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每颗脉冲星的周期并非恒定如一。我们能探测到的是中子星的旋转能(电磁辐射的来源)。每当脉冲星发射电磁辐射后,它就会失去一部分旋转能,且转速下降。通过月复一月,年复一年地测量它们的旋转周期,我们可以精确地推断出它们的转速降低了多少、在演变过程中能量损失了多少,甚至还能够推断出在因转速太低而无法发光之前,它们还能生存多长时间。
事实还证明,每颗脉冲星都有与众不同之处。有些亮度极高;有些会发生星震,顷刻间使转速陡增;有些在双星轨道上有伴星;还有数十颗脉冲星转速奇快(高达每秒钟一千次)。每次新发现都会带来一些新的、珍奇的资料,科学家可以利用这些资料帮助我们了解宇宙。
乔斯林·贝尔·博内尔与1974年诺贝尔物理学奖无缘:博内尔是安东尼·休伊什(Antony Hewish)的研究生,正是她首次发现了脉冲星。1968年,她和休伊什联名在《自然》杂志上公布了这一发现。1973年,她们又共同得到了美国富兰克林管理研究院颁发的迈克尔逊奖章。遗憾的是,就在1974年,当诺贝尔奖第一次授予天文学家时,博内尔的导师休伊什以及同事马丁·赖尔都榜上有名,但她自己却被拒在诺贝尔的殿堂之外。许多天文学家对此表示了愤怒,但也有人认为博内尔仅仅是做了收集数据的工作,而休伊什对数据的解释才是关键。博内尔从来没有去争论自己的落选,但绝大多数的报告都显示,她所做的绝非仅仅是进行早期的观察。
半个世纪后的回报:2018年9月6日,科学突破奖基础物理学奖评选委员会宣布,将基础物理学奖特别奖授予英国天体物理学家乔瑟琳·贝尔·伯奈尔,表彰她在1967年对发现脉冲星作出的关键贡献,以及她在科学界所发挥的积极领导作用,奖金为 300万美元。
相关信息:11月10日7时42分,华夏在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭,成功发射了脉冲星试验卫星。该星主要用于验证脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性,积累在轨试验数据,为脉冲星探测体制验证奠定技术基础。脉冲星被称作宇宙中的灯塔,它们特征明显、易于辨识,在宇宙中的定位位置比较精准。
脉冲星试验卫星属于太阳同步轨道卫星,卫星入轨后,将开展在轨技术试验,验证星载脉冲星探测器性能指标和空间环境适应性,积累在轨实测脉冲星数据,为脉冲星探测及技术体制验证奠定技术基础。
脉冲星和快速射电暴距离研究获进展:天文研究中,测量天体到地球的距离通常很困难,但距离是最基本的参数。脉冲星距离是进一步研究脉冲星起源、演化、分布以及辐射特性等所需最基本的参数。目前已发现的两千多颗脉冲星中仅约有十分之一的脉冲星具有测量距离(不依赖于模型的距离)。近年来,快速射电暴是天文观测中发现的一类起源未知的、色散量较大的、持续时间为毫秒级的射电脉冲。快速射电暴的距离对分析其起源以及与银河系的位置关系(河内源或河外源)非常重要。已探测到的17个快速射电暴中有红移测量的仅为两个。
脉冲星发现不久,科学家发现使用脉冲星测量距离以及色散量(DM)可构建银河系的电子密度模型。应用此模型可估测所有具有色散量测量的银河系内脉冲星的距离,且模型距离的精度极大依赖于已知距离测量的脉冲星数目、准确度。最近的银河系电子密度模型是NE2001模型,此模型主要描述了银河系内自由电子密度的分布。
近期,华夏科学院新疆天文台博士生姚菊枚构建了新的电子密度模型(简称YMW16)。相对已有模型,通过近十多年观测,YMW16具备以下有利条件:一、具有测量距离的脉冲星数目增加了一倍,且银河系结构参数精度提高;二、麦哲伦云脉冲星数目增加,对麦哲伦云结构认识得到提高;三、发现快速射电暴,研究了星系际介质自由电子密度的分布。研究人员紧抓时机,提出的YMW16不仅提高了银河系脉冲星模型距离精度,在95%的置信区间范围内优于NE2001近40%,且是第一个可用于估测麦哲伦云脉冲星及快速射电暴距离的模型。姚菊玫在澳大利亚天文台教授R. N. Maer与导师王娜的指导下,完成这项工作。相关研究成果已发表在《天体物理学杂志》(The Astrophysical Journal,2017, 835, 29)上。
在脉冲星研究方面,2021年5月“华夏天眼”团队首次找到脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。“这一发现是当前超新星模拟所不能解释的,挑战了现有中子星起源模型,也拓展了人类对极端物理条件下特殊天体起源的认识。”
截至2022年8月,FAST已发现的脉冲星超660颗。FAST已开展脉冲星计时系统研制和先进接收机系统研制,未来FAST还将深入脉冲星搜索的科学研究。
2023年6月消息,科学家利用“华夏天眼”FAST发现了一个轨道周期仅为53分钟的脉冲星双星系统,是目前发现的轨道周期最短的脉冲星双星系统,从观测上证实了蜘蛛类脉冲星从“红背”向“黑寡妇”系统演化的理论。该研究由华夏科学院国家天文台科研团队与国内外合作者完成,相关成果6月21日在国际学术期刊《自然》在线发表。
2023年7月,从FAST运行和发展中心获悉,被誉为“华夏天眼”的500米口径球面射电望远镜(FAST)已发现800余颗新脉冲星。