現(xiàn)天課脈沖星ppt課件(已修改)
2025-05-13 12:10 本頁(yè)面
【正文】 第八章 脈沖星和中子星1，中子的發(fā)現(xiàn)和中子星的預(yù)言2，貝爾和休伊什發(fā)現(xiàn)脈沖星3，“小綠人”和地外文明4，脈沖星就是中子星5，中子星形成理論6，休伊什獲19 7 4年諾貝爾獎(jiǎng)7，引力波的預(yù)言8，射電脈沖雙星的發(fā)現(xiàn)9，引力輻射的驗(yàn)證10，毫秒脈沖星的發(fā)現(xiàn) 脈沖星是 20世紀(jì) 60年代天文學(xué)的四大發(fā)現(xiàn)之一。 脈沖星的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了中子星的存在。中子星具有 和太陽(yáng)相當(dāng)?shù)馁|(zhì)量，但半徑只有 10千米。因此具 有非常高的密度，成為一種典型的致密星。 英國(guó)天文學(xué)家休伊什教授和他的研究生喬絲琳 貝爾 女士一起發(fā)現(xiàn)了脈沖星，在宇宙中找到了物理學(xué)家和天 文學(xué)家夢(mèng)寐以求的中子星。休伊什因發(fā)現(xiàn)脈沖星并證認(rèn) 為中子星而榮獲 1974年的獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。 美國(guó)天文學(xué)家泰勒和赫爾斯因發(fā)現(xiàn)射電脈沖雙星及 間接驗(yàn)證引力波的存在而榮獲 1993年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 脈沖星三大發(fā)現(xiàn) 1967年貝爾和休伊什發(fā)現(xiàn) 脈沖星 1974年赫爾斯和泰勒發(fā)現(xiàn) 脈沖星雙星系統(tǒng) 1982年貝克和庫(kù)爾卡尼發(fā)現(xiàn) 毫秒脈沖星 師生合作的典范 脈沖星的發(fā)現(xiàn) 貝爾（博士生） 休伊什教授 脈沖雙星的發(fā)現(xiàn) 赫爾斯（博士生） 泰勒教授 毫秒脈沖星的發(fā)現(xiàn) 庫(kù)爾卡尼（博士生） 貝克教授 1，中子的發(fā)現(xiàn)和中子星的預(yù)言 中子的發(fā)現(xiàn) 直到 1930年，物理學(xué)家還不知道原子核中有中子存在。中子 發(fā)現(xiàn)的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原子物理學(xué)的范圍，很快就向天體物理 學(xué)提出挑戰(zhàn)：在宇宙中有沒有 “ 完全由中子組成的恒星？ ” 一個(gè)在物理學(xué)實(shí)驗(yàn)室中微觀世界實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，馬上向宏觀世 界的恒星世界提出挑戰(zhàn)。 中子星的預(yù)言 1931年當(dāng)物理學(xué)家朗道知道中子發(fā)現(xiàn)后，僅過了幾個(gè)小時(shí) 就提出中子星的概念。他指出，中子星非常小，非常致密， 輻射非常微弱。 1934年茲維基和巴德各自提出 “ 中子星是大質(zhì)量恒星演化到 超新星爆發(fā)之后的產(chǎn)物。恒星坍縮后，在其核心形成中子星。 ” 1939年中子星的內(nèi)部結(jié)構(gòu)理論：一個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量，半徑為 10公 里，密度達(dá)到 314 /10 cmg中子星在哪里呢？ 天文學(xué)家處于“一問三不知”的窘境， 一是不知道中子星的 輻射主要在射電波段；二是不知道中子星的輻射是脈沖形式； 三是不知道中子星自轉(zhuǎn)得是如此之快。 這不是天文學(xué)家的過錯(cuò)，天文學(xué)研究的魅力所在，就是 它常常出人意料。 中子星的光度特別小 光度是和恒星的表面積成正比，天狼星伴星的光度比天 狼星小 1萬(wàn)倍，其表面積比天狼星小 1萬(wàn)倍，半徑約為 7000千 米。中子星的半徑 10千米，按照同樣的道理，如果天狼星 B 是中子星，它的光度要比天狼星小多少倍？ 答案是幾十億倍。 蟹狀星云能源之謎 蟹狀星云：射電、光學(xué)、 X和 γ射線輻射。把蟹狀星云所 有頻率上的輻射加起來，相當(dāng)于十萬(wàn)個(gè)太陽(yáng)的輻射。一團(tuán)稀薄 的氣體，其能量來自何方？ 光學(xué)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)蟹狀星云在膨脹，每年大約 ， 而且膨脹速度在加快。星云膨脹加速度的能量由誰(shuí)來提供？ 同步輻射：高能帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的輻射，高能 電子來自何方？磁場(chǎng)是怎樣形成的？ 帕齊尼預(yù)言（ 1967年） 蟹狀星云中的一顆中子星，每秒自轉(zhuǎn)多次，具有很強(qiáng)的磁 場(chǎng)，提供蟹狀星云所需的能量。 蟹狀星云和其脈沖星的輻射譜 蟹狀星云 脈沖星 休伊什觀測(cè)蟹狀星云（ 1965年） 他用行星際閃爍方法測(cè)出了蟹狀星云中存在一個(gè)致密成分， 其角徑只有約 ，亮溫度達(dá)到 1014K。當(dāng)時(shí)他就指出這 個(gè)致密成分可能是 1054年超新星爆發(fā)的遺留物?？上?，他并 沒有認(rèn)識(shí)到這個(gè)致密源就是中子星。 2，脈沖星的發(fā)現(xiàn) 休伊什生平 休伊什 1924年 5月 11日出生，中學(xué)畢業(yè)后進(jìn)了劍橋大學(xué)， 一年之后，成為皇家飛機(jī)研究所的成員，不久調(diào)到電訊研究 所。戰(zhàn)爭(zhēng)期間，他參與機(jī)載反雷達(dá)設(shè)備的研究，指導(dǎo)空軍人 員使用雷達(dá)干擾設(shè)備。 1946年第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后休伊什回到劍橋繼續(xù)學(xué)習(xí)， 1948年畢業(yè)后被推薦進(jìn)入卡文迪什實(shí)驗(yàn)室工作。 1952年獲 博士學(xué)位后，在卡文迪什實(shí)驗(yàn)室成為賴爾的助手。 什么是行星際閃爍？ 星星為什么向我們眨眼？地球大氣對(duì)流層中空氣密度的不 規(guī)則變化和擾動(dòng)對(duì)光波的影響。 地球的電離層對(duì)無(wú)線電波的作用也會(huì)產(chǎn)生閃爍。太陽(yáng)系行 星際空間充滿著由太陽(yáng)風(fēng)所帶來的密度不均勻的等離子體， 它們也會(huì)使射電波發(fā)生閃爍。 行星際閃爍的特點(diǎn) 行星際介質(zhì)對(duì)射電波所產(chǎn)生的閃爍現(xiàn)象是快速的，在秒 的數(shù)量級(jí)。只有角徑很小的射電源通過行星際空間才有閃爍 現(xiàn)象。 類星體 1963年， 20世紀(jì) 60年代四大發(fā)現(xiàn)之一。它們具有像恒星那樣 小的角徑（小于 1角秒），但不是恒星。有很大的紅移，類星 體是迄今為止天文學(xué)家所知
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