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中子星谁最早发现?

来源: admin 发布于:2022-12-11 11:42:44

我来回答你!中子星的发现者是英国天文学家休伊什教授和休伊什研究小组的射电观测人员中一位女博士研究生,她的名字叫 SJ贝尔(S.Jocelyn Bell)。 仰望夜空就会发现,星星总是一眨一眨的。研究表明,这是由于大气层温度和密度分布的不均匀引起的恒星闪烁现象。对于河外射电源来说,由于距离遥远,角直径很小,并受到地球高层电离气体以及来自行星际空间电离气体的干扰,所以也会出现类似恒星的那种闪烁现象。 英国剑桥大学休伊什(Anthony Hewish,1924-)研究小组发现,小角径的射电源强度一般有0.1角秒的起伏。要消除这种起伏,就要建造高大的射电望远镜。为此,他们于1967年建成一座庞大的射电望远镜,它的矩形天线为470米45米,由16128(=2048)个偶极子构成,占地18,000平方米。洛弗尔(Bernard Lowell)爵士说,这是“科学史上代价最大的一次”。这架射电望远镜的灵敏度非常高,这就为脉冲星的发现提供了良好的观测手段。 休伊什研究小组的射电观测人员中有一位女博士研究生,她的名字叫 SJ贝尔(S.Jocelyn Bell)。她从 1965年就参加了这个射电天文小组,并在此攻读博士学位。安装这个庞大的天线阵也有她的功劳。 天线安装完毕后,为了撰写博士论文,贝尔要搜集足够的数据。所以,从1967年7月份开始,每隔4天她就详细分析一遍400英尺的记录纸带(望远镜对整个天空扫视一遍需4天时间)。由于这时与天线配套的计算机还未安装,所以要靠贝尔的双眼,她要一英寸一英寸地审视记录纸带。这是一件非常枯燥的工作。贝尔既要从纸带上分离出各种人为的无线电信号,又要把真正射电体发出的射电信号标示出来。 在观测的过程中,细心的贝尔小姐发现了一系列奇怪的脉冲,这些脉冲的时间间距精确的相等。她马上报告了他的导师。经过两人的讨论,决定用新安装的时间分辨率很高的快速记录仪继续观测。 1967年11月28日,终于获得了清晰的连续脉冲图。脉冲周期极短,只有1.337秒,而且周期非常稳定。脉冲随天体东升西落的视运动而移动,脉冲来自狐狸座方向。这是什么脉冲讯号呢?为什么讯号周期这么短?为什么讯号周期这么稳定?一个大胆的设想,想到了有理智的高级生命。是不是外星人在向我们打招呼?人们甚至想:如果有这种外星人的话,它们一定是身材矮小,不需要从植物获得太阳能,皮肤可能是绿色的。就这样,诞生了想像中的“小绿人”。这是多么诱人的推测,这是多么鼓舞人的设想。 贝尔对“小绿人”的说法很不以为然,她为这种射电源起了一个有趣的名字交通指示灯(Belisha Beacon)。她认为,这种射电天体有固定的位置,天线接收的方向和速度也都不变,不像是LGM之所为。如果是LGM之所为,它们的行星运行会影响信号的速度,进而产生所谓的“多普勒位移”,几个月的观测并未发现这种效应。并且贝尔接着又发现3个辐射脉冲的天体,LGM不可能在4个相距如此遥远的天体上同时使用同频段发射射电信号。 贝尔和休伊什等5人于1968年2月在《自然》杂志上发表了题为《对一个快速脉动射电源的观测》的报道,文中对这种天体的性质作了尝试性解释,认为它可能是一种白矮星或中子星。 中子星的研究历程 关于中子星的研究可以追溯到30年代。1932年,英国物理学家查德威克(James Chadwick,1891-1974)发现了中子,这在科学界引起了极大的反响。德国物理学家海森堡(Werner Heisen-berg,1901-1976)和苏联物理学家伊凡宁柯(1904-)据此对原子核的结构提出了新观点。据说,这一消息刚传到哥本哈根,只有24岁的朗道(1908-1968)就提出了一种新天体由中子构成的寒冷而致密的天体。 1934年,著名天文学家巴德(Walter Baa-de,1893-1960)和超新星研究的专家茨威基(Fritz Zwicky,1898-1974)通过天文观测各自独立地提出了中子星概念。他们指出,超新星是普通恒星向中子星过渡的中介状态,这就把中子星同超新星联系了起来。1939年,茨威基认为,著名的蟹状星云中可能存在有中子星。同年,美国物理学家奥本海默(J.R.Oppenhei-mer,1904-1967)和他的学生沃尔柯夫(Volk-off)也从理论上论证,中子星确实是存在的,并且具体提出了它的模型。 超新星爆发是彻底炸毁而荡然无存呢,还是留有什么样的遗骸呢?理论上的分析仍有一定的不确定性。特别是关于中子星密度的假设,本来白矮星的密度就够高了,中子星的密度还要更高。中子星的直径只有20千米左右,中心密度却可达10吨/立方厘米,同原子核的密度差不多;况且,茨成基关于蟹状星云中心存在中子星的假设也过于大胆和离奇了。 尽管中子星是可能存在的,但天文观测者对于寻找这样的天体的兴趣似乎并不大。为此,理论家们只能将它束之高阁而冷落了几十年。可以辐射脉冲的星体的发现才使中子星的假设得以证实。 其实早在50年代,有人在作天空背景巡视观测时,就几次记录到脉冲星辐射的强脉冲信号,只是由于难以分辨而失之交臂。由此可见,脉冲星虽属偶然发现,但也体现着一定的历史必然性。这不仅表现在理论上的预言,而且随着射电技术的改进已经为这一发现创造了技术条件,特别是年青的贝尔在捕捉到这个非同寻常的机遇时所表现的特有敏感性更为这一发现提供了保证。谁应该是脉冲星的发现者 脉冲星的发现为中子星和超新星的理论提供了观测上的证据,并为恒星演化理论增加了重要的内容。如此重要的发现也引起了不少人的争议。有意思的是,争论者并不包括贝尔本人。这也许是她太谦虚的缘故吧! 许多人认为,贝尔在发现脉冲星的过程中起到了关键的作用。英国焦德雷尔班克射电天文台的天文学家史密斯在1968年就指出,脉冲星是贝尔发现的,但休伊什在这一发现过程中发挥了重要的作用。 贾斯特罗在1969年指出,脉冲星发现的功劳应归于贝尔,而不提休伊什的名字。较为谨慎的作者艾贝尔在他的《宇宙探索》一书中,最初对叙述脉冲星的发现过程表现得很暖昧。但在80年代再版时则十分明朗,明确指出脉冲星的发现者就是贝尔,“贝尔小姐在研究工作中作出了卓越的发现,为他的导师休伊什赢得了诺贝尔物理奖,因为休伊什对新型天体的分析首先证实了它就是中子星”。此外,在介绍著名天文学家的篇章中,也收入了贝尔的大名,使得她沐浴在哥白尼、牛顿、爱因斯坦等巨星的辉光之中。 对这场争论的不同态度,也使得一些科学机构在为脉冲星发现者颁奖时采取了不同的方法。比较突出的是1973年美国富兰克林学院颁发的迈克尔逊奖章和1974年的诺贝尔奖。富兰克林学院注意到有关脉冲星发现的争论,为此进行了仔细地调查,最后向贝尔和休伊什同时授奖。诺贝尔奖是国际上最具权威的奖,然而对脉冲星发现过程了解得显然是不够的。它单独向休伊什授奖,而忽视了贝尔的重要贡献,使这一次授奖显得很不公正。这是一次不应有的失误。 这样的失误是难于原谅的,难怪英国著名的天文学家霍伊尔爵士(Sir Fred Hoyle,1915-)为此而打抱不平,就在休伊什获得诺贝尔奖的第二年,伦敦《泰晤士报》刊载了霍伊尔的谈话。他认为,贝尔应同休伊什共享诺贝尔奖,并对诺贝尔奖委员会授奖前的调查工作欠周密提出了批评;他甚至把这次授奖看成是一桩“丑闻”。霍伊尔认为,贝尔的发现是非常重要的,但她的老板竟把这一发现扣压半年而不发表;同时老板却忙于盗窃这位姑娘的发现,或者从客观上讲就是一种盗窃。后来,霍伊尔又写了一封解释性信件,他说:“对于贝尔小姐取得的成就,有一种曲解的倾向。因为这项成就听起来是这样的简单,好像只是从大量的记录中找一找就行了。其实,这项成就是她对以往的经验认为是不可能的现象重新加以认真考虑的结果。”休伊什的拙劣辩护 休伊什对1974年的诺贝尔奖有一种讳莫如深的隐情,他对贝尔的贡献很少提起。据说,只是在1974年获得诺贝尔奖按惯例发表演说时,休伊什才提到了贝尔的工作。对于霍伊尔的批评,休伊什也曾向《泰晤士报》写信作答。休伊什的意思是,贝尔的工作是在使用他的望远镜,并在他的指导下完成的,而且是在他的指导下才搞清楚新发现的星体的性质,之所以延迟发表论文,是为了进行必要的验证。

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