1967年7月,英国新造射电望远镜正式投用,该望远镜用于星空无线电信号流量变化研究,其中一位名叫乔瑟琳·贝尔的爱尔兰女博士研究生主要负责执行繁重的观测记录工作。

在摸索射电闪烁信号特征时,贝尔突然发现到一个周期规律的干扰信号。
这是一个间隔1.33秒的脉冲信号,且在不断重复,听起来如同一个外星系文明所传来的无线电波一样。
贝尔与导师在详细研究后,将此认定为是外星人发出的特定摩尔斯电码,并标记为小绿人。
但在不久后,贝尔又发现不同天区的其他三个周期各异的脉冲信号源,这直接排除了外星人信号的可能性,因为不可能有三种外星人在不同方向,却同时朝地球发射密码信号。
经过色散测量,贝尔得知该信号源自于距离几万光年的遥远地方,这种规律信号究竟出自何处?

脉冲星的发现
其实这是一种名为脉冲星的星体,脉冲星的发现被称为上世纪六十年代四大发明之一,而全球第一颗被发现的脉冲星就是贝尔所记录的这颗,后来被命名为CP1919。
脉冲星是仅次于黑洞的致密天体,作为高度磁化且飞速旋转的中子星,它的形成要来源于超行星爆发。
高于太阳质量8倍以上的行星称之为高质量行星,在寿命抵达尽头时,它会爆发一场毁天灭地的爆炸,接着会根据内核残留质量,来形成中子星或黑洞。

如果内核质量在太阳3倍质量之下,高质量行星会坍缩为中子星,反之则是黑洞。
而在这个过程中,如果保持了原高质量行星的角动量,且磁场被进一步增强,则会有极大概率形成脉冲星。
在脉冲星没被发现时,科学家们误以为这是外星文明所营造的干扰信号。
国际学者想要通过三种模型来解释它的信号发射,第一种是密近双星解释,即两颗行星围绕旋转,发光行星被遮挡时,辐射自然接收不到,反之则不然。

第二种是恒星膨胀收缩中会造成信号波动的变化,这倒符合人类对其周期性变化行为的认知。
第三种则是中子星模型,这类星体会自转且具有直辐射束,如同海上灯塔一般。
随着人们的不断探索,越来越多的同类周期性信号被发现,其中甚至有一些能达到毫秒级周期,这直接颠覆了第一种和第二种模型的设想,只有第三类中子星模型才能解释该现象。

后来脉冲星的发现让这一切诡异现象都变得合理,中子星具备高强度磁场后,周围的带电粒子会被集中在一束极窄辐射中,顺着磁轴方向形成一道长无边际的辐射束。
但磁轴与中子星旋转轴方向时而会有所差异,并不能保持完全一致,当二者出现这种情况时,摇摆辐射束随即发生了。
而地球所接受到频繁闪烁且极具周期性的电波信号,就是来自于这种摇摆辐射束,又因为这种信号与脉搏跳动极为相似,所以被称为脉冲星。

从中我们也可以获知,电波信号的间隔时间,其实就是脉冲星的自转周期时长。
自1967年发现首颗脉冲星以来,人类共探测到了3000多颗脉冲星,其中转速最慢的为23.5秒,而转速最快的旋转周期仅为1.37ms,一秒钟内能旋转足足730圈!
这显然超过了人类当时的物理认知,这种速率是汽车引擎转速的近十倍,人体如果以相同转速旋转,只需片刻就会分解破碎,而脉冲星可是一个直径长达20公里的星体。

脉冲星转速基本在秒与毫秒的范围之间,其中小于10毫秒的被称为毫秒级脉冲星,这种脉冲星被认为诞生于双星系统。
什么是双星系统?就是两颗恒星中,有一颗演化为了中子星,它会源源不断的吸收伴星物质,并将这些能量转化为自身旋转动能。
通俗来讲,伴星在此时扮演着加油站的作用,目前人们认为,每秒旋转周期1500次是脉冲星的物质极限。
这就是脉冲星的特征之一——极高的自转速度,而特征之二就是超高的密度。
构成万物的最小单位是原子,而关于目前中子星的主流说法是:其主体构成单位是比原子更小的物质中子。
或者说,中子星本身就是加大原子核。

这种物质组成的星体质量密度要高达1014g/cm3!什么概念?人指甲盖宽度大约为1公分,一个手指头体积就是1立方厘米,如果手指头中填充的是中子星密度物质,那么具体重量大约为1亿吨。
尽管这只是一种理论猜测,毕竟人类目前探测手段的局限性,还未亲手真实探测到脉冲星的物质组成和状态,但通过计算机模拟和信号匹配,一定程度上是可以探测到中子星内部的物理状态的。
遗憾的是,我们无法在地球上用肉眼看到脉冲星,这是因为它们在光学波段没有辐射,只有在射电波段看起来才较强。
不过如蟹状星云脉冲星之类的特殊脉冲星除外,这类脉冲星借助大望远镜是可以探测到的。

脉冲星的探测意义
1993年,国际无线电大会在东京召开,并提出要建设新一代更为灵敏的射电望远镜,来接收更多来自外太空的讯息。
时任中科院天文台副台长的南仁东提出:既然别人都有自己的大设备,我们也造一个吧。

次年,南仁东便写出1.73万字的大射电望远镜国际合作建议书,并于2005年向国家提出建造500米口径射电望远镜的神情,但被中央驳回。
直到2007年,发改委才正式批复此工程的正式立项。
2016年,中国天眼FAST在贵州平塘县坐落而成,开始不断接收源于宇宙深处的电磁波。
次年10月国家天文台宣布通过FAST首次发现数十颗优质脉冲星候选体,其中两颗均通过了认证。
截止2022年,我国已经通过FAST探测到了足足660多颗脉冲星。

那么脉冲星的研究,对我们有何益处呢?天文学核心研究可归结为两暗一黑三起源,两暗是指暗物质和暗能量,一黑是指黑洞,三起源则是宇宙、天体、生命的起源,而脉冲星研究则涵盖了其中三项。
高质量恒星演化晚期,最终会变为三种产物,一是白矮星,二是脉冲星为代表的中子星,三是黑洞。
黑洞无法进行直接观测,间接研究脉冲星对了解黑洞有重大意义。

并且脉冲星作为超新星爆炸遗留物,研究脉冲星就是研究高质量恒星晚期的生命过程,换句话说就是在研究天体演化与生命形成。
要知道,生命形成过程中,但凡比铁重的元素,皆由超新星爆炸产生,人是从星尘而来,而脉冲星的研究说不定就暗藏着未被发掘的重大发现。
在研究脉冲星领域上,还有两个颇有趣味的事件。
当年贝尔率先发现了脉冲信号,但其教授休伊什却独揽了诺贝尔物理学奖,完全忽视了贝尔的个人贡献。
以至于当时科研界提起此事时,都嘲笑这是诺贝尔奖上最不公平的一次颁发结果,是没有贝尔的诺贝尔奖。

第二件事就是在贝尔发现脉冲信号之前,有另一位物理学家提前观测到了猎户座某个脉冲星,他观察到自动记录仪发生了轻微颤抖,但他却误认为是设备出现了问题,于是便漫不经心的对着仪器轻踢一脚。
仪器颤抖果真消失了,但他也因此与诺贝尔奖失之交臂,为了不让后世记住自己的愚蠢,这位物理学家选择了掩盖自己的身份。
而这就是迄今为止人类关于脉冲星的探索故事,作为宇宙中极为神奇的星体,脉冲星还有着许多未解之谜等着我们探索与发现!
参考资料:
壹线生活:脉冲星有什么特点?脉冲星有多可怕?
澎湃新闻:从这里望向太空:脉冲星发现55周年和中国探索之旅
中国军网:探索脉冲星: 中国天眼又有新发现
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宇宙中5颗奇特的系外行星,其表面的恶劣程度难以想象!
在我们的太阳系中一共有八颗行星围绕着太阳旋转,其中内侧四颗为岩石行星,外侧四颗为气态行星,不过行星并非是太阳独有,在宇宙中几乎每一颗恒星都拥有自己的行星,而这些行星被天文学家们称为系外行星。到目前为止,天文学家通过望远镜已经在宇宙中发现了超过5000多颗系外行星,而且在这数千颗系外行星中,还存在着远超出我们想象的奇特世界, 如有些行星的表面会下玻璃雨。有的会上演冰火两重天, 有的甚至还会逃离母星的控制,成为流浪行星,而今天便带你了解宇宙中奇特的5颗系外行星。1.HR 5183b行星HR 5183b行星是一颗气态巨行星,它距离我们大约为100光年,质量是木星的三倍,当时天文学家在发现它后,曾表示从未见过如此奇特的系外行星,因为它拥有奇怪的蛋形轨道,并且具有极高的偏心率,假如我们将他想象成太阳系的木星,那么其最远轨道能够达到海王星之外,可以想象到他的奇特之处。2.WASP-76bWASP-76b行星位于双鱼座方向,距离我们地球大约为630光年,他是一个绕着F型主序星运行的气态巨行星,其质量大约是木星的0.92倍,半径为木星的1.83倍,而它之所以独特是因为在它的表面会下铁雨,由于距离母恒星非常近,已经被潮汐锁定,因此它的一面总是朝向恒星,其白天温度高达2500C,以至于该行星上的铁元素都熔化成了气体。这些铁蒸气被强风吹到较冷的区域,并凝结成液滴形成铁雨。3.HD189733bHD189733b是一颗距离地球约63光年的系气态巨行星,质量比木星还要大13%,在2008年,天文学家通过偏振测量法测定,发现HD189733b的蓝色波段反照率高于红色,这意味着他看起来是一个美丽的蓝色星球。不过HD189733b虽然呈现出蓝色但并不是海洋,因为HD189733b表面温度极高,天文学家经过进一步分析发现,在它的大气层中富含硅酸盐,而这些硅酸盐在高温下熔化,然后形成了玻璃雨。这些玻璃雨在风速高达9000公里/小时的超音速风中呈弧形落下。4.开普勒10b开普勒-10b是开普勒望远镜发现被确认的第一颗岩质系外行星,距离地球大约为564光年,质量是地球的3.2倍左右,假如你能够置身于该行星表面会发现他这里如同地狱一般,由于距离主恒星非常之近,只有太阳至水星距离的20分之一,因此表面温度高达1300C,而在如此高温下,开普勒-10b上的铁和硅酸盐都成了熔岩状态,从而形成巨大的熔岩海洋。同时在强风的携带中,还会下熔岩金属雨5.流浪行星我们知道几乎每个行星都是围绕其母恒星运行,但在宇宙中也有特例。有些行星可能由于某种原因会逃离母恒星的引力控制,独自在寒冷的黑暗空间中徘徊。而这些行星被称为流浪行星,比如CFBDSIR2149便是一颗被恒星抛出的流浪行星。它的体积是木星的7倍,表面温度约为400摄氏度,是一颗只有5000万至1.2亿年历史的年轻行星,不过他是何种原因被抛出原来的行星系统,我们还不得而知!以上便是5个奇特的系外行星,看完不禁令人惊叹宇宙的奇妙和多样性。那么你觉得以上哪个最奇特呢,欢迎在下方评论留言!
科学发现:12.5光年外有一颗最近似地球的行星,或有外星人存在?
一百年来,科学家们采用越来越先进的仪器设备搜寻外星人,这些设备包括但不限于陆地和太空的各种类型天文望远镜、无人探测器等等,从近及远,希望在茫茫宇宙中找到知音。但一直都在失望中,太阳系没发现,远离太阳系亿万光年的深空也没发现。这至少说明了两个问题,一是就是在宇宙中生命和文明太稀有,知音难觅;二是人类的科技和探测水平还处于很低层次,无法发现即便近在咫尺的外星生命和文明。随着各种地面天文望远镜、太空望远镜的不断提升,科学家们的目光从太阳系内逐步转向太阳系外,寻找可能存在生命的行星。1992年美国阿雷西博天文台发现了第一颗太阳系外行星,迄今已经有5000多颗太阳系外行星被发现。科学家们按照地球生命孕育和存在条件来寻找地外星球的生命之源,即寻找所谓的宜居星球。地球是一颗具有岩石外壳的行星,这样才能够适宜生命在表面活动;其次地球存在液态水,海洋才是地球生命的摇篮。而适宜温度,是液态水存在的前提条件,目前地球平均气温约为15℃。科学家们认定这是目前认知生命存在的两个硬条件,系外行星如果具备这两个条件,就属于宜居星球。行星本身不发光发热,主要依靠恒星的辐射能量才能保持温度,这样宜居星球就至少要与主恒星保持一定距离,远了不行,近了也不不行;宜居星球还不能像太阳系木星、土星、天王星、海王星那样的气态行星,而是像地球、火星这样的岩石行星。符合这两个条件的行星极少,在已经找到的5000多颗太阳系外行星中,类地行星大约只有几百颗,宜居带行星只有几十颗。当然,除了以上最重要的两项条件,要让生命孕育和存活还有许多严苛的要求,这样科学家们弄了个地球相似度指数,英文为Earth Similarity Index,简称为ESI,就是根据行星半径、密度、质量、逃逸速度、表面温度、处在宜居带的位置等,通过公式量化打分,取值0~1之间,0代表完全不同,1代表完全相同。一般认为0.5分以下的行星是不适宜生命存在的,相似度越高,孕育和存在生命的可能性就越高。在我们太阳系,除了地球,还有三颗类地行星,它们的ESI值分别为:水星0.6,金星0.44,火星0.7。金星是距离地球最近的行星,且质量和地球差不多,又距离太阳系宜居带最近,为啥ESI反而只有0.44呢?这就是因为那里的大气和表面状态十分恶劣,被称为太阳系的地狱行星。而火星ESI值为0.7,是太阳系与地球相似度最大的行星,这也是科学家们正在努力奔赴火星,企图开发火星的原因。而太阳系外一些经过科学家们精挑细选出来的行星,却有不少高于火星ESI值的星球,如格利泽-832 c为0.81,开普勒-442 b为0.83,开普勒-62 e为0.83,格利泽-667 Cc为0.84,开普勒-438 b为0.88等。距离我们最近的恒星比邻星也有两颗行星,其中比邻星b的ESI值也高达0.86。而我们今天重点要说的这颗蒂加登星b星,ESI值竟高达0.95!这是迄今为止,科学家们在太阳系外发现与地球最接近的行星,说它是地球的表兄弟甚至亲兄弟都不为过,那么那里会存在蒂加登星人吗?现在开始说重点:蒂加登星b是一颗怎样的星球?2003年,科学家在白羊座发现一颗暗弱的恒星,被称为SO J025300.5+165258,距离我们12.5光年。这项发现是NASA一个研究小组在搜寻之前的小行星数据资料中意外找到的,由此就以这个研究小组组长、NASA天体物理学家博纳尔·蒂加登的名字命名,被称为蒂加登星。为了方便读者理解,这里简要说一下系外行星的命名规则。一般来说就是在发现的恒星后面加上小写字母a以后的英文字母,a一般用于恒星,不用于行星。因此某恒星系统第一颗被发现的行星就被称为某恒星b,其次就类推为c、d、e、f、g…等等。蒂加登星现在发现了两颗行星,被分别命名为蒂加登星b和蒂加登星c,我们要说的ESI值达到9.5的行星就是蒂加登星b。为什么其与地球相似度这么高呢?首先,其公转轨道处于蒂加登星的宜居带,因此其表面温度适宜,这样,这颗星表面就很可能存在着液态水;其次,这颗星是一颗类地行星,其大小约地球的1.05倍,也就是个头质量与地球差不多,生命承受的重力也与地球相当。这是宜居星球最重要的两项指标,蒂加登星b都符合,通过计算其ESI值达到惊人的9.5。但因此就认为那上面一定会有我们的知音,就有些过于乐观了。实际上,蒂加登星b还有许多与我们地球不一样的条件,有些甚至令人细思极恐。蒂加登星b的主恒星蒂加登星是距离太阳最近的恒星之一,排在第24位。但这颗恒星很小,是一颗红矮星,质量只约太阳的8.9%,表面温度只有约2600度,不到太阳的一半,光度只有太阳的约十一万分之一,视星等为15.4等,距离人类肉眼能看到的6等星亮度差了5757倍,因此很晚才被发现。由于恒星很小,亮度热度较低,其行星为了获得可保存液态水的温度就必须距离恒星较近,因此在所谓宜居带的蒂加登星b距离蒂加登星就只有约0.025天文单位,约375万公里,也就是约为地球与太阳距离的0.025倍,约水星与太阳距离的十六分之一。根据蒂加登星的亮度和温度,在这样一个距离相当在我们太阳系的地球和金星轨道之间,正好是在宜居带,让蒂加登星b的表面气温能够保持在0摄氏度以上,理论上应该比地球更热一些,具备存在液态水的条件。但这种距离不可避免可能会发生两个事件:其一,蒂加登星强大的引力潮汐力很可能早就将蒂加登星b潮汐锁定了,就像月球被地球潮汐锁定一样,永远一面朝着主星;其二,强大的恒星风让蒂加登星b的大气很难保留。这样,蒂加登星b会成为一个冰火两重天的世界,朝着主恒星的一面处于永远的白天炽热状态,水被蒸发殆尽,而背着主恒星的一面则永远处于黑暗的冰封酷寒中,连大气都被冻结。而且,许多红矮星都是耀星,所谓耀星就是恒星上每天会出现几次超级耀斑爆发,紫外辐射会瞬间增强几百乃至上万倍,在耀斑爆发的几分钟内,恒星都会由红色变成蓝色,这种强烈的紫外辐射会杀死行星上一切生命,同时吹跑行星大气。大气和地磁是地球生命保护的双重铠甲,蒂加登星b没有了大气和地磁保护,将受到来自蒂加登星的强烈辐射,生命很难存活。而且,这样近的距离让绕蒂加登星公转一圈只需约117个小时,每秒线速度约56公里。也就是如果那里真的有蒂加登星人,他们约4.9个地球日就过了一年。当然,由于已经被潮汐锁定,就没有了一年四季,倒也感觉不到一年的寒暑变化。那么,蒂加登星b在这样的环境下会有生命存在吗?现在还是个未知数,也只能是个未知数。因为人类现在的观测水平还很弱,无法看清那里的一切,甚至根本看不到蒂加登星b的存在,只是通过大型天文望远镜分析恒星的光变和引力摄动,来估计那里的情况。如果要证实那里到底有没有蒂加登星人,最好的办法就是到那附近去看一看。可惜,现在人类的航天速度还处于蜗牛时代,虽然无人探测器通过行星引力弹弓效应已经达到了秒速200公里,但载人航天的速度还只能勉强达到第二宇宙速度,也就是每秒11.2公里。如果要飞出太阳系,至少要达到第三宇宙速度,即每秒16.7公里。如果载人航天在短期内达到第三宇宙速度,按每秒17公里的速度飞到蒂加登星去,一切都顺利的话,旅途也要22万年;即便无人探测器200公里秒速,飞往蒂加登星也需要18700多年。因此,要去蒂加登星看一看的愿望,在今天还只能是个不切实际的梦。这样,那里有没有蒂加登星人,就无法定论了。不过科学家通过分析,认为那里的生命存在条件并没有上述说的那么悲观,主要原因如下:1、蒂加登星的年龄至少已经有80亿岁了,这样比太阳就大了约35亿岁,作为红矮星年轻气盛的耀星时期已经过去了,恒星运行已经平稳多了,因此对蒂加登星b就友好多了,不至于有那么恶劣的辐射环境。2、即便蒂加登星的大气被吹跑了,又没有地磁保护,但只要有海洋存在,同样可以孕育和生存生命,因为海洋可以隔离和吸收辐射,生命可以生存在深水里。3、即便被潮汐锁定,一面固定对着恒星,另一面永远得不到光照,但如果有空气流动的话,依然能够传递热量,让背面也能感受到温暖;而且,在晨昏带,就是白天与黑夜的交界处,还有一圈恒温带,完全适宜生命存在。4、相对太阳这样的黄矮星,红矮星寿命超长,因此具有让生命稳定生存很长的时期,这个时间长达几百上千亿年,蒂加登星寿命可达万亿年。而太阳寿命只有100亿岁,而且让地球生命宜居的时间只有10~15亿年。5、现在的蒂加登星b比地球年龄大了35亿岁,如果蒂加登星人像人类一样的时间出现,现在文明已经有35亿年了,那是何等先进的文明啊。所以,科学家们还是看好那里的生命,更期盼着那里出现文明。如果那里真的存在高级别文明,我们去不了,说不定哪天蒂加登星人就来到我们面前呢。