我來回答你!中子星的發現者是英國天文學家休伊什教授和休伊什研究小組的射電觀測人員中一位女博士研究生,她的名字叫 SJ貝爾(S.Jocelyn Bell)。 仰望夜空就會發現,星星總是一眨一眨的。研究表明,這是由於大氣層溫度和密度分佈的不均勻引起的恆星閃爍現象。對於河外射電源來說,由於距離遙遠,角直徑很小,並受到地球高層電離氣體以及來自行星際空間電離氣體的干擾,所以也會出現類似恆星的那種閃爍現象。 英國劍橋大學休伊什(Anthony Hewish,1924-)研究小組發現,小角徑的射電源強度一般有0.1角秒的起伏。要消除這種起伏,就要建造高大的射電望遠鏡。為此,他們於1967年建成一座龐大的射電望遠鏡,它的矩形天線為470米45米,由16128(=2048)個偶極子構成,佔地18,000平方米。洛弗爾(Bernard Lowell)爵士說,這是“科學史上代價最大的一次”。這架射電望遠鏡的靈敏度非常高,這就為脈衝星的發現提供了良好的觀測手段。 休伊什研究小組的射電觀測人員中有一位女博士研究生,她的名字叫 SJ貝爾(S.Jocelyn Bell)。她從 1965年就參加了這個射電天文小組,並在此攻讀博士學位。安裝這個龐大的天線陣也有她的功勞。 天線安裝完畢後,為了撰寫博士論文,貝爾要蒐集足夠的資料。所以,從1967年7月份開始,每隔4天她就詳細分析一遍400英尺的記錄紙帶(望遠鏡對整個天空掃視一遍需4天時間)。由於這時與天線配套的計算機還未安裝,所以要靠貝爾的雙眼,她要一英寸一英寸地審視記錄紙帶。這是一件非常枯燥的工作。貝爾既要從紙帶上分離出各種人為的無線電訊號,又要把真正射電體發出的射電訊號標示出來。 在觀測的過程中,細心的貝爾小姐發現了一系列奇怪的脈衝,這些脈衝的時間間距精確的相等。她馬上報告了他的導師。經過兩人的討論,決定用新安裝的時間解析度很高的快速記錄儀繼續觀測。 1967年11月28日,終於獲得了清晰的連續脈衝圖。脈衝週期極短,只有1.337秒,而且週期非常穩定。脈衝隨天體東昇西落的視運動而移動,脈衝來自狐狸座方向。這是什麼脈衝訊號呢?為什麼訊號週期這麼短?為什麼訊號週期這麼穩定?一個大膽的設想,想到了有理智的高階生命。是不是外星人在向我們打招呼?人們甚至想:如果有這種外星人的話,它們一定是身材矮小,不需要從植物獲得太陽能,面板可能是綠色的。就這樣,誕生了想像中的“小綠人”。這是多麼誘人的推測,這是多麼鼓舞人的設想。 貝爾對“小綠人”的說法很不以為然,她為這種射電源起了一個有趣的名字——交通指示燈(Belisha Beacon)。她認為,這種射電天體有固定的位置,天線接收的方向和速度也都不變,不像是LGM之所為。如果是LGM之所為,它們的行星執行會影響訊號的速度,進而產生所謂的“多普勒位移”,幾個月的觀測並未發現這種效應。並且貝爾接著又發現3個輻射脈衝的天體,LGM不可能在4個相距如此遙遠的天體上同時使用同頻段發射射電訊號。 貝爾和休伊什等5人於1968年2月在《自然》雜誌上發表了題為《對一個快速脈動射電源的觀測》的報道,文中對這種天體的性質作了嘗試性解釋,認為它可能是一種白矮星或中子星。 中子星的研究歷程 關於中子星的研究可以追溯到30年代。1932年,英國物理學家查德威克(James Chadwick,1891-1974)發現了中子,這在科學界引起了極大的反響。德國物理學家海森堡(Werner Heisen-berg,1901-1976)和蘇聯物理學家伊凡寧柯(1904-)據此對原子核的結構提出了新觀點。據說,這一訊息剛傳到哥本哈根,只有24歲的朗道(1908-1968)就提出了一種新天體——由中子構成的寒冷而緻密的天體。 1934年,著名天文學家巴德(Walter Baa-de,1893-1960)和超新星研究的專家茨威基(Fritz Zwicky,1898-1974)透過天文觀測各自獨立地提出了中子星概念。他們指出,超新星是普通恆星向中子星過渡的中介狀態,這就把中子星同超新星聯絡了起來。1939年,茨威基認為,著名的蟹狀星雲中可能存在有中子星。同年,美國物理學家奧本海默(J.R.Oppenhei-mer,1904-1967)和他的學生沃爾柯夫(Volk-off)也從理論上論證,中子星確實是存在的,並且具體提出了它的模型。 超新星爆發是徹底炸燬而蕩然無存呢,還是留有什麼樣的遺骸呢?理論上的分析仍有一定的不確定性。特別是關於中子星密度的假設,本來白矮星的密度就夠高了,中子星的密度還要更高。中子星的直徑只有20千米左右,中心密度卻可達10噸/立方厘米,同原子核的密度差不多;況且,茨成基關於蟹狀星雲中心存在中子星的假設也過於大膽和離奇了。 儘管中子星是可能存在的,但天文觀測者對於尋找這樣的天體的興趣似乎並不大。為此,理論家們只能將它束之高閣而冷落了幾十年。可以輻射脈衝的星體的發現才使中子星的假設得以證實。 其實早在50年代,有人在作天空背景巡視觀測時,就幾次記錄到脈衝星輻射的強脈衝訊號,只是由於難以分辨而失之交臂。由此可見,脈衝星雖屬偶然發現,但也體現著一定的歷史必然性。這不僅表現在理論上的預言,而且隨著射電技術的改進已經為這一發現創造了技術條件,特別是年青的貝爾在捕捉到這個非同尋常的機遇時所表現的特有敏感性更為這一發現提供了保證。誰應該是脈衝星的發現者 脈衝星的發現為中子星和超新星的理論提供了觀測上的證據,併為恆星演化理論增加了重要的內容。如此重要的發現也引起了不少人的爭議。有意思的是,爭論者並不包括貝爾本人。這也許是她太謙虛的緣故吧! 許多人認為,貝爾在發現脈衝星的過程中起到了關鍵的作用。英國焦德雷爾班克射電天文臺的天文學家史密斯在1968年就指出,脈衝星是貝爾發現的,但休伊什在這一發現過程中發揮了重要的作用。 賈斯特羅在1969年指出,脈衝星發現的功勞應歸於貝爾,而不提休伊什的名字。較為謹慎的作者艾貝爾在他的《宇宙探索》一書中,最初對敘述脈衝星的發現過程表現得很暖昧。但在80年代再版時則十分明朗,明確指出脈衝星的發現者就是貝爾,“貝爾小姐在研究工作中作出了卓越的發現,為他的導師休伊什贏得了諾貝爾物理獎,因為休伊什對新型天體的分析首先證實了它就是中子星”。此外,在介紹著名天文學家的篇章中,也收入了貝爾的大名,使得她沐浴在哥白尼、牛頓、愛因斯坦等巨星的輝光之中。 對這場爭論的不同態度,也使得一些科學機構在為脈衝星發現者頒獎時採取了不同的方法。比較突出的是1973年美國富蘭克林學院頒發的邁克爾遜獎章和1974年的諾貝爾獎。富蘭克林學院注意到有關脈衝星發現的爭論,為此進行了仔細地調查,最後向貝爾和休伊什同時授獎。諾貝爾獎是國際上最具權威的獎,然而對脈衝星發現過程瞭解得顯然是不夠的。它單獨向休伊什授獎,而忽視了貝爾的重要貢獻,使這一次授獎顯得很不公正。這是一次不應有的失誤。 這樣的失誤是難於原諒的,難怪英國著名的天文學家霍伊爾爵士(Sir Fred Hoyle,1915-)為此而打抱不平,就在休伊什獲得諾貝爾獎的第二年,倫敦《泰晤士報》刊載了霍伊爾的談話。他認為,貝爾應同休伊什共享諾貝爾獎,並對諾貝爾獎委員會授獎前的調查工作欠周密提出了批評;他甚至把這次授獎看成是一樁“醜聞”。霍伊爾認為,貝爾的發現是非常重要的,但她的老闆竟把這一發現扣壓半年而不發表;同時老闆卻忙於盜竊這位姑娘的發現,或者從客觀上講就是一種盜竊。後來,霍伊爾又寫了一封解釋性信件,他說:“對於貝爾小姐取得的成就,有一種曲解的傾向。因為這項成就聽起來是這樣的簡單,好像只是從大量的記錄中找一找就行了。其實,這項成就是她對以往的經驗認為是不可能的現象重新加以認真考慮的結果。”休伊什的拙劣辯護 休伊什對1974年的諾貝爾獎有一種諱莫如深的隱情,他對貝爾的貢獻很少提起。據說,只是在1974年獲得諾貝爾獎按慣例發表演說時,休伊什才提到了貝爾的工作。對於霍伊爾的批評,休伊什也曾向《泰晤士報》寫信作答。休伊什的意思是,貝爾的工作是在使用他的望遠鏡,並在他的指導下完成的,而且是在他的指導下才搞清楚新發現的星體的性質,之所以延遲發表論文,是為了進行必要的驗證。
我來回答你!中子星的發現者是英國天文學家休伊什教授和休伊什研究小組的射電觀測人員中一位女博士研究生,她的名字叫 SJ貝爾(S.Jocelyn Bell)。 仰望夜空就會發現,星星總是一眨一眨的。研究表明,這是由於大氣層溫度和密度分佈的不均勻引起的恆星閃爍現象。對於河外射電源來說,由於距離遙遠,角直徑很小,並受到地球高層電離氣體以及來自行星際空間電離氣體的干擾,所以也會出現類似恆星的那種閃爍現象。 英國劍橋大學休伊什(Anthony Hewish,1924-)研究小組發現,小角徑的射電源強度一般有0.1角秒的起伏。要消除這種起伏,就要建造高大的射電望遠鏡。為此,他們於1967年建成一座龐大的射電望遠鏡,它的矩形天線為470米45米,由16128(=2048)個偶極子構成,佔地18,000平方米。洛弗爾(Bernard Lowell)爵士說,這是“科學史上代價最大的一次”。這架射電望遠鏡的靈敏度非常高,這就為脈衝星的發現提供了良好的觀測手段。 休伊什研究小組的射電觀測人員中有一位女博士研究生,她的名字叫 SJ貝爾(S.Jocelyn Bell)。她從 1965年就參加了這個射電天文小組,並在此攻讀博士學位。安裝這個龐大的天線陣也有她的功勞。 天線安裝完畢後,為了撰寫博士論文,貝爾要蒐集足夠的資料。所以,從1967年7月份開始,每隔4天她就詳細分析一遍400英尺的記錄紙帶(望遠鏡對整個天空掃視一遍需4天時間)。由於這時與天線配套的計算機還未安裝,所以要靠貝爾的雙眼,她要一英寸一英寸地審視記錄紙帶。這是一件非常枯燥的工作。貝爾既要從紙帶上分離出各種人為的無線電訊號,又要把真正射電體發出的射電訊號標示出來。 在觀測的過程中,細心的貝爾小姐發現了一系列奇怪的脈衝,這些脈衝的時間間距精確的相等。她馬上報告了他的導師。經過兩人的討論,決定用新安裝的時間解析度很高的快速記錄儀繼續觀測。 1967年11月28日,終於獲得了清晰的連續脈衝圖。脈衝週期極短,只有1.337秒,而且週期非常穩定。脈衝隨天體東昇西落的視運動而移動,脈衝來自狐狸座方向。這是什麼脈衝訊號呢?為什麼訊號週期這麼短?為什麼訊號週期這麼穩定?一個大膽的設想,想到了有理智的高階生命。是不是外星人在向我們打招呼?人們甚至想:如果有這種外星人的話,它們一定是身材矮小,不需要從植物獲得太陽能,面板可能是綠色的。就這樣,誕生了想像中的“小綠人”。這是多麼誘人的推測,這是多麼鼓舞人的設想。 貝爾對“小綠人”的說法很不以為然,她為這種射電源起了一個有趣的名字——交通指示燈(Belisha Beacon)。她認為,這種射電天體有固定的位置,天線接收的方向和速度也都不變,不像是LGM之所為。如果是LGM之所為,它們的行星執行會影響訊號的速度,進而產生所謂的“多普勒位移”,幾個月的觀測並未發現這種效應。並且貝爾接著又發現3個輻射脈衝的天體,LGM不可能在4個相距如此遙遠的天體上同時使用同頻段發射射電訊號。 貝爾和休伊什等5人於1968年2月在《自然》雜誌上發表了題為《對一個快速脈動射電源的觀測》的報道,文中對這種天體的性質作了嘗試性解釋,認為它可能是一種白矮星或中子星。 中子星的研究歷程 關於中子星的研究可以追溯到30年代。1932年,英國物理學家查德威克(James Chadwick,1891-1974)發現了中子,這在科學界引起了極大的反響。德國物理學家海森堡(Werner Heisen-berg,1901-1976)和蘇聯物理學家伊凡寧柯(1904-)據此對原子核的結構提出了新觀點。據說,這一訊息剛傳到哥本哈根,只有24歲的朗道(1908-1968)就提出了一種新天體——由中子構成的寒冷而緻密的天體。 1934年,著名天文學家巴德(Walter Baa-de,1893-1960)和超新星研究的專家茨威基(Fritz Zwicky,1898-1974)透過天文觀測各自獨立地提出了中子星概念。他們指出,超新星是普通恆星向中子星過渡的中介狀態,這就把中子星同超新星聯絡了起來。1939年,茨威基認為,著名的蟹狀星雲中可能存在有中子星。同年,美國物理學家奧本海默(J.R.Oppenhei-mer,1904-1967)和他的學生沃爾柯夫(Volk-off)也從理論上論證,中子星確實是存在的,並且具體提出了它的模型。 超新星爆發是徹底炸燬而蕩然無存呢,還是留有什麼樣的遺骸呢?理論上的分析仍有一定的不確定性。特別是關於中子星密度的假設,本來白矮星的密度就夠高了,中子星的密度還要更高。中子星的直徑只有20千米左右,中心密度卻可達10噸/立方厘米,同原子核的密度差不多;況且,茨成基關於蟹狀星雲中心存在中子星的假設也過於大膽和離奇了。 儘管中子星是可能存在的,但天文觀測者對於尋找這樣的天體的興趣似乎並不大。為此,理論家們只能將它束之高閣而冷落了幾十年。可以輻射脈衝的星體的發現才使中子星的假設得以證實。 其實早在50年代,有人在作天空背景巡視觀測時,就幾次記錄到脈衝星輻射的強脈衝訊號,只是由於難以分辨而失之交臂。由此可見,脈衝星雖屬偶然發現,但也體現著一定的歷史必然性。這不僅表現在理論上的預言,而且隨著射電技術的改進已經為這一發現創造了技術條件,特別是年青的貝爾在捕捉到這個非同尋常的機遇時所表現的特有敏感性更為這一發現提供了保證。誰應該是脈衝星的發現者 脈衝星的發現為中子星和超新星的理論提供了觀測上的證據,併為恆星演化理論增加了重要的內容。如此重要的發現也引起了不少人的爭議。有意思的是,爭論者並不包括貝爾本人。這也許是她太謙虛的緣故吧! 許多人認為,貝爾在發現脈衝星的過程中起到了關鍵的作用。英國焦德雷爾班克射電天文臺的天文學家史密斯在1968年就指出,脈衝星是貝爾發現的,但休伊什在這一發現過程中發揮了重要的作用。 賈斯特羅在1969年指出,脈衝星發現的功勞應歸於貝爾,而不提休伊什的名字。較為謹慎的作者艾貝爾在他的《宇宙探索》一書中,最初對敘述脈衝星的發現過程表現得很暖昧。但在80年代再版時則十分明朗,明確指出脈衝星的發現者就是貝爾,“貝爾小姐在研究工作中作出了卓越的發現,為他的導師休伊什贏得了諾貝爾物理獎,因為休伊什對新型天體的分析首先證實了它就是中子星”。此外,在介紹著名天文學家的篇章中,也收入了貝爾的大名,使得她沐浴在哥白尼、牛頓、愛因斯坦等巨星的輝光之中。 對這場爭論的不同態度,也使得一些科學機構在為脈衝星發現者頒獎時採取了不同的方法。比較突出的是1973年美國富蘭克林學院頒發的邁克爾遜獎章和1974年的諾貝爾獎。富蘭克林學院注意到有關脈衝星發現的爭論,為此進行了仔細地調查,最後向貝爾和休伊什同時授獎。諾貝爾獎是國際上最具權威的獎,然而對脈衝星發現過程瞭解得顯然是不夠的。它單獨向休伊什授獎,而忽視了貝爾的重要貢獻,使這一次授獎顯得很不公正。這是一次不應有的失誤。 這樣的失誤是難於原諒的,難怪英國著名的天文學家霍伊爾爵士(Sir Fred Hoyle,1915-)為此而打抱不平,就在休伊什獲得諾貝爾獎的第二年,倫敦《泰晤士報》刊載了霍伊爾的談話。他認為,貝爾應同休伊什共享諾貝爾獎,並對諾貝爾獎委員會授獎前的調查工作欠周密提出了批評;他甚至把這次授獎看成是一樁“醜聞”。霍伊爾認為,貝爾的發現是非常重要的,但她的老闆竟把這一發現扣壓半年而不發表;同時老闆卻忙於盜竊這位姑娘的發現,或者從客觀上講就是一種盜竊。後來,霍伊爾又寫了一封解釋性信件,他說:“對於貝爾小姐取得的成就,有一種曲解的傾向。因為這項成就聽起來是這樣的簡單,好像只是從大量的記錄中找一找就行了。其實,這項成就是她對以往的經驗認為是不可能的現象重新加以認真考慮的結果。”休伊什的拙劣辯護 休伊什對1974年的諾貝爾獎有一種諱莫如深的隱情,他對貝爾的貢獻很少提起。據說,只是在1974年獲得諾貝爾獎按慣例發表演說時,休伊什才提到了貝爾的工作。對於霍伊爾的批評,休伊什也曾向《泰晤士報》寫信作答。休伊什的意思是,貝爾的工作是在使用他的望遠鏡,並在他的指導下完成的,而且是在他的指導下才搞清楚新發現的星體的性質,之所以延遲發表論文,是為了進行必要的驗證。