“中國天眼”發現新脈沖星 這次邂逅意味著什么?
不久前,地球上有一位“X先生”,在放眼宇宙整整一年后,很精準地“瞄準”了銀河系里幾千甚至上萬光年外的兩位“女士”,這也是她們首次為世人所知。

這兩位“女士”,是兩顆脈沖星。發現她們的“X先生”,是被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡(英文簡稱FAST)——昨天,中國科學院科學傳播局、中國科學院國家天文臺舉行新聞發布會,正式宣布,FAST已于今年8月22日、25日發現兩顆新脈沖星。
這是我國射電望遠鏡首次發現新脈沖星,也是中國人首次用自己的望遠鏡發現新脈沖星。
對于脈沖星信號,FAST比地球上任何一個“同行”都要更敏感。
脈沖星是什么角色?這次邂逅意味著什么?要不要回應對方?……
帶著許多地球群眾關心的問題,錢報記者專門請教了研究脈沖星的專家、中國科學院上海天文臺副研究員(碩導)閆振博士。
關于最熱的段子“要不要應答”
科學家是這樣解釋的
Q:脈沖星是什么?
當宇宙中的恒星逐步耗盡自身燃料慢慢衰老后,會在自身引力作用下發生坍縮,并產生劇烈的超新星爆發。脈沖星就是大質量恒星超新星爆發后剩下的一類致密天體,所以它是“死亡的恒星”。
它的質量和太陽相當,但半徑卻只有10公里。這個像舍利子一樣的核,其密度可達到(10的14次方)克/立方厘米。也就是說,體積相當于一塊橡皮的脈沖星物質,就有全地球60億人的重量。
脈沖星最大的特點,是能夠發射嚴格周期性的脈沖信號。脈沖周期比較穩定的脈沖星,相當于“掛在天上的時鐘”,它具有長期穩定性。而地面上最精確的“原子鐘”具有短期穩定性,二者互相配合,取長補短,可為將來建立時間尺度服務。
Q:FAST是怎么發現這些脈沖星的?
打個比方來講:如果FAST是一位男生,脈沖星是銀河系范圍里的女生。FAST不是“盯著一個姑娘看的”,它的策略是選定一個大方向——赤道以南的天空區域,等著,對川流不息的人群進行連續“拍照”,然后再在這些照片中尋找“意中人”。
Q:今天網上都在熱傳這條新聞,很多人站隊霍金說:“不要回答”。那我們要不要試圖跟對方“交流”?
1967年,英國女科學家約瑟琳·貝爾是地球上第一個發現脈沖星的人,當時她以為接收到的是外星人的信號,所以給這顆星取名“小綠人一號”。這是因為當時接收到的脈沖星信號為無線電波,就像以前的電報信號一樣,嗒嗒,嗒嗒嗒……所以人類一開始很容易以為這是外星生命發來的訊號。后來,貝爾又發現幾顆脈沖星,而且信號來自四面八方。銀河系各界的外星人,怎么會湊巧在同一時間給地球發信號?這當然是不可能的。
發現脈沖星,并不意味著雙方存在交流,至少目前不可能。比如FAST這次發現的兩顆脈沖星FP1#和FP2#,分別距離地球1.56萬光年和4100光年。地球發射出去一條消息,得等1.56萬年和4100年才能到達目的地,對方回信也得那么久。
目前人類觀察到的距離地球最近的脈沖星也有幾百光年,就算信號能互通,地球人也等不到啊。
在引力波探測研究上
“中國天眼”也能一展身手
Q:國家天文臺昨天同時公布了兩顆新發現脈沖星的脈沖輪廓圖,看上去重巒疊嶂,它的科學含義是什么?
一座“山峰”意味著一顆脈沖星一個周期的輻射情況;“層巒疊嶂”中的每一座“山峰”,出現的周期是穩定的。
那為什么每一座“山巒”的樣子各不相同?一方面是因為,其單個脈沖輻射出來時就形態各異,另一方面是因為這些信號在銀河系中進行星際穿越,要通過很多星際介質,比如空間中的電子,信號會受到不同程度的擾動。
但是,如果把一顆脈沖星成千上萬個脈沖信號疊加在一起,就可以推測出這顆脈沖星的唯一“形象”。
Q:發現脈沖星的意義是什么?
一個基礎科研成果,短期內是看不到惠及人類的效果的。發現脈沖星是解決不了人類吃飯問題的。哦當然,可能可以解決我們搞科研的人的吃飯問題。
不久前,LIGO和VIRGO因為直接探測到引力波的存在,為三位相關科學家贏得了2017年諾貝爾物理學獎。引力波的探測成為全世界關注的熱點。
事實上,脈沖星觀測還有機會再次在引力波探測領域一展身手:
當引力波傳來時,它會使得“時空”發生擾動。如果利用大型射電望遠鏡觀測多顆不同方向的脈沖星,會發現有的脈沖星信號到達時間提前,有的脈沖星信號到達時間滯后,從而提出干擾影響,直接探測到引力波的存在。
再往遠一點講,如果將來人類飛到太陽系以外,目前的GPS導航就不能工作了,到時候深空導航就可以依靠脈沖星的信號來完成。(浙江在線記者 章咪佳)

FAST觀測脈沖星示意圖。圖片據國家天文臺
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