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1968 年2 月:宣布发现了脉冲星(Pulsars)

发表于 2020-06-04 | 收藏711 |


1967 年,当时还是天文学系研究生的约瑟林‧贝尔(Jocelyn Bell)注意到她的无线电波望远镜传来的资料中有一些奇怪的「少许杂讯」,她和她的指导教授安东尼‧赫维斯(Anthony Hewish)起初以为他们可能侦测到来自外星生物的讯号。结果并非外星人,但仍是非常令人振奋:他们发现了第一颗脉冲星,并于 1968 年 2 月对外宣布此发现。

1968 年2 月:宣布发现了脉冲星(Pulsars)

大约1970 年时的约瑟林‧贝尔

贝尔于 1943 年诞生于爱尔兰,由于受到中学老师的鼓励而研读科学,并至剑桥攻读天文学博士学位。贝尔和指导教授所做的研究採用侦测行星间所发出闪烁光的新技术来观察类星体,因为类星体比其他的天体更会闪烁,赫维斯认为此技术是研究类星体的好方法,所以他设计了一个无线电波望远镜来观察研究。

自 1965 年起,贝尔请了几位同学来帮忙,花了将近 2 年在剑桥附近的木拉德无线天文观测所(MullardRadio Astronomy Observatory)建造这个新望远镜。他们一起钉了一千多根柱子,在柱子中间绑上两千多个偶极天线,再用 $$120$$ 哩长的电线与电缆将其全部连结起来。完工后的望远镜佔地约 $$4.5$$ 英亩。

他们于 1967 年 7 月开始操作望远镜,虽然当时建造工程仍在进行。贝尔每天负责用手操作望远镜,并分析每天在纸上长达 $$100$$ 呎的资料,她很快就学会辨识闪烁光的来源与其他电波的干扰。

不到几个星期,贝尔就注意到资料中有些奇怪的现象,就是她所说的有一点「杂讯」,这种讯号不太像闪烁光源,也不像人为的干扰。她很快地了解到这是一个规则的讯号,持续地来自相同的天空地带。

由于所有已知的自然源都不会产生这种讯号,贝尔和赫维斯开始删除人为干扰的各种来源,包括其他的无线天文学家、月球反射回来的雷达、电视讯号、运转中的人造卫星、或甚至望远镜附近一个大型波状金属建筑物可能产生的效应,但没有一种能解释此奇怪的讯号。

此讯号是一连串急遽的脉冲,每隔 $$1.3$$ 秒就出现一次,它出现得似乎太频繁了,不可能是来自任何星球。贝尔和赫维斯开玩笑地称此新来源为 LGM-1,意思是“Little Green Men”(小绿人,后来重新命名。)

很快地,他们又排除了外星生物是讯号来源的可能,因为这时贝尔注意到另一个相似的讯号,也是一连串的脉冲,每隔 $$1.2$$ 秒从完全不同的天空地带传过来,两个分开的外星人团体试着同时从完全不同的地点和贝尔他们联络似乎不太可能。在 1967 年的圣诞假期中,贝尔又注意到两个相似的怪异现象,使得总数达到四个。

一月底时,贝尔和赫维斯将描述第一颗脉冲星的论文投稿到《自然》期刊(Nature)。但在二月,论文要出刊的几天前,虽然他们尚未弄清楚来源的本质,赫维斯就到剑桥演讲,宣布脉冲星的发现。

1968 年2 月:宣布发现了脉冲星(Pulsars)

艺术家笔下的脉冲星

此宣布造成相当大的轰动,媒体争相报导,因为可能发现外星人的故事太引人注目了,而当他们得知参与此发现其中有一位女性研究员时,就更感兴趣了。贝尔后来在一次演说中回忆起媒体的关注时说:「他们要我或站,或坐的在岸边接受拍照,假装检视着记录,这时记者会问着相关的问题,例如我比玛格丽特公主高吗?或比她矮?还问我当时有几位男朋友?」

其他的天文学家也受到此发现的激励,纷纷加入发现脉冲星的竞争,企图解开这些奇特来源的本质。直至 1968 年底,共侦测出数十个脉冲星。

不久,ThomasGold 说明脉冲星事实上是快速运转的中子星。1933 年时就有人预测中子星的存在,但直至发现脉冲星时才被侦测到。这些密度极高的中子星是巨大的星球在超新星爆炸后溃散的碎片所形成的,它有着很强的磁场,无法和星球的自转轴并排。强烈的磁场加上快速的自转使它转动时发射出无线电波束横扫天空。在地球上,当中子星转动时,我们看到的就是一连串的脉冲,好像灯塔所照射出的光线一般。

在发现第一颗脉冲星后,约瑟琳‧贝尔完成了她无线电波源的分析,获得了博士学位,结婚,并从夫性 Burnell。虽然她的事业因她先生常常迁居,加上她决定亲自抚养儿子,无法全职工作而受阻,但是她离开无线电波天文学后,仍继续研究迦玛($$\gamma$$)射线天文学,继而研究X射线天文学。安东尼‧赫维斯因发现第一颗脉冲星而于 1974 年获得诺贝尔奖1。现在已知有一千多颗脉冲星。

至于小绿人则尚未发现,但是诸如外星搜寻情报(Search for Extra Terrestrial Intelligence)等企画还一直在寻找他们。

注1:当诺贝尔委员会于 1974 年宣布安东尼‧赫维斯因发现脉冲星而获奖,将约瑟琳‧贝尔摒除在外,曾引起争议。

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