高级博士后MarkoKrco(马可)说。
“中国天眼”甚至还能“监听”宇宙中可能存在的外星文明发出的无线电波。澳大利亚科学及工业研究院Parkes望远镜科学主管乔治·霍布斯说,Parkes望远镜目前有20%的时间分配给了“寻找外星人”,但仍一无所获,“中国天眼”看得更远,说不定将来会有令人振奋的消息。
㈤ FAST望远镜将落成!今晚用它炒找个脉冲星吧
2016年9月25日,FAST竣工典礼如期举办。
这项历时十数年的大工程,终于竣工。
此前,在7月3日上午,在经历了11个月的施工之后,贵州大山深处的FAST望远镜铺设完了它最后一块面板,标志着其主体工程的完工。
竣工典礼后, FAST很快会进入调试阶段,一步步靠近它既定的科学目标。想想就有点小激动呢!
FAST望远镜这么大一口锅,用来干什么好呢?
拿来炒脉冲星,哦不,找脉冲星,想必是极好的。
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㈥ '天眼”可能第一个捕获河外星系脉冲星
“天眼”若能第一个捕获河外星系脉冲星,将具有开创性意义。目前中国大陆科学家李菂和他的研究小组已在为观测河外星系脉冲星做技术上的准备,最早于明年初尝试。
报道称,对于观测范围可达已知宇宙边缘的“天眼”来说,发现脉冲星只是使命之一,未来它还将在中性氢观测、谱线观测、寻找可能的星际通讯信号等方面大放异彩。“天眼”会寻找外星人,可望主导未来宇宙天图。
报道称,根据宇宙大爆炸学说,中性氢是宇宙中几乎与大爆炸同龄的“老人家”,观测和研究中性氢的分布,能帮助科学家进一步弄清银河系和河外星系的结构,解开宇宙大爆炸等宇宙起源和演化之谜。大陆国家天文台“天眼”项目高级博士后马可说:“‘中国天眼’将通过巡视宇宙中的中性氢,绘制出最新最大的标准宇宙天图。”
澳大利亚科学及工业研究院Parkes望远镜科学主管乔治·霍布斯说,“中国天眼”甚至还能“监听”宇宙中可能存在的外星文明发出的无线电波。Parkes望远镜目前有20%的时间分配给了寻找外星人,但仍一无所获,“中国天眼”看得更远,说不定将来会有令人振奋的消息。
报道称,脉冲星是一种高速自转的中子星,由恒星演化和超新星爆发产生。它的密度极高,每立方公分重达上亿吨,一块方糖大小就相当于地球上1万艘万吨巨轮的重量。脉冲星自转速度很快、自转周期精确,是宇宙中最精准的时钟。正因如此,脉冲星会发射一断一续的周期性脉冲信号,就好比转动的灯塔发出忽明忽暗的光。
报道称,自人类1967年发现第一颗脉冲星以来,过去的50年里,人类发现的脉冲星家族至少有2700个成员。
“中国天眼”的最初构想来自已故天文学家南仁东。从1994年提出设想,到2016年正式启用,22年间,南仁东和他的团队全力推动着这个看似不可思议的世界级项目。
㈦ 谁最先发现脉冲星
最先发现脉冲星的是博内尔。脉冲星,就是旋转的中子星,因不断地发出电磁脉冲信号而得名。脉冲星是在1967年首次被发现的。当时,还是一名女研究生的贝尔,发现狐狸星座有一颗星会发出一种周期性的电波。经过仔细分析,科学家认为这是一种未知的天体。
因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号,就把它命名为脉冲星。脉冲星的命名由脉冲星英文pulsar的缩写PSR加上其赤经赤纬坐标组成。如PSR B1937+21,1937是指该脉冲星位于赤经19 37 ,+21是指其位于赤纬+21°,B意味着赤经赤纬值是归算到历元1950年的值。
脉冲星的特征:
脉冲星靠消耗自转能而弥补辐射出去的能量,因而自转会逐渐放慢。但是这种变慢非常缓慢,以致于信号周期的精确度能够超过原子钟。而从脉冲星的周期就可以推测出其年龄的大小,周期越短的脉冲星越年轻。
脉冲星的特征除高速自转外,还具有极强的磁场,电子从磁极射出,辐射具有很强的方向性。由于脉冲星的自转轴和它的磁轴不重合,在自转中,当辐射向着观测者时,观测者就接收到了脉冲。到1999年,已发现1000颗脉冲星。
㈧ 脉冲星的发现
1967年10月,剑桥大学卡文迪许实验室的安东尼·休伊什教授的研究生——24岁的乔丝琳·贝尔检测射电望远镜收到的信号时无意中发现了一些有规律的脉冲信号,它们的周期十分稳定,为1.337秒。起初她 以为这是外星人“小绿人(LGM)”发来的信号,但在接下来不到半年的时间里,又陆陆续续发现了数个这样的脉冲信号。后来人们确认这是一类新的天体,并把它命名为脉冲星(Pulsar,又称波霎)。脉冲星与类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子一道,并称为20世纪60年代天文学“四大发现”。安东尼·休伊什教授本人也因脉冲星的发现而荣获1974年的诺贝尔物理学奖,尽管人们对贝尔小姐未能获奖而颇有微词。
1997年拍摄的美国电影《超时空接触》(Contact)中女主角破译了来自外太空的有规律的信号,并据此制成了特殊的机器。但第一次确定乘坐机器与外星智慧联系的人选时,却没有选她。这段情节被认为是影射了贝尔小姐没有获得诺贝尔奖的事情。
15岁女生发现新脉冲星
一名西维吉尼亚的高中学生,使用来自绿湾射电天文望远镜(Robert C. Byrd Green Bank Telescope,简写GBT)的数据,发现了一个新脉冲星。 Shay Bloxton,15岁,参与了一个让学生分析射电望远镜数据的项目,于2009年10月15日发现了一个可能是脉冲星的天体。她和NRAO天文台的天文学家在一个月后再次观察了该天体,证实它确实是一颗脉冲星。Bloxton表示十分兴奋,她在11月份前往绿湾,参加跟踪观察。她所参与的项目叫Pulsar Search Collaboratory(PSC),是美国国家射电天文台和西维吉尼亚大学的联合项目。科学家首次发现脉冲星是在1967年。去年末,另一名来自South Harrison高中的西维吉尼亚学生,也在参与PSC项目时发现了一个类似脉冲星的天体。
㈨ 脉冲星是谁发现的
1968年2月,英国《自然》杂志发表了一篇轰动世界的文章:《观测到脉冲电源》,这种奇特的发射无线电脉冲的天体,后来被命名为脉冲星。这颗脉冲星,就是着名的英国射电天文学家休伊什和女研究生贝尔小姐在1967年夏天偶然发现的。
他们发现,这个天体很有规律地发射一断一续的脉冲,每经过1.337秒就重复一次。开始,他们以为是地球上某个无线电台发射的讯号。这一假设很快被否定了。后来又怀疑是从某个具有“超级文明”的星球上发来的电报,到最后才肯定这种脉冲信号来自一个未知的天体。
科学家们对这种脉冲现象进行了仔细认真的研究,确定这是脉冲星自转的结果。它每自转一周,我们就观测到一次它辐射的电磁波,因此就形成了一断一续的脉冲。
这种脉冲星,经研究一致认为就是科学家们早已预言过的中子星。早在1932年,苏联着名物理学家朗道就推测,宇宙里可能存在一种密度很高的、差不多全由中子星组成的中子星。1934年,美国科学家巴德和兹维基又假定说,中子形成于超新星爆发的过程中。休伊什和贝尔的发现完全符合以上的猜测。第一,只有非常小的天体才能迅速旋转。脉冲星就具备这个条件,有的最短周期达0.033秒。第二,就目前发现的脉冲星来看,其中一部分就存在于超新星爆发的遗迹中,比如被称为NP0532的脉冲星,就位于蟹状星云的中心。经研究发现,脉冲星所在的地方,正好是超新星爆发时应该形成中子星的地方。
脉冲星有许多奇异的地方,它的体积非常小,我们的地球就可装得下千万颗,别看它小,其密度却大得惊人,有1立方厘米就有几亿吨甚至几十亿吨重。胡桃大小那么一块,就需几万艘万吨轮来拉。同时它又是一个超高温的世界,表面温度高达1000万度,中心温度高达60亿度。它还是一个超高压的世界,其中心压力大约有1万亿亿亿个大气压。它的能量辐射也大得惊人,大约是太阳辐射能量的100万倍。同时,它也是人们已知的、宇宙中磁场最强的天体。
至此,关于脉冲星还有一些问题我们没有搞明白,如脉冲星内部为什么应处于超导状态和超流动状态?为什么在周期旋转中会出现“矢步”现象?“星震”与脉冲星内部结构的某种改变有联系吗?为什么只有蟹状星云脉冲星发射光量子?等等,都有待于进一步探索。
㈩ 脉冲星、脉冲双星、星际分子的发现证实了哪些重要的推论
脉冲星证明了中子星的存在,检验了恒星演化的理论;脉冲双星的发现,又证明了引力波的预言;而星际分子的发现,对于生命起源这一重大基础课题的研究,又有着非常重要的意义。水分子和氨分子,同生命过程有着密切的关系,甲醛,氰化氢和丙炔睛分子是合成氨基酸所必不可少的原料,由此人们推测,宇宙空间有可能存在氨基酸。1969年落在澳大利亚的一块陨石中,科学家们发现了十几种氨基酸分子。通过对月球取回的岩石样品分析,也找到了微量的氨基酸。氨基酸是构成蛋白质和核酸的主要原料,而生命就是蛋白体存在的方式,所以星际分子的发现,使科学家们有足够的理由推测:在银河系和河外星系的许多地方,正在进行着地球大约30亿年前开始的生命产生过程。或许有的地方,有理智的生命创造的文明,比地球上人类所创造的文明还要高级。宇宙中还有许许多多未解之谜,期待着人们继续探索。