(Translated by https://www.hiragana.jp/)
脉冲星 - 维基百科,自由的百科全书

脉冲ぼし

こう磁化じか快速かいそく旋轉せんてんてき中子なかごぼしあるしろ矮星
重定しげさだこうみゃく衝星

脉冲ぼし英語えいごPulsar),またたたえなみ[1]高度こうど磁化じかてき旋转致密ぼし通常つうじょう中子なかごぼしただし也有やゆうしろ矮星),其磁极发出电磁辐射たば[2]。 仅当发射こうたば指向しこう地球ちきゅう时才以观察到此辐(类似于仅とうしょうこう指向しこう观察しゃてき方向ほうこう时才以看いたとうてき方式ほうしき),并且该辐しゃ发射てき脉冲形式けいしきてき原因げんいん中子なかごぼし非常ひじょう密集みっしゅう具有ぐゆうたんてき规则旋转周期しゅうき。 对于单个脉冲ぼし,这会ざい脉冲间产せい非常ひじょうせい确的间隔,范围从毫びょういたびょう。 脉冲ほしただしちょうこうのう宇宙うちゅうしゃ线みなもとてきこう选者いち。 (另请さん加速かそくてき离心つくえせいえいCentrifugal mechanism of acceleration。)

ふね脉冲ぼしてき脈動みゃくどう循環じゅんかんゆかり费米とぎ玛射线空间望远镜てきだい面積めんせき望遠鏡ぼうえんきょう接收せっしゅういたてき光子こうし建立こんりゅうしき
脉冲ぼし旋转てきしめせ动画。ちゅう间的球体きゅうたい表示ひょうじ中子なかごぼしきょく线表示ひょうじ磁场线,而突出とっしゅつてき圆锥たい表示ひょうじ发射

脉冲ぼしてき周期しゅうき使它们なり为天文学ぶんがく非常ひじょう有用ゆうようてき工具こうぐざいそうほし中子なかごほしけいちゅう对脉冲星てき观测もちいらい间接确认引力いんりょく辐射てき存在そんざいざい脉冲ぼしPSR B1257+12附近ふきん发现りょうだいいちふとし阳系外行そとゆきほし。 1983ねん,检测いたぼう些类がたてき脉冲ぼしとう时它们在保持ほじ时间方面ほうめんちょう过了原子げんしてき精度せいど[3]

观测てき历史

编辑

发现

编辑
 
 
约瑟琳·贝尔·はく奈尔, 1967ねん6がつ

1967ねん10がつ剑桥大学だいがく卡文すすむ许实验室(Cavendish Laboratory)てき安東あんどう·きゅう(Antony Hewish)教授きょうじゅてき研究生けんきゅうせい——24岁的乔丝琳·贝尔·はく奈尔(Jocelyn Bell Burnell)检测电望远镜おさむいたてき信号しんごう时无意中いちゅう发现りょう一些有规律的脉冲信号,它们てき周期しゅうきじゅうふん稳定,为1.337びょうおこりはつ她以为这そとほしじんしょう绿人”(LGM, Little Green Man)发来てき信号しんごうただしざいせっらいいた半年はんとしてき时间さとまた陆陆续续发现りょうすう个这样的脉冲信号しんごうきさきらいじん们确认这いち类新てき天体てんたい,并把它命名めいめい为「脉冲ぼし」。脉冲ぼしあずか类星たい宇宙うちゅうほろなみ背景はいけい辐射ほし际有つくえ分子ぶんし一道いちどう,并称为20せい纪60年代ねんだい天文学てんもんがくよんだい发现”。安東あんどう·きゅういん脉冲ぼしてき发现而荣获1974ねんてき诺贝尔物理学りがくつきかんじん们对乔丝琳·贝尔·はく奈尔のう获奖而颇ゆうほろ词。

值得いちひさげてき,1967ねんおもねひしげ斯加弹道导弹预警中心ちゅうしんてきかみなり达控せいじん员也观察到りょう一些脉冲信号源并确认他们来自天体。这一发现早于剑桥大学的研究人员,ただしよし于军ごとみつ要求ようきゅうちょくいた21せい纪解みつこれざい世人せじんしょ[4]

中子なかごぼしてき存在そんざい沃爾とく·ともえいさお(Walter Baade)どるさといばら·兹威もと(Fritz Zwicky)於1934ねんくび提出ていしゅつてき當時とうじ們認ため超新星ちょうしんせいしょうさんせい一個主要由中子組成的小而密集的恆星こうせい[5]もと於磁せいしゅじょぼしてき磁通りょう守恆もりつねてきそうほうらくとく韦克·沃尔彻(Lodewijk Woltjer)於1964ねん提出ていしゅつ,這樣てき中子なかごぼし可能かのう包含ほうがんてき磁場じばだか达1014 いた 1016 G.[6]。1967ねんそくざい發現はつげんみゃく衝星ぜんひさどるらん·帕西あま(Franco Pacini)提出ていしゅつりょういち旋轉せんてんてき具有ぐゆう磁場じばてき中子なかごぼしかい發出はっしゅつ輻射ふくしゃ,甚至指出さしで這種のうりょう以被泵送いた中子なかごぼし周圍しゅういてき超新星ちょうしんせい遗迹ちゅうれいかにじょう星雲せいうん[7]ざい發現はつげんだいいちみゃく衝星·ほこなんじとく(Thomas Gold)獨立どくりつ提出ていしゅつりょういち類似るいじ帕西あま(Pacini)てき旋轉せんてん中子なかごぼし模型もけいなみ明確めいかく指出さしで該模がた解釋かいしゃく贝尔·はく奈尔(Bell Burnell)きゅう(Hewish)觀測かんそくいたてきみゃく輻射ふくしゃ[8] 。1968ねん,Richard V. E. Lovelaceあずか合作がっさくしゃいちおこり使用しようおもねかみなり西にしはく天文台てんもんだい發現はつげんりょうかにじょう星雲せいうんみゃく衝星てき  ms[9] [10]かにじょうほしうん脉冲ぼしてき發現はつげんためみゃく衝星てき旋轉せんてん中子なかごぼし模型もけい提供ていきょうりょうしょう[11]かにじょうほしうん脉冲ぼしてき33毫秒みゃく衝週ふとしたん無法むほうあずか其他建議けんぎてきみゃく衝星發射はっしゃ模型もけい保持ほじ一致いっち。 此外,これ所以ゆえん如此命名めいめいいんため它位於かにじょう星雲せいうん的中てきちゅうしんあずか1933ねんたいともえいさお(Baade)かず兹威もと(Zwicky)てきあずかはか一致いっち[12]

里程りてい发现

编辑
 
ふね脉冲ぼし及其しゅう围的脉冲风星うん

1974ねん约瑟おっと·たい(Joseph Hooton Taylor, Jr.)ひしげふさが尔·赫尔斯(Russell Hulse)共同きょうどう发现史上しじょうだいいち个位于そうほしけいてき脉冲ぼしPSR B1913+16,并通过对其深入ふかいり研究けんきゅうくび发现引力いんりょく存在そんざいてき间接定量ていりょう证据, 爱因斯坦广义しょう对论てきいち项重よう验证。这颗脉冲ぼし绕轨どう运行てき另一个中子なかごぼしただゆう八小时的运行时间。爱因斯坦てき广义しょう对论论预测,该系统应发出强大きょうだいてき引力いんりょく辐射使つかい轨道ざいしつ轨道のうりょうえいSpecific orbital energy不断ふだんおさむ缩。对脉冲星てき观测很快证实りょう这一预测,为重力じゅうりょくてき存在そんざい提供ていきょうりょうだいいち个证すえ。 截至2010ねん,对该脉冲ぼしてき观测仍与广义しょう对论保持ほじ一致いっち[13]。 1993ねんたい勒和赫尔斯因发现该脉冲星而获とくりょう诺贝尔物理学りがく[14]

1982ねんから·贝克えいDon Backer(Don Backer)领导てき一个小组发现了脉冲星PSR B1937+21,其旋转周仅为1.6毫秒(38,500 rpm)[15]ひさてき观测表明ひょうめい,它的磁场普通ふつう脉冲ほしじゃくとく,而进一步的发现巩固了这样一种观念,そくやめ经发现了いち种新がた天体てんたいそく毫秒脉冲ぼし”(MSP)。 MSP认为X线联ぼしてきさい终产ぶつよし于MSP异常快速かいそく且稳じょうてき旋转,天文学てんもんがく以将其用さくあずか地球ちきゅうじょうさいけい原子げんしてき稳定せいしょう媲美てき时钟。

1992ねんれき山大やまだい·沃爾茲森(Aleksander Wolszczan)ざいPSR B1257+12附近ふきん发现りょうだいいちふとし阳系外行そとゆきほし。 这一发现提供了有关ふとし阳系外行そとゆきほし广泛存在そんざいてき重要じゅうよう证据,つきかんにんなに生命せいめい形式けいしき不可能ふかのうざい脉冲ぼし附近ふきんてききょう辐射环境ちゅう生存せいぞん

2016ねんてんさそりAR认为だい一个这样的脉冲星,ざい其中紧凑てき天体てんたいしろ矮星而不中子なかごぼし[16]

形成けいせいつくえせい,关闭

编辑
 
きりがた掃射そうしゃ
 
かにじょう星雲せいうん脉冲ぼしてきX线/见光なみだん合成ごうせい图像

1968ねん有人ゆうじん提出ていしゅつ脉冲ぼし快速かいそく旋转てき中子なかごぼし[17]中子なかごぼし具有ぐゆうきょう磁场,运动てき带电粒子りゅうし发出どう辐射形成けいせいあずか中子なかごぼし一起转动的射电波束。よし中子なかごぼしてき转轴磁轴いち般并重合じゅうごうまいとう电波たば扫过地球ちきゅう时,就接收せっしゅういたいち脉冲

恒星こうせいざいえんじ末期まっき缺乏けつぼう继续もえ烧所需要じゅようてきかくはん应原りょう内部ないぶ辐射压くだていゆかり于其自身じしんてき引力いんりょく作用さよう逐渐坍缩。质量夠大(やくすうばい太陽たいよう質量しつりょう)てき恒星こうせい坍缩きさきもたれ电子简并压力あずか引力いんりょくしょうこう衡,なりしろ矮星,而在质量这還だいてき恒星こうせいさとめん,电子压入原子核げんしかく形成けいせい中子なかご,这时こう恒星こうせいもたれ中子なかごてき简并压与引力いんりょく保持ほじ平衡へいこう,这就中子なかごぼし典型てんけい中子なかごぼしてき半径はんけいただゆう几公さといたじゅう几公さと,质量却在1-2ばいふとし阳质りょう间,いん此其密度みつど以达いたまい立方りっぽうりんまいじょう亿吨。よし于恒ぼしざい坍缩てき时候すみ动量守恒もりつね,坍缩なり半径はんけい很小てき中子なかごぼしきさき转速往往おうおう非常ひじょうこころよまたいん为恒ぼし磁场てき磁轴あずか转轴通常つうじょう平行へいこうゆうてき夹角甚至达到90,而电磁ただのう从磁极的位置いち发射出来でき形成けいせい圆锥がたてき辐射

此外,ざいみゃく衝星便びん中子なかごぼしてき證據しょうこちゅう,其中いち便びんわが們在かにじょう星雲せいうん(M1;ばらてんせききゃくぼし,SN 1054)確實かくじつ發現はつげんりょういちしゅうやく0.033sてきみゃく衝星。

脉冲ぼしもたれ消耗しょうもう转能而弥补辐射出しゃしゅつてきのうりょういん而自转会逐渐放慢。ただし这种变慢非常ひじょう缓慢,以致于信ごう周期しゅうきてきせい确度のう够超过原子げんし[18][19] 而从脉冲ぼしてき周期しゅうき就可以推测出其年龄的大小だいしょう周期しゅうきえつたんてき脉冲ぼし越年えつねん轻。

とう脉冲ぼしてき旋周充分じゅうぶん减慢时,无线电脉冲星つくえせい认为かい关闭(ところ谓的“死亡しぼう线”)。 这种关闭乎发せいざいだい约1000まん–1亿年きさき,这意味いみざい宇宙うちゅう136亿年てきとし龄产せいてき所有しょゆう中子なかごぼしちゅうだい约99%さい脉动[20]

儘管じん普遍ふへん接受せつじゅみゃく衝星快速かいそく旋轉せんてんてき中子なかごぼしてき一般いっぱん情況じょうきょうただし马克斯·ろうかつがい物理ぶつり研究所けんきゅうじょてき沃納·かいかつなんじ(Werner Becker )ざい2006ねん表示ひょうじ:“そく使つかいざいきん40ねんてき工作こうさくきさきみゃく衝星如何いか發射はっしゃ輻射ふくしゃてき理論りろん仍處於起階段かいだん。” [21]

毫秒脉冲ぼし

编辑

20せい纪80年代ねんだいにん们又发现りょういち类所谓的毫秒脉冲ぼし,它们てき周期しゅうき非常ひじょうたんただゆう毫秒りょう级,これまえてき仪器虽然のうさがせ测到,ただし很难はた脉冲ぶんべん出来でき研究けんきゅう发现毫秒脉冲ぼし并不ねん轻,这就对传统的“周期しゅうきこしたん越年えつねん轻”てき提出ていしゅつりょう挑战。进一步的研究发现毫秒脉冲星与密接みっせつれんぼしゆう关。

脉冲そうほし

编辑

1974ねん美国びくにてきひしげふさが尔·赫尔斯约瑟おっと·たい发现りょうだい一个脉冲双星系统。它由いち颗脉冲星,PSR 1913+16あずか一颗中子星构成,轨道周期しゅうき很短,仅为7.75しょう时。轨道てき偏心へんしんりつ为0.617。とう两颗ほし相互そうごもたれ很近时,极强てき引力いんりょく辐射かい导致它们てき距离いよいよもたれきん,轨道周期しゅうきかい逐渐变短。つう过精确地测量しゃ电脉冲双ぼし轨道周期しゅうきてき变化以检测引力いんりょくてき存在そんざい,验证广义しょう对论。赫尔斯和たい勒也いん此获とく1993ねんてき诺贝尔物理学りがく

2003ねん4がつ研究けんきゅうじん员发现PSRJ0737-3039Aてき周期しゅうき为22毫秒,并且ざいゆう规律变化。ひと们认为这一个罕见的双脉冲星系统,两颗ほし脉冲ぼし,并且辐射たば扫过地球ちきゅう。观测显示,这对そう脉冲ほしけい统的Aほしいち颗1.337ふとし阳质量的りょうてき毫秒脉冲ぼし周期しゅうき22毫秒,Bほしいち颗1.251ふとし阳质量的りょうてき正常せいじょう脉冲ぼし周期しゅうき2.27びょう。两颗ほし相互そうご环绕てき轨道周期しゅうき仅为2.4しょう时,轨道偏心へんしんりつ为0.088,平均へいきん速度そくど达到0.1%光速こうそく。这个そう脉冲ほしけい统的发现为检测引力いんりょくてき存在そんざい带来りょうしんてき希望きぼう

命名めいめい规则

编辑

脉冲ぼしてき命名めいめいよし脉冲ぼし英文えいぶんPulsating Source of Radioてき缩写PSRじょうあかあかすわ标组なり。如PSR B1937+21,1937ゆび该脉冲星あか19 h 37 m,+21ゆび其位于あか+21°,B意味いみあか经赤纬值归算いた历元1950ねんてき值。此外,J表示ひょうじあか经赤纬值归算いた历元2000ねんてき值。

ざいおこりはつぞうCP 1919いち样,天文台てんもんだい使用しようてきいち个字はは,脉冲ぼしてき使用しようてき字母じぼP,而RAてき度数どすうぶんかず使用しよう两位すう代表だいひょう天文台てんもんだいてき一个字母的含义如下。

现代惯例ざい较旧てき数字すうじ前面ぜんめんじょういち个B(れい如PSR B1919+21),其中B表示ひょうじすわ标是1950.0纪元。 所有しょゆうしんてき脉冲ほしゆういち指示しじ2000.0すわ标的J,还具有ぐゆう包括ほうかつぶん钟在内的ないてきへんかくれい如PSR J1921+2153)。 ざい1993ねんぜん发现てき脉冲ぼし倾向于保留ほりゅう其B名称めいしょう而不使用しよう其J名称めいしょうれい如,PSR J1921+2153さら通常つうじょうしょう为PSR B1919 + 21)。 最近さいきん发现てき脉冲ぼしただゆうJ名称めいしょうれいPSR J0437−4715)。 所有しょゆう脉冲ほしゆういち个J名称めいしょう提供ていきょう在天ざいてん空中くうちゅう位置いちてきさらせい确坐标[22]

ぶん

编辑

すえ电磁辐射动力てきらいげん天文学てんもんがく目前もくぜんやめ三类不同的脉冲星:

つきかん所有しょゆう这三类物体都是中子なかごぼしただし它们てき观察ぎょう为和基本きほん物理ぶつりがく却大あいどうただし存在そんざいいち些连せっれい如,X线脉冲星可能かのう曾经旋转动力脉冲ぼしやめ经失りょうだい部分ぶぶん动力,并且ただゆうざいれんぼし同伴どうはん膨胀并开はじめしょうぶつ质转うつりいた中子なかごぼしきさきざいおもしん见。

著名ちょめいてき脉冲ぼし

编辑
300 pc以内いないてき脉冲ぼし[23]
PSR 距离
(pc)
とし
(Myr)
J0030+0451 244 7,580
J0108−1431 238 166
J0437−4715 156 1,590
J0633+1746 156 0.342
J0659+1414 290 0.111
J0835−4510 290 0.0113
J0453+0755 260 17.5
J1045−4509 300 6,710
J1741−2054 250 0.387
J1856−3754 161 3.76
J2144−3933 165 272
 
费米とぎ玛射线空间望远镜さがせ测到てきとぎ马射线脉冲星。

此处れつてき脉冲ぼしよう么是最早もはや发现てき这种脉冲ぼしよう么就代表だいひょうやめ脉冲ぼし种类ぐんちゅうぼう种类がたてき极端事件じけんれい如,测量周期しゅうき最短さいたん

  • 发现てきだいいち颗脉冲星:CP 1919(现在命名めいめいPSR1919+21),也就じょうぶん贝尔しょうあね发现てき颗脉冲星,狐狸こり方向ほうこう,脉冲周期しゅうき1.33730119227びょう,脉冲宽度0.04びょう。1967ねん发现(Nature 217,709-713,1968)。
  • 发现てきだいいち颗脉冲双ぼしPSR B1913+16
  • 发现てきだい一个毫秒脉冲星:PSR B1937+21
  • 发现てきだい一颗带有行星系统的脉冲星:PSR B1257+12
  • 发现てきだい一颗双脉冲星系统:PSR J0737-3039
  • 发现てきだいいち个X线脉冲星:はんにん马座X-3
  • さいあきらてきみゃく衝星(ざい電波でんぱしきりつ):ふね脉冲ぼし(PSR J0835-4510 ある PSR B0833-45)
  • さいあきらてき毫秒みゃく衝星:PSR J0437−4715
  • 最短さいたんしゅうてき脉冲ぼしPSR J1748-2446adしゅう时间约为〜0.0014びょうある〜1.4毫秒(每秒まいびょう自轉じてん716)。
  • さい长的脉冲ぼし周期しゅうき为118.2びょう,也是ただ一已知的白矮星脉冲星てんさそりAR

图库

编辑

まいり

编辑

参考さんこう文献ぶんけん

编辑
  1. ^ はた一男かずお. なみ霎閃耀憶くんやま. 科學かがくじん. 2018, 200 [2023-07-26]. (原始げんし内容ないようそん于2023-07-26) ちゅうぶん臺灣たいわん)). 
  2. ^ NASA's NICER Delivers Best-ever Pulsar Measurements, 1st Surface Map. [2021-03-06]. (原始げんし内容ないようそん于2021-03-01). 
  3. ^ Sullivan, Walter. PULSAR TERMED MOST ACCURATE 'CLOCK' IN SKY. NY Times. The New York Times. February 9, 1983 [January 15, 2018]. (原始げんし内容ないようそん于2021-04-28). 
  4. ^ An Independent 1967 Discovery of Pulsars. 40 YEARS OF PULSARS: Millisecond Pulsars, Magnetars and More. AIP Conference Proceedings, Volume 983, pp. 642-645 (2008). 
  5. ^ Baade, W.; Zwicky, F. Remarks on Super-Novae and Cosmic Rays (PDF). Physical Review. 1934, 46 (1): 76 [2021-03-10]. Bibcode:1934PhRv...46...76B. doi:10.1103/PhysRev.46.76.2. (原始げんし内容ないようそん (PDF)于2021-02-24). 
  6. ^ Woltjer, L. X-rays and Type I Supernova Remnants. Astrophysical Journal. 1964, 140: 1309 [2021-03-10]. Bibcode:1964ApJ...140.1309W. doi:10.1086/148028. (原始げんし内容ないようそん于2020-05-10). 
  7. ^ Pacini, F. Energy Emission from a Neutron Star. Nature. 1967, 216 (5115): 567–568. Bibcode:1967Natur.216..567P. S2CID 4282721. doi:10.1038/216567a0. 
  8. ^ Gold, T. Rotating Neutron Stars as the Origin of the Pulsating Radio Sources. Nature. 1968, 218 (5143): 731–732. Bibcode:1968Natur.218..731G. S2CID 4217682. doi:10.1038/218731a0. 
  9. ^ ``Crab nebula pulsar NP 0532页面そん档备份そん互联网档あん) 1969, J. M. Comella, H. D. Craft, R. V. E. Lovelace, J. M. Sutton, G. L. Tyler Nature 221 (5179), 453-454
  10. ^ ``Digital Search Methods for Pulsars页面そん档备份そん互联网档あん) 1969, R. V. E. Lovelace, J. M. Sutton, E. E. Salpeter Nature 222 (5190), 231-233
  11. ^ ``On the discovery of the period of the Crab Nebula pulsar页面そん档备份そん互联网档あん) R. V. E. Lovelace and G. L. Tyler 2012, The Observatory, 132, 186.
  12. ^ Lyne & Graham-Smith, pp. 1–7 (1998).
  13. ^ Weisberg, J.M.; Nice, D.J. & Taylor, J.H. Timing measurements of the relativistic binary pulsar PSR B1913+ 16. The Astrophysical Journal. 2010, 722 (2): 1030–1034. Bibcode:2010ApJ...722.1030W. S2CID 118573183. arXiv:1011.0718 . doi:10.1088/0004-637X/722/2/1030. 
  14. ^ Nobel Prize in Physics 1993. [2010-01-07]. (原始げんし内容ないようそん于2012-06-22). 
  15. ^ D. Backer; Kulkarni, Shrinivas R.; Heiles, Carl; Davis, M. M.; Goss, W. M. A millisecond pulsar. Nature. 1982, 300 (5893): 315–318. Bibcode:1982Natur.300..615B. S2CID 4247734. doi:10.1038/300615a0. 
  16. ^ Buckley, D. A. H.; Meintjes, P. J.; Potter, S. B.; Marsh, T. R.; Gänsicke, B. T. Polarimetric evidence of a white dwarf pulsar in the binary system AR Scorpii. Nature Astronomy. 2017-01-23, 1 (2): 0029. Bibcode:2017NatAs...1E..29B. ISSN 2397-3366. S2CID 15683792. arXiv:1612.03185 . doi:10.1038/s41550-016-0029 えい语). 
  17. ^ Gold, T., Pacini, F., 1968, Astrophysical Journal, 152, L115. NASA ADS
  18. ^ Marissa Cevallos, Science News,"HOW TO USE A PULSAR TO FIND STARBUCKS"[1]页面そん档备份そん互联网档あん),Discovery News,Wed Nov 24, 2010 10:21 AM ET .
  19. ^ Angelo Tartaglia,Matteo Luca Ruggiero,Emiliano Capolongo,"A null frame for spacetime positioning by means of pulsating sources"[2]页面そん档备份そん互联网档あん),arxiv.org,Oct.10th 2010.
  20. ^ Pulsars. www.cv.nrao.edu. [2021-03-10]. (原始げんし内容ないようそん于2020-11-12). 
  21. ^ Old Pulsars Still Have New Tricks to Teach Us. Staff. ESA. 26 July 2006 [30 April 2013]. (原始げんし内容ないようそん于2012-10-19). 
  22. ^ Lyne, Andrew G.; Graham-Smith, Francis. Pulsar Astronomy. Cambridge University Press, 1998.
  23. ^ 引用いんよう错误:ぼつゆう为名为aj141_5_165てき参考さんこう文献ぶんけん提供ていきょう内容ないよう

外部がいぶ链接

编辑