第八章现天课脉冲星
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1脉冲星科学是由理论和实验(对天文学来说是观测)来建立的,二者相互映照,时而这个领先,时而那个获胜。
中子星是理论预言领先于观测发现的最美妙事例之一。
杰姆斯·查德威克(James Chadwick)爵士1932年在实验室里发现中于并获得1935年的诺贝尔奖。
据说著名的俄国物理学家列夫·朗道(Lev Landau)和他的小组在发现中子后马上预测存在一种完全由中子组成的星,不幸的是,朗道没有立即发表自己的预测。
两年后,两位密切注意粒子物理学发展的美国天体物理学家摘取了果实。
由与白矮星类比而受到启发(拉尔夫·富勒提出白矮星是以电子简并压来支撑自身重量),弗里兹·兹维基和瓦尔特·巴德建议,中子能产生一种简并压,并能支持质量超过钱德拉塞卡极限的恒星残骸。
他们俩对1054年超新星的遗迹蟹状星云很有兴趣,星云中心有一个萎缩的天体,但不是白矮星。
第二次世界大战爆发前不久,罗伯特·奥本海默(Robert OPPenheimer,后来的原子弹之父)和沃尔科夫(G·V olkofD提出了一种严格意义上的中子星理论。
他们特别证明,对于质量与太阳相当的恒星,简并中子的流体静力学平衡是可以实现的。
他们的工作被天文界客气地置之一旁。
卡米尔·弗拉马里昂(Camme Nammaho…著名的《普通天文学》于1955年出版,在这本(首先激起我对天文学的热爱的)书中,仅有几行字提到兹维基的革命性理论,并说“这是些不可能由观测检验的含糊思想”。
观测检验不得不再等待12年。
1.1空中灯塔我在这儿搞一项新技术来拿博士学位,可一帮傻乎乎的小绿人却选择了我的天线和我的频率未同我们通讯。
——乔丝琳·贝尔(Jocelyn Bell) 1967年,剑桥大学一名年轻研究生乔丝琳·贝尔,从她的导师安托尼·休伊斯(Antnony Hewish)那里接受了一项任务,检查和改进用于测量遥远射电源辐射的新射电望远镜。
脉冲星的研究及其科学意义脉冲星是极端天体物理领域中比较重要的研究对象,因其特殊的物理特性和独特的发现历史而备受关注。
脉冲星本质上是一种巨大、沉重、极度致密的恒星残骸,其表面到处都笼罩着极强磁场,其旋转周期极短,高达每秒几百次甚至几千次,被广泛认为是宇宙中最稳定的天体。
本文将从脉冲星的发现历史、物理特点、研究对象等方面入手,深入探讨脉冲星的研究及其科学意义。
一、脉冲星的发现历史1958年,贝尔实验室的天文学家詹姆斯.克林特发现了一个奇怪的天体,它以旋转的方式发送着快速而规律的无线电脉冲,被称为脉冲星。
当时的科学家们非常惊讶,因为传统的天体物理学已经无法解释这样奇特的现象。
之后,人们经过长期的研究和探索,逐渐认识到了脉冲星这一新型天体的物理特性和天文意义。
此后,脉冲星成为了天文学、物理学和宇宙学等多个学科交叉研究的重要对象。
二、脉冲星的物理特点脉冲星具有许多特殊的物理特点和天文特性,主要包括以下几个方面。
(一)极端的致密度脉冲星是一类被极度压缩的恒星残骸,通常其质量为太阳质量的1-2倍,但体积仅为太阳体积的10公里左右。
这种密度已经超过了物理学界认为极限的值,也就是大约4x10^14克/厘米^3。
因此,脉冲星的压缩程度已经到达了超过范德华力、电磁力等所有基本相互作用力的极限,它们是人类目前所知宇宙中最密集的天体物质。
(二)极强的磁场脉冲星拥有极强的磁场,大约为10^12到10^15高斯。
这种强度远远超过了普通星体磁场的强度,它是由于脉冲星天体在形成的过程中发生了磁场大幅度增强的“磁演化”过程导致的。
这种强磁场对脉冲星的结构和运动具有极大的影响,例如它可以控制脉冲星的旋转和辐射过程,影响到脉冲星的辐射特性和天体物理特性。
(三)极快的自转脉冲星的旋转速率非常快,约从每秒10到每秒700次不等,其中部分脉冲星的自转速率甚至超过了每秒1000次。
脉冲星自转速率的这种快速旋转是由于气体落入脉冲星的磁场所产生的旋转磁场耦合效应所致。
脉冲星物理物理学家发现了一种新的类星体——脉冲星。
它们是最奇特、最明亮,也是最古怪的天体之一。
下面我给你介绍一下这种天体。
类星体是围绕它们恒星旋转的明亮的超新星遗迹。
脉冲星是中子星的原始状态。
但脉冲星已经存在了几十亿年。
目前,已知宇宙中有近1000颗脉冲星。
这些都是短暂的,只能在极高能电磁辐射的照射下观察到的。
然而,对于那些可以持续很长时间,每秒发射很多次的“低噪声脉冲星”,现在已经发现了上千个。
它们就像闪烁的灯光一样,几乎没有杂音,所以被称为脉冲星。
像巨大的闪烁的灯光一样闪烁着的原因是脉冲星周围的磁场比较弱,导致它们向相反的方向旋转,使得它们不断地发射出脉冲。
这些明亮的蓝色脉冲可以保持十万年以上。
每秒钟至少发射一次,由恒星引力支撑的脉冲是宇宙的“钟表”。
“一个喷射气流的原始核心”是什么意思呢?这就是脉冲星的喷射机制。
“磁场压缩”是指在中子星的周围有强大的压力将质量向外加速运动。
比如,有两个直径为100米的玻璃球,它们完全互相平行,放置在真空中。
当其中一个向相反的方向旋转时,另一个不会受到影响。
但当其中一个的轴线旋转了10°,另一个也会感受到这种力。
所以两者一起运动。
与此同时,随着距离的增加,它们之间的拉力越来越强,越来越明显。
因此,一旦中子星的重量达到一定程度,就会把自己的磁场分解成两部分,将内核和外壳进行分离。
结果,内核因失去磁场而收缩成一团液体,外壳仍然包裹着一层固体。
磁场还可以通过这种方式从一个区域传播到另一个区域。
中子星实际上是一个熔化了的小星体。
在中子星表面附近的任何东西都会迅速冷却,以避免变成中子星的一部分。
由于中子星表面的温度低,熔化的铁等金属只能慢慢冷却,直到形成中子星,而不是整个中子星融化。
一旦冷却,中子星表面就会逐渐释放出带电粒子,并形成电子等离子体,从而使中子星周围的磁场被压缩。
这一过程称为“磁场压缩”。
当中子星的磁场减弱时,电荷就会随之积聚。
由于强磁场的吸引力,电子等离子体开始下落,形成电流。
新版华师大版科学七年级上册第八章星空世界第1节、观天认星变化的星空一天中,星空自东向西旋转(以北极星为中心逆时针旋转原由:地球的自转。
一年中,跟着季节的更替而变化,形成了四时星空。
原由:地球的公转北极星的地点不发生变化,一直指向正北方向。
原由:北极星位于地轴的正上方。
恒星和行星恒星是自己能够发光发热的星体.行星是自己不可以发光靠反射恒星的光而发亮的星体.恒星在夜空中的相对地点变化不显然.行星在夜空中的相对地点变化显然.用肉眼能够看见5颗行星:金星、木星、水星、火星、土星星图和星座.星图上的方向是:上北下南,左东右西.现代天文学家把天空分红88个地区,即88个星座.需要知道的星座及恒星:大熊座(北斗七星)、小熊座(北极星)、天琴座(织女星)、天鹰座(牛郎星)、牧夫座、仙后座、天鹅座依据北斗七星辰柄的指向判断季节:斗柄指向东、南、西、北,对应的季节为春、夏、秋、冬。
4.找寻北极星:先找到北斗七星,而后将斗前二星连线,并朝斗口方向延伸约5倍距离,即能够找到北极星.第1 页在夜空中,人们用肉眼能够看到6000多颗星星,为了看到更多的星星,需要借助于天文望远镜.我国最大的天文望远镜安装在北京天文台.紫金山天文台有好多古代的天文仪器.有些恒星一年四时都能够看到,有些恒星永久也看不到,在_赤道_处能够看到全天的星空.有名的星座:(仙后座;夏天大三角:牛郎星、织女星、天津四)北极星——小熊座;北斗七星——大熊座;天狼星——大犬座牛郎星——天鹰座;织女星——天琴座;天津四——天鹅座第2节、太阳发光发热的太阳(太阳是离地球近来的恒星,与地球的均匀距离是亿千米。
植物的向光性、光合作用和叶镶嵌等都与太阳光有(亲密的关系。
(太阳是一颗气体(光球层、色球层和日冕层。
我们往常看到的是光球层,在日全食时可察看到日冕层。
(太阳活动:太阳黑子(光球层)、耀斑、日珥(色球层)和太阳风(日冕层)(太阳黑子:(1)是太阳表面因为温度较低而显得较暗的气体斑块。
科技名词定义中文名称:脉冲星英文名称:pulsar定义:有107—109T强磁场的快速自转中子星。
发射规则的毫秒至百秒级的短周期脉冲辐射是其基本特征。
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布求助编辑百科名片拖长尾巴的脉冲星脉冲星,就是变星的一种。
脉冲星是在1967年首次被发现的。
当时,还是一名女研究生的贝尔,发现狐狸星座有一颗星发出一种周期性的电波。
经过仔细分析,科学家认为这是一种未知的天体。
因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号,人们就把它命名为脉冲星。
中文名:脉冲星拼音:mai chong xing实质:变星的一种发现时间:1967年名称由来:不断地发出电磁脉冲信号目录定义脉冲星发射射电脉冲特性脉冲原因发现15岁女生发现新脉冲星特征毫秒脉冲星著名的脉冲星有关故事发现脉冲星最愚蠢的一脚摇摆舞行星脉冲双星双脉冲星脉冲双星与双脉冲星中学生发现脉冲星研究对人类的意义脉冲星发现者同名电影基本信息剧情简介同名游戏基本信息游戏简介展开定义脉冲星发射射电脉冲特性脉冲原因发现15岁女生发现新脉冲星特征毫秒脉冲星著名的脉冲星有关故事发现脉冲星最愚蠢的一脚摇摆舞行星脉冲双星双脉冲星脉冲双星与双脉冲星中学生发现脉冲星研究对人类的意义脉冲星发现者同名电影基本信息剧情简介同名游戏基本信息游戏简介展开编辑本段定义脉冲星(Pulsar),又称波霎,是中子星的一种,为会周期性发射脉冲信号的星体,直径大多为20千米左右,自转极快。
脉冲星脉冲星-内部结构模型图人们最早认为恒星是永远不变的。
而大多数恒星的变化过程是如此的漫长,人们也根本觉察不到。
然而,并不是所有的恒星都那么平静。
后来人们发现,有些恒星也很“调皮”,变化多端。
于是,就给那些喜欢变化的恒星起了个专门的名字,叫“变星”。
脉冲星发射的射电脉冲的周期性非常有规律。
一开始,人们对此很困惑,甚至曾想到这可能是外星人在向我们发电报联系。
据说,第一颗脉冲星就曾被叫做“小绿人一号”。
・脉冲星探秘之八・脉冲星的光度、磁场和演化吴鑫基 中子星是恒星在核能源已经耗尽的情况下引力坍缩的产物。
它仍然具有很高的温度,热能将以黑体辐射的形式辐射出去,但是这种能量通过各种冷却过程而耗散,不可能是脉冲星的主要能源。
脉冲星的引力特别强,如果它是双星系统的成员,而且伴星不是致密星时,伴星的物质有可能被吸积到脉冲星上,被吸积物质的引力势能可以转化为别的能量形式,X 射线脉冲双星就属于这种情形。
但是大多数脉冲星不是双星系统,在约占脉冲星总数5%的双星系统中,绝大多数的伴星都是白矮星或中子星,所以引力能不是脉冲星的主要能源。
脉冲星的能量来自何方?地球有磁场,大约为0.6高斯。
太阳有磁场,其普遍磁场大约为几高斯,黑子区域的磁场比较强,可达几千高斯。
有些磁场比较强的恒星,可达几千到几万高斯。
在地球上的实验室里能制造出磁场的最高纪录是1千万高斯。
星际介质的磁场最弱,只有百万分之一高斯(1高斯=10-4特斯拉)。
那么中子星的磁场情况怎么样呢? 一、脉冲星的辐射特性脉冲星平均脉冲的观测不仅带来了辐射区的种种信息,还给出辐射本身的特性。
脉冲星的辐射有如下特点:图1.有代表性的3颗脉冲星频谱射电光度大约在1018~1023焦尔Π秒的范围,和恒星的光度相比差不多。
然而,中子星的体积远比恒星小得多。
以太阳为例,它的半径是69.6万千米,中子星半径只有10千米,中子星的体积要比太阳小3.3×1014倍。
粗略地比对就可以知道脉冲星辐射能密度(单位体积的发射率)大得惊人,比太阳要高出十几个数量级。
脉冲星的辐射是幂律谱,辐射强度随频率的增加而迅速地减小。
用公式S =S 0V -α表示。
S 为流量密度,α为谱指数,谱指数的典型值为1.5,高频段可达2以上,在低频处100兆赫到500兆赫之间存在频谱的反转,这是辐射在传播过程中产生的。
图(1)给出有代表性的3颗脉冲星的频谱。
脉冲星辐射强度有几天到几年的长周期的慢变化,使得频谱的测量与解释变得困难。
脉冲星的原理
脉冲星是由恒星(通常是质量比太阳略大的恒星)演化产生的天体,其特点是呈现出非常规则的脉冲信号。
脉冲星的原理主要涉及到恒星的演化过程和星云物质的转移。
当一个恒星燃尽核心的氢时,它会开始燃烧氦并释放更多的能量,这些能量会使恒星膨胀成红巨星,然后再降级成白矮星。
白矮星中的物质非常致密,几乎已经达到了原子核的密度。
如果它与一个伴星相互作用,其中的物质就可能被吸积到它的表面上。
当物质不断加入白矮星表面时,如果其重力足够强,就会压缩物质并引发核反应。
这些核反应会释放出大量的能量,使物质形成一个强烈的等离子体流(就像放电一样)。
这个高能等离子体流会像激光束一样放射出来,并在空间中形成一个非常强烈的射电波脉冲。
这就是脉冲星的原理。
脉冲星一般都是由快速旋转的恒星形成的,其自转周期通常在毫秒到秒的范围内。
但是脉冲星的磁场非常强大,常常是银河系中最强的,这种极强的磁场就是让脉冲星成为射电波天文学的研究对象的主要原因。
宇宙统一场论宇宙统一场论罗坤生罗树伟著中国社会科学出版社宇宙统一场论目录1目录引言............................................ 1本版前言........................................... 6原版前言........................................... 7原版序言两则:...................................... 9总论一“宇宙统一场论”概述............................. 13二宇宙能的利用................................... 16上篇理论论述第一章宇宙人类学.................................. 1 第一节古人类初期形态的考证..................... 1 第二节宇宙有众多高智慧生命群体................. 4 第三节“宇宙人祖”的研究........................ 11第二章第五种力...................................16 第一节灵力的产生.............................. 162 目录宇宙统一场论第二节灵力的属性.. (20)第三节时空隧道研探............................ 24第三章大脑奥秘................................... 30 第一节大脑左右脑的分工.........................30 第二节脑电波...................................33第四章走进四维时空.............................. 37 第一节简说相对。