中子星的奧秘

在1967年，天文學(xué)家觀測(cè)到一種奇異的星體。它直徑10千米～20千米，發(fā)出穩(wěn)定的無(wú)線電脈沖波，具有每秒幾周甚至幾十周的自轉(zhuǎn)速度，磁場(chǎng)是太陽(yáng)的上億倍，密度也大得驚人——這就是中子星。這種星體屬于恒星的范疇，也是一種變星。物理學(xué)家分析，這種星體是超新星爆發(fā)時(shí)把星體內(nèi)部的電子幾乎全部擠壓到原子核內(nèi)與質(zhì)子結(jié)合成為中子而形成的，故取名中子星。

但是，中子星真是中性的嗎?我們知道，中性物體是不會(huì)發(fā)出電磁脈沖的。如果中子星是中性的，那它的電磁脈沖從何而來呢?

要知道形成電磁脈沖的條件是，必須形成交變的電場(chǎng)和磁場(chǎng)，即開放的振蕩電路。還有，中子星在高速自轉(zhuǎn)，它的動(dòng)力從何而來?是“上帝的第一次推動(dòng)”，還是來源于康德所說的斥力?

顯然，關(guān)于中子星的理論不攻自破，中子星不是中性的星體。

現(xiàn)代天文學(xué)發(fā)現(xiàn)，變星普遍存在于宇宙之中，最為明顯的是脈動(dòng)變星，這種變星的亮度有著穩(wěn)定的周期性變化，中子星就是這樣一種變星。科學(xué)家認(rèn)為：這些變星亮度的變化，可能是其周期性的膨脹收縮引起的。它的這種變化，必然引起其半徑的周期性增大與減小，最終導(dǎo)致表面積也隨著周期性增加與減小；同時(shí)恒星的溫度和總輻射能量都發(fā)生變化，因而光度也周期性地增大與減小，看起來它的亮度也周期性地變亮與變暗。另外，其顏色、光譜型、視向速度，有時(shí)還有磁場(chǎng)，也都隨之發(fā)生變化。

這些科學(xué)家的論述正在表明一種我們以前沒有認(rèn)識(shí)到的本質(zhì)——星體脹縮的原因。在人類已發(fā)現(xiàn)的變星中，脈動(dòng)變星占了50％以上，僅銀河系中就大約有300萬(wàn)顆。天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，脈動(dòng)變星的周期相差很大，短的在1小時(shí)以下，長(zhǎng)的有幾百天甚至10年以上，星等變化從大于10到小于千分之幾都有。根據(jù)亮度變化曲線的形狀，人們把脈動(dòng)變星分為規(guī)則的、半規(guī)則的和不規(guī)則的三種類型：規(guī)則的，按亮度變化周期長(zhǎng)短分為短周期造父變星和長(zhǎng)周期造父變星；半規(guī)則的，亮度變化有一定規(guī)律但周期不定，或者平均亮度不變。脈動(dòng)變星的密度和絕對(duì)光度都與脈動(dòng)周期有一定的關(guān)系，這為研究恒星的物理變化提供了重要的依據(jù)。

恒星的脹縮變化是普遍現(xiàn)象，按照物理規(guī)律，它也同時(shí)產(chǎn)生電磁場(chǎng)的周期性變換。因此，中子星的電磁振蕩就不再是一種孤立的現(xiàn)象。能發(fā)出電磁脈沖波的中子星當(dāng)然不會(huì)是中性的，相反，它應(yīng)該具有更強(qiáng)的電性。

中子星在星核受擠壓時(shí)，大多數(shù)電子并不會(huì)被壓入原子核內(nèi)與質(zhì)子合成中子，而是由于熱電子發(fā)射和躍遷等原因逃逸了，只剩下少量的電子和大量的原子核(包括質(zhì)子和中子)擠在一起形成離子核團(tuán)。這個(gè)離子核團(tuán)帶有強(qiáng)大的正電場(chǎng)。

在超新星爆發(fā)時(shí)，核外部的物質(zhì)受到巨大的壓力而向中心縮進(jìn)，“榨”出里面的絕大多數(shù)電子。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，壓縮過程停止。此時(shí)，原子核由于彼此間巨大的斥力，會(huì)把殼層物質(zhì)反彈回原來的位置上，從而使星體內(nèi)部的壓力減小，溫度下降，逃逸的電子將回流進(jìn)內(nèi)核，同時(shí)磁極反轉(zhuǎn)。當(dāng)斥力作用結(jié)束后，引力作用又使星體開始了新的收縮。斥力和引力的輪流作用，造成了星體一脹一縮的循環(huán)過程，這種脹縮的過程將長(zhǎng)久地進(jìn)行下去。因?yàn)檫@是一個(gè)耗能的過程，所以，脹縮的周期會(huì)變得越來越長(zhǎng)，直到最后星體冷卻時(shí)結(jié)束。

由于中子星的體積很小，脹縮的頻率很快，電子流的往返頻率也與之相應(yīng)，造成星體較快的磁極反轉(zhuǎn)頻率——這就形成了一個(gè)開放式的、交變的磁場(chǎng)和電場(chǎng)。它像一臺(tái)電磁波發(fā)射機(jī)，電磁脈沖波由此產(chǎn)生。最終，交變的電磁場(chǎng)把中子星變成了一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生極快的自轉(zhuǎn)。

或許，這就是中子星的奧秘。