小说园

第9部分（第1页）

子核对电子的捕获而产生的，中做子带走超新星的绝大部分能量，中微子光度与1亿个星系在1秒钟释放的光学能量相等。这个神话般的图像相当于地球表面上，或者我们的皮肤表面上，每平方厘米有1000亿个中做子穿过。

2月23日，超新星在光学波段出现之前将近22个小时，日本神冈一座矿井底部的水探测器在来自SN1987A的反中做子爆发的冲击下在11秒钟里闪烁了11次。这个结果由神冈研究组在连续苦干15天分析资料后宣布。稍后，一个美国小组也宣布了类似的结果：与日本的探测同一时间，克雷夫兰一座矿井深处的探测器也闪烁了8次。如果是南半球接收到超新星的光，那么正是北半球探测到它的中微子。一共才19个，收获虽然微小，却有着重大意义：不仅证实了SN1987A不是第～类超新星（双星系统中白矮星的爆发不发射中做子），而且开创了一个不只是光而且中做子也能在太阳以外的恒星探测到的新时代。

再回到光度曲线上来，它在最初几天的异常几个月后消失了：光度是钻56的放射性衰变所特有的指数衰减。这是理论模型的又～个胜利，因为这种元素正是大质量恒星爆炸核合成的主要产物。最初的异常可以通过追溯母体星的特殊性质来解释，它在爆发前是蓝的而不是红的。由于氦燃烧后的极度膨胀，圣都立克69202可能已经是一颗红超巨星，但由于吹了1万年的强大恒星风，其外壳已失去，这使它缩减为一个小尺度（功倍于太阳直径而不是500倍）的明亮蓝星。随着后来的日子里新资料的到达，理论家也忙于修改模型，以期与观测相合。然而对我们来说，还有最重要的问题：爆发的残骸是一个中子星还是一个黑洞？二者都有可能，因为母星的质量大约是太阳的20倍。四年来各种探测器都瞄准着爆发位置以搜寻中子星的痕迹（黑洞就“不那么有吸引力”，因为它不给出任何可探测的信号），除了几次假警报外，这些努力迄今都没有结果。这并不奇怪，残骸仍然被掩蔽在爆发星云的内层，但如果它是中子星，那么或早或迟，一旦最后～层面纱稀簿到能透光，它的面目就会显露出来。几年后，或者几十年后，来自中子星极热表面的X射线就会出现。我们或许能探究一个射电脉冲星婴儿的诞生，如果它的射电束正巧能扫过地球（见第7章），我们就可以合理地期望～个间接信号，例如膨胀的星云被中心脉冲星加热。无论发生的是什么，麦哲伦云超新星将成为本世纪最重大的天文事件之一。第七章　脉冲星

科学是由理论和实验（对天文学来说是观测）来建立的，二者相互映照，时而这个领先，时而那个获胜。中子星是理论预言领先于观测发现的最美妙事例之一。

杰姆斯·查德威克（James　Chadwick）爵士1932年在实验室里发现中于并获得1935年的诺贝尔奖。据说著名的俄国物理学家列夫·朗道（Lev　Landau）和他的小组在发现中子后马上预测存在一种完全由中子组成的星，不幸的是，朗道没有立即发表自己的预测。两年后，两位密切注意粒子物理学发展的美国天体物理学家摘取了果实。由与白矮星类比而受到启发（拉尔夫·富勒提出白矮星是以电子简并压来支撑自身重量），弗里兹·兹维基和瓦尔特·巴德建议，中子能产生一种简并压，并能支持质量超过钱德拉塞卡极限的恒星残骸。他们俩对1054年超新星的遗迹蟹状星云很有兴趣，星云中心有一个萎缩的天体，但不是白矮星。

第二次世界大战爆发前不久，罗伯特·奥本海默（RobertOPPenheimer，后来的原子弹之父）和沃尔科夫（G·VolkofD提出了一种严格意义上的中子星理论。他们特别证明，对于质量与太阳相当的恒星，简并中子的流体静力学平衡是可以实现的。

他们的工作被天文界客气地置之一旁。卡米尔·弗拉马里昂（CammeNammaho…著名的《普通天文学》于1955年出版，在这本（首先激起我对天文学的热爱的）书中，仅有几行字提到兹维基的革命性理论，并说“这是些不可能由观测检验的含糊思想”。观测检验不得不再等待12年。

空中灯塔

我在这儿搞一项新技术来拿博士学位，可一帮傻乎乎的小绿人却选择了我的天线和我的频率未同我们通讯。

——乔丝琳·贝尔（Jocelyn　Bell）

1967年，剑桥大学一名年轻研究生乔丝琳·贝尔，从她的导师安托尼·休伊斯（Antnony　Hewish）那里接受了一项任务，检查和改进用于测量遥远射电源辐射的新射电望远镜。在用手工分析记录器打出来的几百米长的微米波图纸时，她的兴趣被一个精确地每隔l．刀730133秒出现一次的周期性信号所吸引。贝尔小姐偶然发现的，正是一颗发出射电脉冲的星：脉冲星。

很快又陆续发现了其他的脉冲星。1968年在蟹状星云和船帆座超新星遗迹里也找到了脉冲星。在好几个月里，极大的兴奋甚至扩散到了天文界以外，有人认为，按如此精确的间隔到达的空中信号只能是来自人工源，是由一种像科幻小说里的“小绿人”那样的外星人瞄准我们发出的。在还没有正式名称时，头一批脉冲星曾被幽默地称作小绿人一号、二号等等。这只是天文学家开的玩笑，却被大众传媒想象为与外星人接触而兴奋激昂。

与此同时，理论天体物理学家在严肃地思考。1968年弗兰科·帕齐尼（FrancoPacini）和托马斯·歌尔德（ThomasGold）提出，脉冲星是快速旋转的中子里，他们的基本思想如下：中子星有强磁场，在场中运动的带电粒子（电子和质子）发出同步辐射，形成一个与中子星一起转动的射电波束，于是随着星体的自转，每当射电束扫过射电望远镜天线时，地球上就收到一个脉冲（图对）。这种灯塔效应的发生是因为中子显的自转轴和磁轴不重合，而这是天文学中常见的现象。

这个简单而又完整的解释立即被接受，成为专家们采用的有效模型。安托尼·休伊斯由于他的射电望远镜设计而获得1974年诺贝尔奖一一而脉冲星的发现只是在乔丝琳·贝尔博士论文的一个附录里被提到！

一类更极端的星

为什么脉冲星的旋转和磁场这么重要呢？

中子星是在质量足够大的恒星的核心坍缩时形成的。角动量守恒定律使最初很小的旋转速度放大到极高的值，这同冰上运动员收拢手臂来增加旋转速度是一样的道理。磁场线就像是冻结在恒星物质上，与星体一起转动，当恒星坍缩时，磁场线被挤紧，磁场就增强。

事实上在许多方面，中子星就是白矮星的一种更极端化的变体。它的半径大约只有7公里，从白矮星到中子星的尺度缩减甚至比从太阳到白矮星的缩减还要厉害，而与从红巨星到太阳的缩减相当。中子星的平均密度每立方厘米可不是1吨，而是1亿吨。太阳绕自己的轴每25天旋转一周（它是较差转动，转动速度与纬度有关），而中于星是作刚体转动，转～周还不到1秒钟（一般认为孤立自矮星要么转得很慢，要么根本不转）。磁场也是如此：太阳的磁场与地球的相似，约为1高斯2白矮星的磁场可达1亿高斯；而对中子星来说磁场是集中在一个小了几十亿倍的表面上，因而高到1

亿高斯（实验室里人工能得到的最高磁场是30万高斯，是由重量超过10吨的巨型电磁铁产生的）。正是这些极端的性质才使对中子星的探测成为可能。

中子星不可能在光谱的光学部分看到，因为它们的热光度虽然是由被加热到1000万度的表面发出，却由于表面积太小而极低。一个直径只有30公里的物体不可能在见光年以外的距离上被看到，而恒星之间的平均距离还远大于此。不过还是有少数脉冲星的光学辐射被探测到了，其中包括蟹状星云和船帆座的脉冲星。光学脉冲与射电脉冲精确同步。船帆座脉冲星是天空中已知最暗弱的星之一，比天狼星要暗200亿倍。

于是，由旋转和磁场所造成的周期性发射不仅在射电频率上而且也在更高的频率上被探测到了。即使在X射线和伽玛射线频率上所有的信号也被星体的旋转以同样方式调制。

狂啸与低语