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『簡體書』中国天眼科普:神秘的脉冲星

書城自編碼: 3427348
分類: 簡體書→大陸圖書→科普讀物科學世界
作者: 张承民
國際書號(ISBN): 9787302535539
出版社: 清华大学出版社
出版日期: 2019-09-01

頁數/字數: /
書度/開本: 16开 釘裝: 平装

售價:NT$ 183

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編輯推薦:
本书将各种脉冲星的知识与地球上实际现象相联系,帮助读者直观理解致密星体。图文并貌,注重图片原创的动漫效果,提高读者对天文和学习的兴趣。
內容簡介:
本书是一本介绍脉冲星的科普书籍,包括脉冲星(转动中子星)的基础知识,脉冲星的发现和验
证历史,及其各种现象。我们根据国际*的科学成就,以及中国天眼的科学目标,将新的科研成果
写进本书。具体包括:脉冲星的发现历史及故事,早期中子星理论的发展,脉冲星的参数结构,各种
特殊类型脉冲星的现象和物理解释。
本书主要针对中学生、大学生以及对天文学感兴趣的人群。对于天文爱好者来说,本书是良师益友,
可以让你在短时间内了解到整个脉冲星领域的*知识,以较少的时间和精力去探索宇宙和脉冲星的
奇妙世界。
關於作者:
中国科学院国家天文台研究员、中国天眼FAST工程首席科学家助理,中国科学院大学岗位教授,博士生导师领域主要涵盖脉冲星天体物理和广义相对论,已发表学术论文 100余篇。曾获国家教委科技进步二等奖中国科学院大学优秀课程称号;出版和编辑科研书籍和国际会议文集两本(中子星与脉冲星天体物理ISBN,中国科学出版社英国剑桥大学出版社)。
目錄
1 脉冲星发现的故事1
2 脉冲星认证过程6
3 脉冲星命名方式11
4 脉冲星距离估计16
5 脉冲星的质量和密度24
6 那些错失脉冲星发现的故事27
7 脉冲星与诺贝尔奖的恩怨情仇31
8 宋朝客星与脉冲星33
9 脉冲星与超新星爆发38
10 脉冲星是转动中子星44
11 蟹状星云的神秘信号50
12 中子星早期猜想58
13 脉冲星速度来源68
14 中子星极端态:高温、高压、高密度、强磁场和强引力73
15 脉冲星精准钟:导航80
16 毫秒脉冲星奥秘85
17 脉冲星双星系统93
18 强磁场中子星99
19 寡妇星与脉冲星行星系统108
20 脉冲星磁场112
21 脉冲星引力场116
22 脉冲星的质量范围119
內容試閱
脉冲星最初是由英国剑桥大学的博士研究生乔瑟琳贝尔女士(Jocelyn Bell)
发现的。1967年夏,她在搜索射电望远镜天线的数据带时,注意到一个奇怪的周
期信号,流量每隔1.33秒变化一次,后经仔细认证意识到这是一个未知的宇宙信
号,来自后来称为脉冲星的天体。脉冲星是物理学家曾经预言的一种超级致密的
中子星。脉冲星的发现是20世纪重大的天文学事件。经过50多年的研究,我们
已经知道脉冲星是一种极端致密的天体,源于8~25倍太阳质量a的恒星演化到末
期,经历超新星爆发后形成,中心物质坍缩成中子星,约一个太阳质量,其物质
密度大约是水密度的千万亿倍。脉冲星的射电辐射来自其磁场强大的极冠区,每
当中子星的极冠转到地球视线方向时,我们便能收到其辐射的脉冲信号。脉冲星
好比航海中的灯塔,当其辐射束扫过地球时即可以观测到一次脉冲。脉冲星半径
约10 km,自旋很快,目前在射电波段观测到的旋转周期在1.39毫秒~23秒之间。
天文学家注意到,脉冲星在基础科学研究领域具有极其重要的学术意义。由
于脉冲星的大质量和小半径,其表面引力场非常强,使得脉冲星成为爱因斯坦广
义相对论验证的绝好场所。根据爱因斯坦的预言,双星系轨道在引力波辐射下将
收缩,而轨道周期为几小时的双中子星系统每年将缩短几百厘米。1974年,美国
天文学家赫尔斯和泰勒发现了一对互相绕转的双中子星系统,他们利用此系统证
实了引力波的预言。由于脉冲星的超强磁场,为研究磁层粒子加速机制、高能辐
射、射电辐射过程提供了一个理想的场所。在应用研究方面,脉冲星因其自转周期的高度稳定性, 在时间标准和航天器导航上有着非常重要的应用前景。部分脉
冲星自转周期的长期稳定性已经赶上甚至超过了氢原子钟。对脉冲星的研究涉及
多学科协作,多波段探测,多信使研究,所以其研究已成为当今天体物理学最活
跃的领域之一。
脉冲星自发现以来,在50年间取得了令世人瞩目的巨大成就。天文学家已
经观测到3000多颗脉冲星,至今已积累了一大批宝贵的资料, 同时也存在不少现
象和问题尚待解决。随着中国天眼工程球面射电望远镜(FAST)大型装置的
建设和观测手段的进一步发展, 人类必将逐步揭示脉冲星所涉及的一系列新问题。
虽然现在天文学家已经观测到18对双中子星系统,但尚未发现脉冲星 黑洞系统,
FAST有望在接下来的若干年内探测到这类奇特双星,这将为精确确定黑洞性质
获得关键信息,同时也可以检验引力波在此类系统的辐射性质。目前,观测到的
毫秒脉冲星最快自旋周期是1.39毫秒,低于10毫秒的脉冲星有300多颗。根据
理论计算,最快的脉冲星周期可达不足1毫秒,如果能探测到这类亚毫秒脉冲星,
那么我们确定其物态很有可能是夸克物质,这将是核力起主导作用的一种新天体。
此外,银河系以外脉冲星的探测也将作为FAST未来观测的重点。随着FAST射
电望远镜灵敏度的提高,探测其他星系短时间内产生巨脉冲信号脉冲星也成为可能,这对于研究脉冲星奇特的辐射机制非常有利。另外,对于一些年老的脉
冲星,其辐射的强度较低,星体自旋周期大于10秒。一般来说,自旋周期越大,
其年龄越老,越不容易被探测到。在FAST高灵敏度的前提下,探测年老脉冲星
变为可能,这对于研究脉冲星晚期演化特性是至关重要的。总之,在FAST时代,
可以预知的脉冲星观测将突破原有的样本数目,各种新型脉冲星天体将不期而至,
我们正在迎接一个中国自主大科学装置发现的时代。

 

 

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