脉冲星就是中子星ppt课件.ppt

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1、现代天文学（诺贝尔奖天文学奖项回顾）讲授提纲第六章射电脉冲星与中子星1，中子的发现和中子星的预言2，贝尔和休伊什发现脉冲星3，“小绿人”和地外文明4，脉冲星就是中子星5，中子星形成理论6，休伊什获1974年诺贝尔奖1，中子的发现和中子星的预言中子的发现直到1930年，物理学家还不知道原子核中有中子存在。中子发现的意义远远超出原子物理学的范围，向天体物理学提出挑战：在宇宙中有没有“完全由中子组成的恒星？”中子星的预言：1932年，发现中子后就预言中子星的存在；1939年,提出中子星的结构1934年，提出超新星爆发可以产生中子星1967年

2、，指出蟹状星云中有一颗自转的磁中子星中子星的光度特别小光度是和恒星的表面积成正比，天狼星伴星的表面积比天狼星小1万倍，半径约为7000千米。中子星的半径10千米，光度小多少？答案是几十亿倍。中子星在哪里呢？天文学家处于一问三不知的窘境，一是不知道中子星的辐射主要在射电波段；二是不知道中子星的辐射是脉冲形式；三是不知道中子星自转得是如此之快。这不是天文学家的过错，天文学研究的魅力所在，就是它常常出人意料。蟹状星云能源之谜蟹状星云：射电、光学、X和γ射线辐射。把蟹状星云所有频率上的辐射加起来，相当于十万个太阳的辐射。一团稀薄的气体，其能量

3、来自何方？光学观测发现蟹状星云在膨胀，每年大约0.2角秒左右，而且膨胀速度在加快。星云膨胀加速度的能量由谁来提供？同步辐射：高能带电粒子＋磁场，高能电子来自何方？磁场是怎样形成的？帕齐尼预言（1967年发现脉冲星之前）蟹状星云中的一颗中子星，每秒自转多次，具有很强的磁场，提供蟹状星云所需的能量。休伊什观测蟹状星云1965年他用行星际闪烁方法测出了蟹状星云中存在一个致密成分，其角径只有约0.2角秒，亮温度达到1014K。当时他就指出这个致密成分可能是1054年超新星爆发的遗留物。可惜，他并没有认识到这个致密源就是中子星。2，贝尔和休伊什

4、发现脉冲星休伊什生平休伊什1924年5月11日出生，中学毕业后进了剑桥大学，学了一年参军。战争期间，他参与机载反雷达设备的研究，指导空军人员使用雷达干扰设备。1946年第二次世界大战结束后休伊什回到剑桥继续学习，1948年毕业后被推荐进入卡文迪什实验室工作。1952年获博士学位后，在卡文迪什实验室成为赖尔的助手。乔丝林·贝尔乔丝林·贝尔小姐是休伊什的博士生，当时24岁。贝尔在英国格拉斯哥大学获物理学学士以后就想攻读天文学博士学位。她首选的是焦德尔班克天文台，可是由于工作人员把她的申请丢失，她才到了剑桥大学。行星际闪烁研究星星为什么向我

5、们眨眼？地球大气对流层中空气密度的不规则变化和扰动对光波的影响。地球的电离层对无线电波的作用也会产生闪烁。太阳系行星际空间充满着由太阳风所带来的密度不均匀的等离子体，它们也会使射电波发生闪烁。行星际闪烁的特点行星际介质对射电波所产生的闪烁现象是快速的，在秒的数量级。只有角径很小的射电源通过行星际空间才有闪烁现象。类星体1963年，20世纪60年代四大发现之一。它们具有像恒星那样小的角径（小于1角秒），但不是恒星。有很大的红移，类星体是迄今为止天文学家所知道的距离最遥远、能量最大的天体。剑桥大学的闪烁望远镜1965年，决定采用行星际闪烁

6、技术大规模地确认类星体。研制专门用于行星际闪烁的大型射电望远镜。天线面积：长470米宽45米宽的矩形天线阵，由16排，每排128个振子天线共2048个振子组成。固定不动。3.7米的波长：闪烁比较强；望远镜造价低，制造容易。时间分辨率达到0.1秒。繁重的观测和资料处理任务贝尔负责观测，每周重复巡视一次，每天记录纸有七八米。6个月的观测取得5.6千米的记录纸的原始资料。区分闪烁源和干扰成为每天必做的工作。在观测程序上，每隔一周重复观测一次，这样才能把干扰识别出来。贝尔发现不寻常“闪烁源”67年8月，贝尔注意到一个发生在深夜的“闪烁源”。夜

7、晚太阳风很弱，强闪烁源是不会发生在夜晚的。在排除了人为干扰和确认这个信号遵守恒星时以后，休伊什认为可能是一颗来自太阳系之外的射电耀星。确认是来自太阳系外的信号对这个信号的监测发现，它遵守恒星时，而不是太阳时。太阳日太阳回到相对于地面同一位置便是一天，例如由中午至另一个中午。恒星日恒星返回天空同一位置为一恒星日。由于地球公转的关系，一个太阳日比一个恒星日约长4分钟。一年中约有365个太阳日，366个恒星日。贝尔再立功她又从过去多达5000米记录纸所记录下的资料中，又找到3个脉冲星。其中一颗名叫PSR0950＋08的脉冲周期仅0.25秒。

8、作为脉冲星的最先发现者，贝尔的功绩是不可磨灭的。确认发现脉冲星休伊什利用精确的时标，在改正地球轨道运动的影响之后，惊讶地发现脉冲周期可以精确到千万分之一秒。测出的周期是1.3372795秒。终于确认脉冲信号是来自一种新型