北辰
被改變精度的“時鐘”
脈沖星被稱為“宇宙中的燈塔”,它們會從磁場的兩極發(fā)射出電波,這兩股射電波分別指向?qū)α⒌膬蓚€方向,看起來,就如同一根筷子插在一個圓球上。脈沖星也在自轉(zhuǎn),于是,射電波就不停地指向四周,一圈又一圈地向周邊掃射。但這僅僅是在一個平面上掃射,真實的情況要比這復雜得多。
脈沖星的磁場與它的自轉(zhuǎn)軸不是重合的,常常會有一個夾角,看上去就如同圓球帶著筷子搖搖晃晃地自轉(zhuǎn),筷子也就一圈一圈地畫著圓弧,指向不同的方向。這樣脈沖星掃描輪廓就非常廣泛,只要射電望遠鏡在它的掃描輪廓內(nèi),就會接收到射電信號,它們就像是宇宙的燈塔那樣,掃了一圈又一圈。
地球每24小時自轉(zhuǎn)一次,跟脈沖星相比就太慢了,脈沖星自轉(zhuǎn)一周的時間非常短,快的每秒鐘可以轉(zhuǎn)600多圈,就是最慢的每秒鐘也可以轉(zhuǎn)4圈。脈沖星每轉(zhuǎn)一圈,射電波就對著周邊掃描一次,于是,地球上的射電望遠鏡也就接收到一次信號,如果它一秒鐘轉(zhuǎn)4圈,射電望遠鏡也就可以在一秒鐘內(nèi)接收到它的4次信號,所以被稱為脈沖星。脈沖星是那么的精確,比時鐘還要精確,我們完全可以把它當作最精確的時鐘。
但是,倘若它的精確度突然被改變了,那一定是受到了外來物體的撞擊。有一顆脈沖星就是這樣,它受到了攻擊,而且攻擊者來自于這顆脈沖星本身。
脈沖星PSRJ0738-4042位于南天的船尾座,在2005年,這顆脈沖星的自轉(zhuǎn)速率發(fā)生了突然的改變,所以它的射電脈沖也就不是那么精確了,不僅如此,它的脈沖輪廓,也就是它掃射的范圍也發(fā)生了改變。于是,科學家得出結(jié)論,它受到了一個未知物體的攻擊。而那個打擊它的物體不是別處來的,正是它自己發(fā)出來的,也就是說,它被自己打中了。
脈沖星的物質(zhì)盤
脈沖星并不是剛開始就這樣向外界發(fā)射電磁波,它的前世并不是脈沖星。它原來是一顆巨大的恒星,當它演化到老年的時候,外界物質(zhì)就會極度膨大,最終會發(fā)生超新星爆發(fā)。超新星爆發(fā)的碎片彌漫在周圍空間,只留下一個小小的核心,而且,這個核心會進一步萎縮,變得更小,于是它就成為了中子星。中子星的密度極高,高得難以想象,直徑只有20千米或者更小,完全由中子組成。如果這個中子星能夠發(fā)出射電波,那么就被叫作脈沖星。脈沖星PSRJ0738-4042就是這樣誕生的,它經(jīng)過恒星的爆發(fā)成為了脈沖星,但是,它還殘留著當初爆發(fā)的痕跡。
當初超新星爆發(fā)之后的那些碎片并不會就此消失,它們包圍著脈沖星,隨著歲月的流逝,這些碎片受到脈沖星的引力影響,還會漸漸地聚攏起來,包圍在脈沖星的周圍,但并不是從四周包圍著它,最終會形成一個環(huán)帶,就像是土星環(huán)那樣。在這些碎片組成的環(huán)中,碎塊的大小不一,小的跟灰塵差不多,大的就像是石頭那樣,更大的大小跟小行星差不多。
大小不一的碎片組成的環(huán),就是當初超新星爆發(fā)的痕跡,雖然我們看不到,但它必然存在著。這些碎塊環(huán)繞著脈沖星似乎很悠閑地運轉(zhuǎn)著。但是,這不是長久之計,它們很不穩(wěn)定,就像是拋射到天上的石頭,終究還是要落下來,它們會在某個時刻降落到脈沖星上,于是,就帶來了脈沖星自轉(zhuǎn)的突然變化。
物質(zhì)盤的碎塊掉落砸到脈沖星
如果說脈沖星是精度的時鐘,也可以,但是必須明確的是,在短時間內(nèi)它是精確的,長時間就不行了。脈沖星的自轉(zhuǎn)周期,從長期來說,是逐漸縮短的,典型速率是每年減慢一百萬分之一秒。但是如果突然之間發(fā)生了很大的變化,那就值得注意了。
脈沖星PSRJ0738-4042不同尋常的突然減速發(fā)生在2005年9月,它的脈沖輪廓發(fā)生了變化,它掃射的范圍更加寬廣,或者說它轉(zhuǎn)移了目標,脈沖點對準了另一個方向,這是它本身發(fā)生抖動的表現(xiàn)。另外,它的速率也發(fā)生了變化,它不是那么精確了,這也說明它受到了干擾。
究竟發(fā)生了什么?這讓研究者十分困惑。英國、南非和澳大利亞的天文學家認真地研究了這個問題,他們調(diào)集了多個射電望遠鏡的觀測資料,時間跨度從1988年開始,一直到2012年。這些資料表明,這顆脈沖星以前并沒有什么異常,它的怪異僅僅發(fā)生在2005年9月。
在這個時刻,究竟發(fā)生了什么?研究者認為,有幾種可能:脈沖星的表面也會發(fā)生一些振動,振動會帶來這種變化,脈沖星的自轉(zhuǎn)軸也會發(fā)生變化,還有,脈沖星的磁場也會發(fā)生改變,這些都會導致PSRJ0738-4042的速率和脈沖輪廓發(fā)生突變。
但是,研究者更加相信,是一顆10億噸的碎塊,就像是小行星那樣大的碎塊,從那環(huán)繞著它的盤狀物中下落,擊中了它,突然的打擊才讓它“性情大變”,讓精確的噴射不再遵循原有的規(guī)則。
脈沖星體積都不大,10億噸這樣大小的碎塊打擊了它,符合它改變的特征。10億噸這樣大小的小行星在太陽系很多,它們偶爾也會“肇事”,撞擊大行星,但那不是大行星拋射出來的,脈沖星PSRJ0738-4042就很倒霉,當初超新星爆發(fā)的時候產(chǎn)生的塵埃環(huán)現(xiàn)在發(fā)生了變化,大石塊落下來砸到了它自己,但如果說是它自己拋出來的石頭砸到了它自己似乎還不太合適,應該說是它前世造孽,現(xiàn)在砸到了自己。