[提要] 最近又一颗太空无线电信标(脉冲星)被发现。这颗脉冲星位于小狐星座,距地球约五千光年,它与迄今所知的所有脉冲星迥然不同。它的发现有可能改变人们对脉冲星的认识。
这颗命名为4C21.53的脉冲星是一个密度极大的天体,它的质量相当于太阳的一倍或两倍,其半径可能还不超过十二公里(太阳半径为七十万公里),自转一周时间为千分之一点五秒,即为已知自转速度最快的脉冲星的二十倍。
毫不夸张地说,发现4C21.53脉冲星的消息犹如一声霹雳,震撼了科研界,再次唤起科学家们对脉冲星的兴趣。的确,由加利福尼亚州伯克利大学无线电天文学实验室唐纳德 · 贝克所领导的研究小组发现的这颗天体使人诧异:4C21.53(亦称1937+214)非同一般,它隶属脉冲星家族。脉冲星是宇宙的一种奇特现象,人们习惯称为太空无线电信标。这些“信标”像时钟一样准确地发出强大的无线电波,而只有监听太空的无线电望远镜方可接收得到。
第一颗脉冲星是由英国人安东尼 · 休伊斯于1967年底发现的,休伊斯并因此在1974年荣获诺贝尔物理奖金。通过仪器获得的观测数据是确凿无疑的:在太空的深处,某种物体以令人难以置信的准确规律放射电波。更明确地说:当然观察到的这个射电源(命名为CP1919),每1.3373秒即有一次强电波发出。接着,休伊斯及其领导的研究小组又先后发现了三个类似射电源。十五年来,天文学家总共揭示了四百颗脉冲星,其中最著名的是于1968年发现的位于蟹星云中心处的一颗星——1054年超新星爆炸后的产物。
这些较普通星体小得多(半径仅十公里左右)的惊人天体可能就是“中子星”,即一些生命即将完结的星辰。它们的密度极其可观一一这些星体上一匙勺的物质即重达十亿吨;由于这一原因,中子星的特点是自转速度极快:蟹脉冲星每千分之三十三秒自转一周,而自转速度最慢的脉冲星也是四秒钟不到即运行一周。
这种密度强、速度高的现象使我们联想到太阳:太阳的自转速度约二十六天一周,如果将太阳的体积压缩到像中子星那样大小,那么太阳的自转速度即可以增高到约一秒钟一周。这些自然现象虽属罕见,但也完全合乎理论,不过却是理论所能解释的极限:倘若这一星体赤道地区的离心力再稍加大一些,那么它的物质内聚力不就有遭摧毁的危险吗?有鉴于此,唐纳德 · 贝克的发现——自转速度为千分之一点五五秒,或者说每秒自转六百周、高于其它已知脉冲星自转速度二十六倍的一颗星体的存在——在科技界引起震惊就不是没有道理的了。
同样,4C21.53脉冲星的估算年龄亦引起许多思索。从它自转速度近乎最大理论速度这一事实推测,它形成的年代并非久远。这种假定如果成立,那么天文学家们应该能观察到超新星——4C21.53的母亲——爆炸后的其它残体;他们亦应发现,因不断放射出巨量无线电波及引力电波,4C21.52的自转速度在迅速减缓。然而至今,他们并没有观察到任何类似现象:4C21.53的自转速度并没有减弱,除蟹星云中脉冲星外亦未发现有其它星体的存在。
上述情况使唐纳德 · 贝克研究小组倾向认为脉冲星是一位“强健的老人”,他“拥有保存自己某重要部分原始能量的办法”。可设想这颗脉冲星是以低频电波发出强流量,它的磁场亦很弱。然而难以理解的是它如何能在旋转形式下储存如此巨大的能量。
这些问题将促使科学工作者重新认识超新星及中子星的形成。其答案则须待目前进行的科研工作的成果。研究的题目是:脉冲星储存的能量究竟有多大?它与地球之间的准确距离是多少?脉冲星的速度如何逐渐减弱以及脉冲星体上震颤情况如何?这些问号一旦消除,人们即可确定星体新的位形平衡并进而提出脉冲星诞生及毁灭方式的理论。
(《世界报》,(法)1983年1月26日)