標(biāo)簽： 雜談 |
1967年，英國(guó)天文學(xué)家休伊什和他的學(xué)生貝爾用射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)天空時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一系列來(lái)自不同天區(qū)的非常有規(guī)律而且間隔時(shí)間相等的射電波閃爍現(xiàn)象，后來(lái)有科學(xué)家認(rèn)為，這些脈沖式射電波發(fā)射源是一種體積很小，轉(zhuǎn)動(dòng)極快，完全由中子構(gòu)成的從磁極向外輻射極高能量射電束的星球——“脈沖星”（也稱“中子星”），但這種解釋存在許多疑問。
疑問一：這種脈沖信號(hào)源一般都距地球幾千光年之遙，可見輻射能量之強(qiáng)，這意味著天體的質(zhì)量也相應(yīng)很大，質(zhì)量大，體積當(dāng)然不會(huì)太小，即使像人們描述的“脈沖星”是由超密物質(zhì)構(gòu)成（比白矮星密度還大），因表面重力壓縮而體積極小的天體，相對(duì)體積也應(yīng)是龐大的。實(shí)際觀測(cè)表明，這種射電波脈動(dòng)周期最長(zhǎng)的不過幾秒，最短的只有幾百分之一秒，如果產(chǎn)生脈沖射線的天體是實(shí)體星球，它的自轉(zhuǎn)速度是有限的，轉(zhuǎn)速太快就會(huì)被離心力撕裂，而一個(gè)能量、質(zhì)量巨大的天體不可能旋轉(zhuǎn)的如此之快。
疑問而二：中子是原子結(jié)構(gòu)內(nèi)部能量轉(zhuǎn)換（帶正負(fù)電荷的粒子相互轉(zhuǎn)變）中間過渡階段的臨時(shí)形態(tài)，中子一旦脫離原子結(jié)構(gòu)，就會(huì)立刻分裂為更小層次的粒子或與其它原子結(jié)合組成另一原子結(jié)構(gòu)。那種全部由中子形態(tài)的粒子組成“中子星”的假設(shè)，違背了物質(zhì)結(jié)構(gòu)的基本規(guī)律，因此，自然界中由游離狀態(tài)的中子單獨(dú)組成的物質(zhì)結(jié)構(gòu)在理論上和現(xiàn)實(shí)中都不可能存在。
這種奇特的脈沖射電波到底來(lái)自何方呢？其實(shí)，所謂“脈沖星”，就是宇宙中用光學(xué)儀器不能觀測(cè)到的神秘天體——恒星級(jí)“黑洞”（即太空物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形成的磁場(chǎng)旋渦），脈沖射電波的產(chǎn)生原理大致如下：
由于星系、恒星級(jí)“黑洞”中的物質(zhì)分布不均勻而產(chǎn)生區(qū)域之間不同的的密度差別，會(huì)形成一些物質(zhì)密度相對(duì)較大的區(qū)域——旋臂和物質(zhì)密度相對(duì)較小的區(qū)域——旋臂間隔。星系的旋臂是可見的，恒星級(jí)“黑洞”的旋臂在可見光范圍雖然看不見，但在其它射線（如X射線、伽馬射線）中已露出了蛛絲馬跡。
物質(zhì)密度相對(duì)較大的旋臂區(qū)域的能量和射線輻射相對(duì)物質(zhì)密度較小的旋臂間隔區(qū)域要集中，當(dāng)恒星級(jí)“黑洞”以極快速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，向四周發(fā)出的射線輻射會(huì)出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，從其中一個(gè)方向衡量就會(huì)有輻射程度強(qiáng)弱之分。如果處在一個(gè)與恒星級(jí)“黑洞”位置相對(duì)固定的方向上（如地球），這個(gè)方向接收到的便是周期性、有規(guī)律、有節(jié)奏的射線輻射。正如可見星系的旋臂有長(zhǎng)有短、有粗有細(xì)一樣，同一恒星級(jí)“黑洞”的旋臂結(jié)構(gòu)也有隨機(jī)變動(dòng)，不是完全一致的。因此，一些射電波脈沖信號(hào)的間隔時(shí)間就呈現(xiàn)明顯的不斷相互擠緊—分開的周期性改變，有的脈沖信號(hào)極其復(fù)雜，在萬(wàn)分之一秒的時(shí)間里就可能有較大變化。
“脈沖星”現(xiàn)象是由恒星級(jí)“黑洞”的運(yùn)動(dòng)形態(tài)產(chǎn)生的一種能量釋放效應(yīng)，它與恒星級(jí)“黑洞”吸積現(xiàn)象屬于同一類天體結(jié)構(gòu)的兩種正反效應(yīng)。所有天體都同時(shí)存在能量釋放與吸積效應(yīng)，區(qū)別只是二者的強(qiáng)弱比例不同而已。射電波脈沖應(yīng)是恒星級(jí)“黑洞”早期有明顯旋臂的形態(tài)，到晚期，磁場(chǎng)吸引力作用逐步增強(qiáng)，周圍物質(zhì)不斷積聚，天體被相對(duì)均勻的磁場(chǎng)所包圍，旋臂收縮成環(huán)狀時(shí)，射電波脈沖現(xiàn)象就會(huì)逐漸減弱直至消失。
大量的脈沖射線來(lái)源于可見光范圍看不到天體的星際空間，這是因?yàn)?，在各種宇宙射線中，光線比X射線和伽馬射線的穿透力弱，一些距離遠(yuǎn)、能量小的天體發(fā)出的光線受星際物質(zhì)阻擋吸收而衰減，“脈沖星”（恒星級(jí)“黑洞”）因構(gòu)成物質(zhì)稀薄，能量與恒星等天體相比要小的多，所以，從地球上接收到的只能是它的X射線和伽馬射線。
已發(fā)現(xiàn)的脈沖射線源大多都是雙星系統(tǒng)，即還有一顆能在可見光波段看到的伴星（紅巨星或白矮星）在相互圍繞運(yùn)動(dòng)。它的磁場(chǎng)引力拖曳伴星大量氣體塵埃的情況（如武仙座X—1）與那些恒星級(jí)“黑洞”候選者（如天鵝座X—1）的情況十分相似。有關(guān)“脈沖星”的許多觀測(cè)事實(shí)與公認(rèn)的恒星級(jí)“黑洞”自旋磁場(chǎng)吸引吞噬伴星物質(zhì)，在天體周圍形成吸積盤和由于運(yùn)動(dòng)摩擦產(chǎn)生高溫而輻射X射線的特征也完全相符。
作者：建一
（此文原載《大科技科學(xué)之迷》2011年第12期）
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