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難以想象“致密星”

(2004年08月20日 13:24:33)
來源︰《太空探索》雜志

□作者:

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難以想象“致密星”

20世紀初,人們從觀測得到白矮星那令人吃驚的密度時,一位科學家曾斬釘截鐵地說,肯定哪兒出了錯!但大自然這個最奇特的“魔術師”就是常有一些匪夷所思的出色表演。

什麼是“致密星”
“致密星”都是密度大得難以想象的天體,共有三種形式︰白矮星、中子星(即脈沖星)和黑洞。其共同特點是體積極小,密度極大。白矮星的大小與地球等一些行星的大小相當,質量在0.2~1.44(太陽質量)間,它們的平均密度可達10萬~1000萬(噸/米3);而中子星則比它更上一層樓,因為其質量更大(太陽質量的1.44~2.5倍),體積更小(半徑只有10幾千米),所以平均密度比白矮星還要大上百萬倍!至于恆星級別的黑洞,更是難以想象的怪物。如太陽那樣大小的恆星,只有被壓成半徑不到3千米大時才會變成黑洞。

脈沖星是怎麼發現的
1967年,英國劍橋大學的研究生貝爾小姐在觀測中發現,狐狸星座內有一個不斷發出無線電脈沖信號的“射電源”,而且信號十分穩定。她報告了導師休伊什教授,當時休伊什正為一本描述“小綠人”的科幻小說著了迷,于是他把它記為“LGM1”(“小綠人”的英語縮寫)。不久貝爾小姐又得到了3個這樣的訊號,于是“小綠人”之說也就不攻自破了——世上哪會有那麼多“小綠人”同時向我們呼叫的!後來查明,這是一種過去聞所未聞的新型天體——脈沖星,休伊什還因此與另一位天文學家分享了1974年的諾貝爾物理獎。

為什麼說脈沖星就是中子星
後來人們發現,脈沖星就是半個世紀前物理學家所說的中子星——高速旋轉著的中子星!因超新星爆炸的巨大壓力壓垮了恆星內的原子。外邊的電子都被壓進了原子核並與質子合而為一,二者的電荷正好抵消變成了中子。于是這種星體只有清一色的中子。因為連原子都被壓垮了,所以其體積縮小到只有一座城市那樣大小。還應指出的是,脈沖星發出的無線電脈沖周期的準確性可到百億分之一秒,足以與最好的原子鐘相媲美。

什麼是黑洞
還在拿破倫時代,法國大天文學家和大數學家拉普拉斯就提出,如果有個天體,其質量是太陽的250倍,而它的密度與地球相仿,那麼它就是“宇宙間最明亮、但又是我們絕對看不見的天體。”因為他已算出,在這樣的星體上,它表面上的“逃逸速度”已經超過了300000千米/秒,也就是說,只有比光走得更快的東西才有可能離開這個星體,既然連它自己發出的光也會被它禁錮在它身邊——當然此星以外的任何人也就根本見不到它了。

黑洞有何怪誕之處
黑洞是宇宙中最不可思議的天體,外面的人除了感到它那無與倫比的強大引力之外,再也沒法探知它的存在,不管在這之前它們是什麼東西,處于什麼樣狀態,只要一變成黑洞,便不分彼此了。A黑洞與B黑洞至多只有三點不一樣;質量、角動量(表示轉動狀況的物理量)和電荷。墜入黑洞內的物體也會變得面目全非,並向其中心(奇點)飛快墜落,但又永遠也到不了奇點處——黑洞內的時間不再流逝,但空間卻在不斷地延伸……而且它們也再無“出頭之日”,再不可能返回到我們這個正常的世界來了。

怎樣尋找黑洞
如何尋找黑洞的蹤影?科學家指出,應當從那些明知是雙星,但又怎麼也見不到另外一顆質量很大的星的地方去找。只要這顆“看不見”的星的質量在太陽質量的3倍以上(這是恆星級黑洞的質量下限),那它就極可能是黑洞。如果那兒還有很強的X射線發出,黑洞的可能性也就更增大了。現在人們用這種方法已經找到了如天鵝X-1、天蠍X-1等好幾個黑洞。



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