1968年,乔斯林·贝尔和安东尼·赫维什在剑桥郊外用一系列射电望远镜意外发现了脉冲星。
在20世纪60年代中期,观测者发现一些类星体(其监听电发射强度波动)比一些密度较小的监听电波更亮。安东尼·赫维什正在研究一种识别这些类星体的方法。出于这个原因,他设计了一个大型射电望远镜,这是穆拉德射电天文台的一部分,仍然留在离剑桥几英里远的地方。
这个“望远镜”看起来并不像我们印象中的传统射电望远镜。它由大约1000根柱子组成,排列整齐,插入地下。超过100英里的电线在它们之间延伸,形成了大约2000个偶极子。随着地球自转,望远镜实时扫描整个天空空。
乔斯林·贝尔就是在这个时候开始读博的。他是她的导师。贝尔的任务是操作望远镜并分析所有数据。望远镜产生了大量的图表数据,所有这些数据都需要人工分析。
贝尔立即探测到大量的地球干扰(射电天文学中的一个经常性问题),并确定了许多闪烁源。然而,在望远镜运行了一段时间后,乔斯林·贝尔探测到了一些东西,她称之为“***”。这个东西既不是干扰源,也不是闪烁源。它消失了一段时间,又出现了。贝尔在图表上看到,它的轨迹以一系列脉冲的形式出现,这些脉冲间隔均匀,大约每3秒钟出现一次。Hewish认为它们是人造的,因为只有3秒的间隙,这样的脉冲太不自然了。乔斯林·贝尔(Jocelyn Bell)认为这种脉冲可能不是人为干扰,而很可能源自一颗恒星,于是他们进行了进一步的研究。
他们逐一排除了潜在的人为干扰源,另一组研究人员也捕捉到了同样的信号,从而排除了仪器出错的可能。即便如此,问题依然扑朔迷离,他们已经考虑到这种来自远方的脉冲信号实际上可能是遥远宇宙中的一种生命形式。
在继续她的博士研究时,贝尔发现了仙后座A(本身是超新星遗迹)附近的第二个“渣滓”,并捕捉到了间隔约1秒的规则脉冲。至此,“***”是远方生命的可能性大大降低。翻看之前收集的图表,贝尔想找到更多的“***”。她发现了另外两个“***”和其他一些潜在的异常现象。
这些意想不到的发现让hewish和Bell确定,这既不是人类的干扰,也不是(很可能是)外星生命,而是一颗恒星发出的东西。他们和hewish Bell一起写下了他们的结论,并在《自然》杂志上发表了论文,引起了媒体的极大关注(尤其是关于宇宙中其他生命形式的),脉冲星的发现被公之于众。这也是20世纪最重要的天文发现之一。
安东尼·休伊什因发现脉冲星获得了1974年诺贝尔物理学奖,马丁·赖尔也是如此(他也曾在剑桥任教)。马丁的贡献主要来自于他对射电望远镜,尤其是合成孔径的研究。不幸的是,乔斯林·贝尔没有获奖,尽管她在脉冲星的发现中发挥了重要作用。
相关天文知识
脉冲星(英文:Pulsar,by pulse:And quasar<>:是一种具有超强磁场的旋转中子星,发出一束电磁辐射。只有当辐射光束指向地球时,我们才能探测到这种辐射(就像灯塔的光只有指向观察者时才能看到灯塔一样),也正因为如此,从地球上探测到的辐射光束就像一个脉冲信号。中子星质量巨大,自转规律,周期短。因此,脉冲星有非常精确的脉冲间隔,从毫秒到秒不等。天文学家将脉冲星视为超高能宇宙射线源(见离心加速机制英文页)。
脉冲星的稳定周期使其成为非常有用的工具。通过观测中子星双星系统中的一颗脉冲星,我们间接证实了重力辐射的存在。第一颗太阳系外行星在脉冲星PSR B1257+12附近被发现。某些类型的脉冲星可以在计时上与原子钟相匹配。
参考数据
1.WJ百科全书
2.天文术语
3.蒂姆·爱德华兹·物理链接
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