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第7章 psr b1919+21(第2页)

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;1965年,剑桥团队自己也观测到一个“每秒闪烁一次”

的信号,但后来证明是人造卫星的反射。

这些“疑似信号”

让天文学家意识到:宇宙中可能存在一种能发出周期性射电脉冲的天体,但没有人能确定它的本质。

而贝尔的任务,就是要找到这个“天体”

——或者证明它不存在。

二、贝尔的“烦恼”

:从“干扰信号”

到“宇宙灯塔”

1967年夏天,贝尔开始分析lfrt的观测数据。

她把望远镜对准天空的一个个小区域,记录下每个区域的射电信号,然后用打孔纸带打印出来——每一条纸带对应一个小时的观测,上面的花纹是信号的强度随时间的变化。

21第一个“异常”

:815hz频段的“梳子信号”

7月的一个夜晚,贝尔在分析815hz频段的数据时,发现了一张奇怪的纸带:上面的信号不是随机的噪音,而是每隔1337秒出现一个脉冲,就像一把梳子的齿,整齐地排列在时间轴上。

“这是什么?”

她标记下来,继续分析其他区域。

接下来的几周,她又发现了三个类似的信号——它们的周期分别是12秒、16秒和07秒,都来自天空的不同位置。

贝尔的第一反应是“干扰”

:会不会是附近的雷达?或者是电离层的反射?她检查了所有可能的干扰源,甚至爬上望远镜的支架,查看天线有没有被鸟粪覆盖——但信号依然存在。

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22休伊什的“直觉”

:这不是噪声,是天体当贝尔把结果拿给休伊什时,休伊什没有像其他人那样否定,反而兴奋起来:“这不是干扰,这是天体的信号!”

他的理由很简单:信号的周期性太规则了——人造卫星的轨道周期是几分钟,不可能这么短;信号的稳定性太高了——持续了几周都没有变化,不可能是电离层的随机波动;信号的方向性——它们来自天空的不同区域,说明是宇宙中的天体在发射。

休伊什给这种未知天体起了个名字:“lg-1”

(littlegreenn,小绿人)——开玩笑说,可能是外星文明的信号。

但私下里,他知道,这更可能是一种未知的天体物理现象。

23验证:排除所有“不可能”

为了确认信号的来源,贝尔和休伊什做了三件事:跟踪观测:他们用望远镜持续跟踪信号源,发现信号的周期和强度都没有变化——排除了人造物体的可能;色散测量:射电波穿过星际介质时,高频波会比低频波传播得快,导致脉冲“展宽”

通过测量色散量,他们计算出信号源的距离约2000光年——来自银河系内的恒星;排除其他模型:他们考虑了所有已知的天体:白矮星?不可能,因为白矮星的自转周期太长(几小时到几天);黑洞?不可能,因为黑洞不会发出射电信号;类星体?不可能,因为类星体的信号是连续的,不是脉冲。

三、脉冲星的确认:中子星的“现身”

1968年2月,休伊什和贝尔在《自然》杂志上发表论文《旋转中子星的射电脉冲》(radiopulsesfroarotatgneutronstar),正式宣布:他们发现了一种新型天体——脉冲星,本质是旋转的中子星。

31中子星的理论基础:从“不可能”

到“必须存在”

要理解脉冲星的本质,必须先回顾中子星的理论:1931年,印度天文学家苏布拉马尼扬·钱德拉塞卡(subrahanyanchandrasekhar)计算出:当恒星的质量超过14倍太阳质量(奥本海默-沃尔科夫极限)时,电子简并压力无法对抗引力,核心会坍缩成中子星——一种密度极高的天体(1立方厘米的质量相当于1亿吨)。

1934年,沃尔特·巴德(walterbaade)和弗里茨·兹威基(fritzicky)提出:超新星爆发后,恒星的核心会坍缩成中子星,并释放出巨大的能量。

但在此之前,中子星只是理论上的“数学解”

——没有人观测到它的存在。

而脉冲星的发现,正好填补了这个空白。

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