無垠的宇宙給了我們無限的遐想,幾千年來人們對這浩瀚的宇宙進行觀察研究,如今我們能利用現代科技更好的認識和探索我們賴以生存的空間。在這個過程中我們發明的宇宙飛船、太空站、運載火箭、衛星、探測器等。不斷的探索不斷的發現,也推動了人類的進步和科技的發展。本組視頻讓我們更深入的了解人類對宇宙太空的奧秘,講解了超新星的行程過程,講解了太空站的構成與工作原理、太空行走的過程、展示外星探測器的工作和取得的成果,演示行星之間的相互影響,還能學習到宇宙黑洞、太陽耀斑、超級能量、外星生命等等知識。
小時候,聽說過一種星,質量非常非常大,達到每立方厘米幾億噸,當時想,如果是我們人站在這樣的星星上,那不,頃刻間,像被吸收掉一樣,化成非常非常小的顆粒,這實在難以想象!?
這樣的星,就是中子星,也叫脈沖星。
氫原子由一個質子和一個電子組成,質子是電子質量的1836倍,而氫原子核只有原子大小的幾千億分之一,如果氫原子是人民大會堂,原子核只能是個芝麻大小,因此,當核外電子壓入原子核后,質子就成了中子,而體積被極大縮小,中子星如此大密度就是這樣產生的。
20世紀60年代,也就是我出生前的7年,英國劍橋大學安東尼、休伊什教授和他的研究小組,通過射電望遠鏡發現了天空一個脈沖閃爍源,這是人類發現的第一顆脈沖星,40年來,人類已經發現了1850顆中子星。
處在脈沖星模型中心的中子星直徑只有20~30千米,質量約為太陽的1.4倍,但有不可思議的巨大密度,每立方厘米上億噸(想想看,上萬艘萬噸巨輪被壓縮成比一塊方糖還小)。而且,中子星的轉速極高,已知最高轉速716圈/秒,磁場更是地球磁場的十幾億倍,隨著高速旋轉,形成方向極強的輻射錐,輻射范圍覆蓋除射電頻段外,還有可見光、X射線、Y射線等高能頻段。
我們銀河系有大約2~3千億顆恒星,根據演進推算,約有20~50萬顆中子星,如果20%的輻射能達到地球,我們應該可以觀測到7萬顆,最初發現的100顆都是正常單脈沖星,目前發現的品種和數目都是有:
毫秒脈沖星 200
脈沖雙星 130
X射線脈沖星 80
反常X射線脈沖星 12
磁星 6
星團中的脈沖星 98
銀河系之外脈沖星 25
雙脈沖星 1
消零脈沖星 100
轉動射電射電暫變源 11
自轉周期小于20毫秒的成為毫秒級脈沖星,輻射較弱,周期穩定,計時性最好,這個計時性好到什么程度呢?新發現的毫秒級脈沖星PSR J0437-47一年的觀測穩定度,好于美國海軍天文臺和德國技術物理研究所兩個原子計時系統15年的觀測。
脈沖星自轉周期來看,單脈沖星周期集中在1秒左右,最長8.5秒,脈沖雙星,周期在幾十毫秒,最短1.39毫秒,反常X射線脈沖星,周期可長達幾十秒。
脈沖星作為導航和計時有非常好的前景,使未來飛行器飛出太陽系,進入無垠的外空間有了更精確的坐標,當然,脈沖導航技術依然有應用方面的難度,是國內外研究的熱門。
脈沖星
脈沖星被認為是“死亡之星”,是恒星在超新星階段爆發后的產物。超新星爆發之后,就只剩下了一個“核”,僅有幾十公里大小,它的旋轉速度很快,有的甚至可以達到每秒714圈。在旋轉過程中,它的磁場會使它形成強烈的電波向外界輻射,脈沖星就像是宇宙中的燈塔,源源不斷地向外界發射電磁波,這種電磁波是間歇性的,而且有著很強的規律性。正是由于其強烈的規律性,脈沖星被認為是宇宙中最精確的時鐘。
脈沖星的特征
脈沖星靠消耗自轉能而彌補輻射出去的能量,因而自轉會逐漸放慢。但是這種變慢非常緩慢,以致于信號周期的精確度能夠超過原子鐘。而從脈沖星的周期就可以推測出其年齡的大小,周期越短的脈沖星越年輕?! ∶}沖星的特征除高速自轉外,還具有極強的磁場,電子從磁極射出,輻射具有很強的方向性。由于脈沖星的自轉軸和它的磁軸不重合,在自轉中,當輻射向著觀測者時,觀測者就接收到了脈沖。到1999年,已發現1000顆脈沖星。
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