脉冲星亮度半世纪谜题有解 _脉冲星亮度半世纪谜题有解

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脉冲星是快速旋转的中子星。它们就像灯塔，有两个磁极不断发出无线电波。半个多世纪以来，科学家都不知道脉冲星为什么会发出这些无线电波。现在，一个研究小组认为他们可能已经找到了答案。
年轻脉冲星PSR B1509-58发出的X射线在其周围扩散，形成了一只巨大的宇宙之手。(美国宇航局)
这项研究描述的情况是，脉冲星具有很强的电场，它从恒星表面剥离电子，并将其加速到高能状态。这些加速的电子最终会发出高能伽马射线。脉冲星磁场吸收这些伽马射线，产生大量正负电子对。
新诞生的正电子具有中和电场，形成振荡的作用。这种振荡电场与脉冲星的强磁场相互作用，产生电磁波传播到宇宙空。
中子星是恒星坍缩后留下的高密度碎片，具有很强的磁场。与普通中子星不同，脉冲星自转速度很快，每秒可达700次。这产生了一个强电场。
脉冲星发出的无线电波非常稳定。从地球接收到的信号来看，脉冲星的稳定精度几乎可以达到原子钟的水平。
研究人员在脉冲星磁极周围搭建了等离子体的二维模拟系统，得到了与脉冲星发射的相同的无线电波信号。据研究，以前的模拟系统只有一个纬度，无法显示电磁波。
他们的系统是从模拟脉冲星的电场如何加速电子开始的。加速高能光子的产生，高能光子与脉冲星的高强度磁场相互作用产生正负电子对，被电场加速产生更多的光子。这种不受控制的过程最终会产生大量的正负电子对。
在模拟系统中，正负电子对各自产生电场，不断削弱原有电场。最后，当原来的电场弱到接近零值时，就会开始在正负值之间振荡。如果振荡电场与脉冲星的强磁场不平行，就会发出电磁辐射。
研究人员希望将这一模拟系统扩展到接近真实脉冲星的尺度，进一步验证这一理论。
现在还有一些研究依赖于脉冲星信号的准确性。比如，研究引力波的科学家依靠测量脉冲星起伏来探测引力波对时间的拉伸和压缩的影响空；此外，更好地了解脉冲星将有助于揭开另一个神秘信号——快速射电爆发(FRB)的源事件。
【脉冲星亮度半世纪谜题有解】这项研究发表在15日的《物理评论快报》上。

脉冲星亮度半世纪谜题有解

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