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脉冲星发现 :那些错失的遗憾

  • 王金甲-
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  • 2017-09-11 10:12:14
脉冲星发现 :那些错失的遗憾

■张承民

自1967年乔瑟琳·贝尔(Jocelyn Bell)首先发现射电脉冲星——这一拥有太阳质量而大小不过10千米半径的致密星体,50年来人们回顾往事,挖掘出错失脉冲星发现这一殊荣的遗憾事件。其中,美国空军雷达早在1967年就监测到太空无线电脉冲信号,然而由于缺少天文学与物理学知识,他们误以为这一奇特信号是苏联的无线电密码,遗憾地与脉冲星这一世纪发现失之交臂。故事要从一位美国空军雷达技术人员查尔斯·希斯勒的经历说起,他或许是第一个发现和记录脉冲星的人。

1967年,希斯勒被派往阿拉斯加州的空军基地,负责使用当时世界上最先进的雷达,预警监测来自苏联的弹道导弹和无线电通讯。然而,一系列不寻常的雷达信号吸引了他的注意,这些微弱的信号在屏幕上显示出周期的闪烁。就他的监测任务而言,它没有任何意义,但这是不寻常的信号。怀着好奇心,希斯勒记下了信号,并在第二天寻找。它如期出现了,但是出现的时间比昨日提前了四分钟。第三天的监测表明,这一快速脉动的信号,周期不变,但是每天的出现时间比前一天早4分钟。

希斯勒具备一些天文学知识,他知道星星闯入地球视线的时间每天有四分钟的提前量,这是因为地球围绕太阳轨道运动造成的位置移动。那么,他想知道这个信号来自哪里?希斯勒请教了天文学背景的同事,讨论了这一发现。在天图上,他们发现周期雷达信号来自位于蟹状星云的中心,那里是一颗超新星爆发的遗迹。众所周知,这是金牛座星的超新星在1054年爆发后的遗迹,此天象被我国宋朝天文学家记录下来,被认为是“客星”。由于希斯勒的任务是军方高度机密,其使用的雷达设备也涉密,因此他所观察到的现象一直不被外界所知,直到其工作内容到达解禁时间后,他才将他的记录公之于众。

1968年,天文学家在蟹状星云观测到一颗转动周期为33毫秒的脉冲星,这一发现在广播电台播发。希斯勒听到这一讯息后大吃一惊,他早在1967年就已经监测到这一信号,只可惜他的记录是国家机密,让他错失了发现脉冲星的殊荣。

当贝尔听说这一故事后,她表现出既幸运又感慨的心情。贝尔认为,天文学发现一个奇异信号是第一步,而重要的第二步是要认证其信号来自什么星体。第一步需要运气,而第二步需要多种学科知识的推理判断。显然,希斯勒欠缺了第二步,假如不是高度机密的雷达,或许他有机会走出第二步并做出脉冲星的发现。看来,运气与知识兼备才是发现的必要条件。

(作者系中国科学院国家天文台研究员)


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