“宇宙钟表”失灵?科学家发现脉冲星周期性“抽搐”

【新唐人北京时间2025年07月28日讯】你有没有想过:如果你连续20多年盯着一颗遥远的“死亡恒星”看,会发生什么?科学家们的答案是——你可能会见证宇宙最神秘、最极端的物理奇观之一!

本次主角PSR J0922+0638是一颗“脉冲星”。脉冲星其实是某些大质量恒星寿终正寝后残留下来的“超高密度核心”,我们也称其为“中子星”。脉冲星的直径通常只有20多公里,却重达好几个太阳。一茶匙这样的物质可能重达数亿吨。它们的密度仅次于黑洞奇点,处于物理极限的边缘,理论上再挤压一点就会变成黑洞。支撑它们不塌缩的,是一种叫“简并压力”的量子现象,即微观粒子因排斥而产生的巨大压力。

脉冲星就像宇宙的陀螺,自转极快,表面会周期性喷射出强烈的射电波或X射线。只要望远镜“正对”,地球上每隔一定时间就会收到“滴答滴答”的信号,因此脉冲星又被称为“宇宙钟表”。

一般来说,脉冲星自转非常精确稳定,科学家甚至用它们来校准世界上最准确的原子钟。但现实中,科学家发现脉冲星偶尔会发生微小但突然的“抽搐”——也就是自转速度骤然加快或减慢,仿佛宇宙钟表偶尔跳了一下秒针。

最新研究中,天文学家利用中国南山射电望远镜和南非MeerKAT射电阵列,结合22年长周期观测数据,发现PSR J0922+0638在二十多年里竟然经历了十几次这样的“抽搐”。这些变化极其细微——通常只相差十亿分之一秒——但对于物理学家来说,这意味着脉冲星内部释放了巨大能量!更神奇的是,这些抽搐并非完全随机,而是大约每550天就会来一次,几乎像宇宙的“心跳”一样有规律。

那为什么会这样?脉冲星磁场极其强大,比地球磁场高出数万亿倍。有天文学家猜测,类似于太阳黑子的周期性活跃,脉冲星也可能存在磁场周期,能量在周期变化中释放,导致自转速率变化。也有物理学家认为,中子星内部可能存在一种“超流体”状态(接近绝对零度下的奇异物质),像液体一样在恒星内部流动。当超流体突然改变方向或能量分布时,会影响整颗星体的自转,导致“抽搐”现象。

脉冲星的“抽搐”现象给科学家打开了一扇探索极端宇宙物理的窗口。通过长期观测这些变化,人类有望理解中子星内部最深层的结构,甚至揭示物质极端状态下的全新物理规律。举例来说,地球上实验室根本无法模拟如此高密度和强磁场条件,只有通过观测宇宙这些天然“极端实验室”,我们才能获得关于夸克、超流体、量子力学等领域的第一手线索。

(记者李思文综合报导/责任编辑:林清)

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