現(xiàn)天課脈沖星ppt課件(編輯修改稿)
2025-05-28 12:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 發(fā)射短暫而極有規(guī)律的無線電脈沖；它是某種密度非常大的星 體，很可能就是中子星。 休伊什根據(jù)中子星徑向振蕩理論來解釋輻射的脈沖性質(zhì)卻 是不正確的。 脈沖星的觀測(cè)特性 脈動(dòng)的射電輻射而得名。周期很短 ～ ， 十分穩(wěn) 定，可以和地球上的原子鐘比美。 脈沖星的脈沖特性： 1，紀(jì)錄到的每個(gè) 脈沖強(qiáng)度和形狀變 化很大，圖下部是 把每個(gè)周期的脈沖 依次往下排的脈沖 系列。 2，平均輪廓是把 幾百～幾萬個(gè)脈沖 疊加起來后得到的 輪廓，這輪廓的形 狀長(zhǎng)期保持不變。 脈沖特性： 1，一個(gè)周期 360度， 脈沖只占 3％～ 10％ 2，脈沖輪廓形狀長(zhǎng) 期保持不變，如圖 中的實(shí)線。 3，有的脈沖星的脈 沖輪廓有時(shí)會(huì)變?yōu)? 另一種穩(wěn)定形狀 （圖中虛線），但 時(shí)間不長(zhǎng) 4，脈沖輪廓中顯示 出多個(gè)成分，圖中 顯示 5個(gè)成分。 周期緩慢的變化 脈沖星周期隨時(shí)間十分緩慢地增加，變化率非常之?。? 周期變化最快的脈沖星需要經(jīng)過 10年的時(shí)間，其周期才增 加 1毫秒。變化最慢的脈沖星則需要年才增加 1毫秒。除了 脈沖星周期緩慢增加的變化外，還有周期噪音和周期突然 變短兩種形式的變化。 脈沖星的周期是怎么來的？ 脈沖星的周期為什么這么短？這么穩(wěn)定？還要緩慢地變長(zhǎng)？ 天文上周期性現(xiàn)象是常見的，但都沒有這樣短。三種可能 性，來自白矮星或中子星的： 1，雙星的軌道運(yùn)動(dòng)周期 2，徑向脈動(dòng)周期 3，自轉(zhuǎn) ss /1010 2022 －－ ～確認(rèn)為快速自轉(zhuǎn)的中子星 前 2種都不可能，因?yàn)椴荒芙忉屩芷诰徛卦黾拥默F(xiàn)象。 中子星的自轉(zhuǎn)可能到達(dá)這樣短的周期，而白矮星則只能達(dá)到 秒的數(shù)量級(jí)。 自轉(zhuǎn)機(jī)制的限制：在赤道上的線速度不能太大，如果離心力 大于引力，赤道上的位置就要脫離中子星，中子星就不能存 在了。白矮星的半徑比中子星約大 600倍，因此所能達(dá)到的 自轉(zhuǎn)角速度要比中子星的小很多。所以只有中子星的自轉(zhuǎn)能 解釋觀測(cè)到的脈沖星周期現(xiàn)象。 為什么中子星的輻射是周期脈沖信號(hào)？ 自轉(zhuǎn)周期可以達(dá)到毫秒～秒，但輻射和自轉(zhuǎn)有什么關(guān)系？ 中子星有很強(qiáng)的偶極磁場(chǎng)，輻射只能從磁極區(qū)出來，就 像燈塔一樣只射出兩束光。自轉(zhuǎn)一次，脈沖星的輻射掃過 觀測(cè)者一次，形成一個(gè)脈沖。 證認(rèn)脈沖星是中子星的兩位功臣 帕齊尼在 1967年脈沖星發(fā)現(xiàn)前的論文： “ 在蟹狀星云中存在 一個(gè)由中子組成的恒星，它每秒自轉(zhuǎn)多次，有很強(qiáng)的磁場(chǎng)， 它的磁偶極輻射不斷地給蟹狀星云提供能量 ” 。 1968年托馬斯 歌爾德（ T. Gold）論文和帕齊尼的差不多， 但是在脈沖星發(fā)現(xiàn)之后做的，對(duì)觀測(cè)特征解釋得更清楚一些。 脈沖星磁極冠模型 綜合他們的理論： 中子星具有非常強(qiáng)的磁場(chǎng)，在磁極冠區(qū)，帶電粒子在磁場(chǎng) 中運(yùn)動(dòng)發(fā)出曲率輻射，形成一個(gè)方向性很強(qiáng)的輻射錐，就像燈 塔發(fā)出的兩束光一樣。輻射錐的中心是磁軸。一般地，磁軸和 中子星自轉(zhuǎn)軸不重合，所以當(dāng)輻射錐和中子星一起轉(zhuǎn)動(dòng)掃過地 球上的射電望遠(yuǎn)鏡時(shí)，我們就接收到一個(gè)脈沖 脈沖星 脈沖輻 射形成 的原理 圖 5，中子星的形成 中學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)：原子核， α衰變、 β衰變、天然放射現(xiàn)象、 同位素以及核能等。這些知識(shí)有助于我們理解中子星形成的機(jī)理。 中子化過程 β衰變：一個(gè)孤立的中子衰變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子及并發(fā)射 一個(gè)反中微子的過程。 逆 β衰變：一個(gè)接近光速的電子和一個(gè)質(zhì)子相碰便形成一個(gè)中 子和一個(gè)中微子。 一個(gè)高能電子打入原子核，和其中的質(zhì)子相碰，也產(chǎn)生逆 β 衰變反應(yīng)。核反應(yīng)后，核子數(shù)不變，少了一個(gè)質(zhì)子，多了一 個(gè)中子，同時(shí)發(fā)射一個(gè)中微子。這個(gè)元素變?yōu)榱硪环N元素。 中子化過程條件 密度大于 106克 /厘米 3的情況下，核外電子的能量大，可打 進(jìn)原子核，原子核中的中子數(shù)越來越多，質(zhì)子數(shù)越來越少，形 成了很多富中子核，這就是中子化過程。 自由中子發(fā)射過程 α衰變是說一個(gè)原子核放出由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的 氦核，原子核衰變?yōu)榱硪环N元素的過程。這里的自由中子發(fā)射 過程是放出中子。 逆 β衰變過程使原子核中的中子數(shù)越來越多，質(zhì)子數(shù)越來 越少，當(dāng)中子的能量大到一定程度時(shí)，就有可能跑出原子核。 條件：密度達(dá)到或超過 4 x1011克 /厘米 3。 原子核破裂形成中子流體 當(dāng)密度超過 1014克 /厘米 3以后，原子核便完全離解，其中 的質(zhì)子和電子相碰變?yōu)橹凶?，成為中子的海洋。但是中子? 內(nèi)還存在著很少量的質(zhì)子和電子。 簡(jiǎn)并中子氣 在中子星殼層以下的中子流體是簡(jiǎn)并的，由于密度奇高， 致使中子填滿了所有的能量狀態(tài)，大部分中子處于很高的能 態(tài)，形成了極其巨大的簡(jiǎn)并中子氣壓。與簡(jiǎn)并電子性質(zhì)類似，
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