1967年10月,剑桥大学卡文迪许实验室的安东尼·休伊什教授的学生24岁的乔丝琳·贝尔在检测射电望远镜收到的信号时无意中发现了一些有规律的脉冲信号,它们的周期十分稳定,起初还以为是外星人发来的信号,但是在接下来的时间里,又陆续发现数个同样的脉冲信号,后来经过确认这是一类新的天体并命名为脉冲星。

脉冲星是一种遥远的、快速旋转的中子星,它以一定的间隔发射出一束电磁辐射,就像旋转的灯塔光束扫过海岸线一样。这就好像我们乘坐轮船在海里航行,看到过的灯塔一样。
设想一座灯塔总是亮着且在不停地有规则运动,灯塔每转一圈,由它窗口射出的灯光就射到我们的船上一次。不断旋转,在我们看来,灯塔的光就连续地一明一灭。

脉冲星也是一样,当它每自转一周,我们就接收到一次它辐射的电磁波,于是就形成一断一续的脉冲,这种现象也叫做“灯塔效应”。
脉冲星无例外地都是很小的,它的典型直径只有10公里,也就是说,小小中子星的“腰围”只有30多公里,相当于一辆汽车以普通速度行驶1小时的距离。可是,就是这么颗小个子恒星,却有那么多的极端的物理条件,也真是够惊人的!

密度一般用1立方厘米有多少克来表示,如果我们从脉冲星上面取下1立方厘米物质,称一下,它可重1亿吨以上、甚至达到10亿吨。假定我们地球的密度也达到这种闻所未闻的惊人程度的话,那它的平均直径就不是12740公里,而是一二百米或更小。
我们地球中心的压力大约是300多万个大气压,即我们平常所说的1标准大气压的300多万倍。脉冲星的中心压力据认为可以达到10000亿亿亿个大气压,比地心压力强30万亿亿倍,比太阳中心强3亿亿倍。

天文学家曾发现过一颗有史以来最明亮的脉冲星,他们几乎误把它当成了一个黑洞。在测量了它的输出后,天文学家震惊了,它的输出能量相当于1000万个太阳。
尽管1967年才发现第一颗脉冲星,科学家很久以来都非常困惑这些恒星为什么可以发出脉冲,并且什么东西会导致脉冲星间歇性停止发射脉冲。

然而,在2008年,当一个脉冲星突然停止发射脉冲580天,科学家发现,那些发射脉冲与否的时间段是跟脉冲星自身电磁场让它的转速下降有关的。天文学家现在仍然在尝试先理解为什么电磁场会发生波动。
脉冲星从发现至今,只有短短二三十年的时间,尽管如此,不论在推动天体演化的研究方面,在促进物质在极端条件下的物理过程和变化规律的研究方面,它已经为科学家们提供了非常丰富而不可多得的观测资料,作出了贡献
4722: 在超新星残骸G336.7+0.5中发现一颗年轻而充满活力的脉冲星
PSR J1631-4722在2 GHz以上的多频脉冲轮廓。来源:uux.cn/arXiv(2024)。DOI: 10.48550/arxiv.2412.11345(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(Tomasz Nowakowski):一个国际天文学家团队报告发现了一颗新的脉冲星,该脉冲星被命名为PSR J1631-4722。这颗新发现的脉冲星年轻而充满活力,与一颗名为SNR G336.7+0.5的超新星遗迹有关。12月16日在arXiv预打印服务器上发表的一篇研究论文详细介绍了这一发现。脉冲星是高度磁化的旋转中子星,发射电磁辐射束。它们通常以短脉冲无线电发射的形式被探测到;然而,其中一些也可以通过光学、X射线和伽马射线望远镜进行观测。与已知超新星遗迹(SNR)直接相关的脉冲星通常很少见,因为迄今为止只发现了几十个这样的天体。发现这些关联对天文学家来说至关重要,因为它们可以为脉冲星形成历史和超新星爆炸机制提供更多线索。在最近发表的研究中,由澳大利亚西悉尼大学的Adeel Ahmad领导的一组天文学家报告了这种罕见的脉冲星SNR关联的发现。他们利用64米长的CSIRO帕克斯射电望远镜Murriyang,在信噪比G336.7+0.5范围内发现了一颗新的射电脉冲星。研究人员在论文中写道:“我们报告称,在Murriyang的UWL[超宽带低]接收器的一次有针对性的观测中,发现了一颗频率高于2 GHz的高度散射的年轻脉冲星PSR J1631-4722。该脉冲星与位于银河系平面的信噪比G336.7+0.5有关。”。新发现的脉冲星的自转周期为118毫秒,色散测量值相对较高,为873pc/cm3。其旋转测量值约为-1004 rad/m2。这些结果表明,PSR J1631-4722是为数不多的已知高度散射脉冲星之一。对PSR J1631-4722的进一步研究发现,它的特征年龄为33800年,自旋下降光度为1.3十亿erg/s。计算出PSR J1631-4722的表面磁场强度约为2.6 TG。根据这篇论文,到脉冲星的距离估计约为22800光年,而超新星遗迹被认为位于22100到29700光年之间。获得的图像表明,脉冲星正在远离超新星爆炸地点。研究还发现,PSR J1631-4722具有弱圆极化的线性极化,在3.8 GHz处观察到最高的分数线性极化。该论文的作者指出,高度的线偏振是高能和年轻脉冲星的一个特征。
天文学家观测脉冲星PSR J00247204O的日食
(神秘的地球uux.cn)据美国物理学家组织网(Tomasz Nowakowski):利用MeerKAT射电望远镜,天文学家在被称为PSR J0024-7204O的脉冲星的无线电发射中观测到日食。发表在预印本服务器arXiv上的观测结果可以帮助我们更好地了解这颗脉冲星的性质和行为。旋转最快的脉冲星,即旋转周期低于30毫秒的脉冲星被称为毫秒脉冲星(MSPs)。研究人员认为,它们是在双星系统中形成的,当最初质量更大的成分变成中子星时,由于次级恒星的物质吸积,中子星会旋转起来。一类具有半简并伴星的极端双星脉冲星被称为“蜘蛛脉冲星”。如果伴星的质量极低(小于0.1太阳质量),这些天体被进一步归类为“黑寡妇”,而如果次恒星更重,它们被称为”红背星“。PSR J0024−7204O,或47 Tuc O,是球状星团47 Tucanae中的一个黑寡妇MSP,自转周期为2.64毫秒。它是一个双星系统,轨道周期为3.26小时,最小伴星质量约为0.025太阳质量。之前对PSR J0024−7204O的观测已经检测到其射电脉动的日食,现在由意大利卡利亚里天文台的费德里科·阿巴特领导的一个天文学家团队使用MeerKAT研究了这些日食的性质。研究人员在论文中写道:“我们用MeerKAT射电望远镜在UHF波段(544-1088 MHz)观测了17个小时的日食黑寡妇脉冲星47 Tuc O,覆盖了6个连续的轨道(但只有5次日全食)。由于这一观测,我们能够详细研究日食的性质及其在一系列轨道上的变化。”。MeerKAT观测发现,PSR J0024−7204O的色散测量值超标,在入口和出口阶段都显示出明显的日蚀变化。这表明日食区域内视线沿线的气体密度高于周围轨道相位。此外,观测结果表明,随着时间的推移,散射很强,这与色散测量的趋势相似。据天文学家称,这表明散射最有可能是导致日食的主要机制,至少在入口和出口区域附近是这样。该研究还发现,PSR J0024-7204O的极化在入口和出口过渡阶段都显示出非常显著的下降。该论文的作者得出结论,这一点,再加上旋转测量值的小幅增加,表明存在约2.0 mG的磁场。总结这些结果,研究人员指出,PSR J0024-7204O的日食持续时间与其他黑寡妇脉冲星相似。此外,最大色散测量值的超额与在类似频率范围内观测到的其他食星相当。