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第1篇幅提过,中子星磁场是地球的万亿倍,但没人知道它具体怎么“发威”
。
直到2015年,费米伽马射线太空望远镜的一次观测,揭开了这个“宇宙鞭子”
的秘密。
,!
那天,小苏兴奋地打来电话:“林老师,psrb1937+21在‘抽鞭子’!
它的磁场把电子加速到接近光速,像鞭子抽打空气一样,发出伽马射线暴,持续了01秒!”
林默想象着那个场景:1万光年外,脉冲星高速旋转,磁场线像拧紧的弹簧突然松开,释放出能量——电子在磁场中螺旋运动,发出从射电波到伽马射线的全波段辐射,像宇宙中的“彩虹瀑布”
。
“这鞭子还能‘扫地’呢,”
小苏继续说,“它把周围的星际气体推开,形成直径1光年的‘清洁区’,所以脉冲信号能传1万光年而不被干扰。”
林默想起1974年观测时,脉冲信号偶尔会有“毛刺”
。
现在他明白了:那是磁场“抽鞭子”
时的“火星子”
,偶尔溅到地球。
“原来它一直在‘表演’,我们当年只是看见了最基础的‘鼓点’。”
更让林默着迷的是“灯塔效应”
。
脉冲星的磁场轴和自转轴不重合,像倾斜的灯塔,每转一圈,辐射束扫过地球一次,形成我们看到的“脉冲”
。
“就像你拿着手电筒转圈,远处的人只会看见光闪一下,”
他给学生解释,“psrb1937+21的手电筒,每秒转641圈,所以我们每秒看见641次闪光。”
三、宇宙的“精密时钟”
:检验相对论的活标本psrb1937+21最厉害的本事,是当“宇宙时钟”
。
它的脉冲周期误差小于10-15秒,比人类最好的原子钟还准,成了检验爱因斯坦广义相对论的“活标本”
。
1992年,天文学家泰勒和赫尔斯用脉冲星双星系统验证了引力波,拿了诺贝尔奖。
而psrb1937+21的“单人舞”
,同样能测引力波——如果宇宙中有大质量天体(比如黑洞合并)产生的引力波经过地球,会轻微拉伸时空,让脉冲周期变长或变短。
“就像你在蹦床上跳,旁边有人跳一下,你的床也会晃,”
林默打比方,“psrb1937+21的‘床’(时空)被引力波晃了,我们就知道宇宙里发生了什么。”
2016年,ligo首次探测到引力波,林默立刻让小苏用psrb1937+21的数据比对。
结果令人振奋:引力波经过时,脉冲周期确实出现了00000000001秒的偏移,和ligo的数据完全吻合。
“它俩像两个证人在不同地点看到同一件事,互相印证了引力波的存在。”
更深远的应用在“脉冲星计时阵列”
。
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