【菜科解读】

1967年7月，英国新造射电望远镜正式投用，该望远镜用于星空无线电信号流量变化研究，其中一位名叫乔瑟琳·贝尔的爱尔兰女博士研究生主要负责执行繁重的观测记录工作。

在摸索射电闪烁信号特征时，贝尔突然发现到一个周期规律的干扰信号。

这是一个间隔1.33秒的脉冲信号，且在不断重复，听起来如同一个外星系文明所传来的无线电波一样。

贝尔与导师在详细研究后，将此认定为是外星人发出的特定摩尔斯电码，并标记为小绿人。

但在不久后，贝尔又发现不同天区的其他三个周期各异的脉冲信号源，这直接排除了外星人信号的可能性，因为不可能有三种外星人在不同方向，却同时朝地球发射密码信号。

经过色散测量，贝尔得知该信号源自于距离几万光年的遥远地方，这种规律信号究竟出自何处？

脉冲星的发现

其实这是一种名为脉冲星的星体，脉冲星的发现被称为上世纪六十年代四大发明之一，而全球第一颗被发现的脉冲星就是贝尔所记录的这颗，后来被命名为CP1919。

脉冲星是仅次于黑洞的致密天体，作为高度磁化且飞速旋转的中子星，它的形成要来源于超行星爆发。

高于太阳质量8倍以上的行星称之为高质量行星，在寿命抵达尽头时，它会爆发一场毁天灭地的爆炸，接着会根据内核残留质量，来形成中子星或黑洞。

如果内核质量在太阳3倍质量之下，高质量行星会坍缩为中子星，反之则是黑洞。

而在这个过程中，如果保持了原高质量行星的角动量，且磁场被进一步增强，则会有极大概率形成脉冲星。

在脉冲星没被发现时，科学家们误以为这是外星文明所营造的干扰信号。

国际学者想要通过三种模型来解释它的信号发射，第一种是密近双星解释，即两颗行星围绕旋转，发光行星被遮挡时，辐射自然接收不到，反之则不然。

第二种是恒星膨胀收缩中会造成信号波动的变化，这倒符合人类对其周期性变化行为的认知。

第三种则是中子星模型，这类星体会自转且具有直辐射束，如同海上灯塔一般。

随着人们的不断探索，越来越多的同类周期性信号被发现，其中甚至有一些能达到毫秒级周期，这直接颠覆了第一种和第二种模型的设想，只有第三类中子星模型才能解释该现象。

后来脉冲星的发现让这一切诡异现象都变得合理，中子星具备高强度磁场后，周围的带电粒子会被集中在一束极窄辐射中，顺着磁轴方向形成一道长无边际的辐射束。

但磁轴与中子星旋转轴方向时而会有所差异，并不能保持完全一致，当二者出现这种情况时，摇摆辐射束随即发生了。

而地球所接受到频繁闪烁且极具周期性的电波信号，就是来自于这种摇摆辐射束，又因为这种信号与脉搏跳动极为相似，所以被称为脉冲星。

从中我们也可以获知，电波信号的间隔时间，其实就是脉冲星的自转周期时长。

自1967年发现首颗脉冲星以来，人类共探测到了3000多颗脉冲星，其中转速最慢的为23.5秒，而转速最快的旋转周期仅为1.37ms，一秒钟内能旋转足足730圈！

这显然超过了人类当时的物理认知，这种速率是汽车引擎转速的近十倍，人体如果以相同转速旋转，只需片刻就会分解破碎，而脉冲星可是一个直径长达20公里的星体。

脉冲星转速基本在秒与毫秒的范围之间，其中小于10毫秒的被称为毫秒级脉冲星，这种脉冲星被认为诞生于双星系统。

什么是双星系统？就是两颗恒星中，有一颗演化为了中子星，它会源源不断的吸收伴星物质，并将这些能量转化为自身旋转动能。

通俗来讲，伴星在此时扮演着加油站的作用，目前人们认为，每秒旋转周期1500次是脉冲星的物质极限。

这就是脉冲星的特征之一——极高的自转速度，而特征之二就是超高的密度。

构成万物的最小单位是原子，而关于目前中子星的主流说法是：其主体构成单位是比原子更小的物质中子。

或者说，中子星本身就是加大原子核。

这种物质组成的星体质量密度要高达1014g/cm3！什么概念？人指甲盖宽度大约为1公分，一个手指头体积就是1立方厘米，如果手指头中填充的是中子星密度物质，那么具体重量大约为1亿吨。

尽管这只是一种理论猜测，毕竟人类目前探测手段的局限性，还未亲手真实探测到脉冲星的物质组成和状态，但通过计算机模拟和信号匹配，一定程度上是可以探测到中子星内部的物理状态的。

遗憾的是，我们无法在地球上用肉眼看到脉冲星，这是因为它们在光学波段没有辐射，只有在射电波段看起来才较强。

不过如蟹状星云脉冲星之类的特殊脉冲星除外，这类脉冲星借助大望远镜是可以探测到的。

脉冲星的探测意义

1993年，国际无线电大会在东京召开，并提出要建设新一代更为灵敏的射电望远镜，来接收更多来自外太空的讯息。

时任中科院天文台副台长的南仁东提出：既然别人都有自己的大设备，我们也造一个吧。

次年，南仁东便写出1.73万字的大射电望远镜国际合作建议书，并于2005年向国家提出建造500米口径射电望远镜的神情，但被中央驳回。

直到2007年，发改委才正式批复此工程的正式立项。

2016年，中国天眼FAST在贵州平塘县坐落而成，开始不断接收源于宇宙深处的电磁波。

次年10月国家天文台宣布通过FAST首次发现数十颗优质脉冲星候选体，其中两颗均通过了认证。

截止2022年，我国已经通过FAST探测到了足足660多颗脉冲星。

那么脉冲星的研究，对我们有何益处呢？天文学核心研究可归结为两暗一黑三起源，两暗是指暗物质和暗能量，一黑是指黑洞，三起源则是宇宙、天体、生命的起源，而脉冲星研究则涵盖了其中三项。

高质量恒星演化晚期，最终会变为三种产物，一是白矮星，二是脉冲星为代表的中子星，三是黑洞。

黑洞无法进行直接观测，间接研究脉冲星对了解黑洞有重大意义。

并且脉冲星作为超新星爆炸遗留物，研究脉冲星就是研究高质量恒星晚期的生命过程，换句话说就是在研究天体演化与生命形成。

要知道，生命形成过程中，但凡比铁重的元素，皆由超新星爆炸产生，人是从星尘而来，而脉冲星的研究说不定就暗藏着未被发掘的重大发现。

在研究脉冲星领域上，还有两个颇有趣味的事件。

当年贝尔率先发现了脉冲信号，但其教授休伊什却独揽了诺贝尔物理学奖，完全忽视了贝尔的个人贡献。

以至于当时科研界提起此事时，都嘲笑这是诺贝尔奖上最不公平的一次颁发结果，是没有贝尔的诺贝尔奖。

第二件事就是在贝尔发现脉冲信号之前，有另一位物理学家提前观测到了猎户座某个脉冲星，他观察到自动记录仪发生了轻微颤抖，但他却误认为是设备出现了问题，于是便漫不经心的对着仪器轻踢一脚。

仪器颤抖果真消失了，但他也因此与诺贝尔奖失之交臂，为了不让后世记住自己的愚蠢，这位物理学家选择了掩盖自己的身份。

而这就是迄今为止人类关于脉冲星的探索故事，作为宇宙中极为神奇的星体，脉冲星还有着许多未解之谜等着我们探索与发现！

参考资料：

壹线生活：脉冲星有什么特点？脉冲星有多可怕？

澎湃新闻：从这里望向太空：脉冲星发现55周年和中国探索之旅

中国军网：探索脉冲星： 中国天眼又有新发现

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木星是气态行星，如果把木星上的气体全部吹走，会结果

木星是一颗巨大的气态行星，其质量约为地球的318倍，体积更是高达地球的1300多倍，在太阳系八大行星中，木星是绝对的“老大”，这使得我们人类对这颗巨大的行星格外关注，关于木星的各种稀奇古怪的问题也层出不穷。

比如说有人就提出了这样一个问题：既然木星是气态行星，那如果把木星上的气体全部吹走，会有什么结果呢？下面我们就来讨论一下。

首先要讲的是，所谓的气态行星并不是指全部是由气体构成的行星，而是指不以岩石或者其他类型的固体为主要成分、没有确定的固态表面的行星，也就是说，气态行星也是可以拥有固态核心的。

那么木星到底有没有固态核心呢？其实这个问题的答案也是科学家们很想知道的。

尽管以人类当前的科技水平，暂时还不能直接进入到木星深处去直接探索，但通过探测器在木星附近收集到的数据，我们还是可以间接猜测出木星的内部结构。

如上图所示，在探测器飞越木星的过程中，其发出的无线电信号会因为木星的引力变化而出现细微的多普勒频移，通过大量对照探测器的实际轨道和理论轨道的差异，就可以构建出木星的重力场模型，进而猜测出木星内部的质量分布。

科学家根据“先驱者10号”、“旅行者1号”、“旅行者2号”、“伽利略号”、“朱诺号”等多个探测器传回的数据猜测出，木星很可能存在一个由重元素构成的固态内核，其质量在地球的12倍至45倍之间注：这里的重元素是指比氢和氦更重的元素。

因此科学界普遍认为，木星应该有一个致密的固态核心，其外包裹着大量的氢和氦注：木星主要由氢和氦构成，其中氦占其质量的大约4分之1，其他的绝大部分都是氢。

由于随着深度的增加，木星上的物质会逐渐变得更热、也更致密，因此木星的结构应该是：最外层是气态的氢和氦，当深度增加到一定程度时，氢和氦就以液态存在，而在更深的位置，极端的压强会将氢原子中的电子“挤”出来，使得它们像金属一样可以导电，这种状态的氢也被称为“金属氢”，在此之下就是木星的固态核心大概如下图所示。

据此我们可以得出，木星上层的气体一旦消失，木星上的那些原来处于高压状态下的液态氢、液态氦以及“金属氢”都会因为失压而转变成气体，在这种情况下，如果把木星上的气体全部吹走，其结果就是木星会失去几乎所有的氢和氦，只剩下一个比原来小得多的固态核心。

值得一提的是，虽然我们人类目前并没有能力把像木星这样的气态行星上的气体全部吹走，但宇宙中那些能量巨大的太阳却可以做到。

从理论上来讲，假如一颗气态行星与其主太阳的距离太近，它的气体就会被主太阳不断地剥离，久而久之，这颗气态行星就会只剩下一个固态核心如果它有的话，科学家给这种奇特的天体起了一个奥秘的名字——“冥府行星”Chthonian planet。

有意思的是，我们有可能已经发现了一颗“冥府行星”。

这颗星球被命名为“TOI-849b”，距离地球大约730光年，由“凌星系外行星巡天卫星”TESS于2020发现，其主太阳被命名为“TOI-849”，是一颗与太阳相似的黄矮星。

观测数据表明，“TOI-849b”的体积与我们太阳系中的海王星差不多，但它的质量却大约是海王星的2.3倍，地球的39.1倍，密度约为5.2克/立方厘米，与像地球这样的岩石行星相当。

另一方面来讲，“TOI-849b”距离它的主太阳非常近，以至于其表面温度可以高达1530摄氏度左右，并且大约每18个小时，它就会完成一次公转。

所以我们可以做一个合理的猜测，“TOI-849b”曾经是一颗与木星相似的气态行星，后来因为某种原因迁徙到了距离其主太阳非常近的轨道，在此之后，它的气体就持续地被主太阳“吹”走，最终演化成了一颗“冥府行星”，而这也很可能就是木星上的气体被全部吹走后的结果。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。

既然木星是气态行星，那么人类发射的航天器能不能直接穿过木星

行星是天体的一类，是指自身不发光，同时围绕太阳做周期性公转运动的天体，通常可以分为行星、矮行星和小行星。

比如在太阳系内，水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和海王星就是属于行星，而冥王星，则和谷神星、阋神星、鸟神星等一起属于矮行星。

穿越木星在太阳系内，位于火星和木星轨道之间还存在着数以十万计的小行星，我们称为小行星带。

当然，我们人类最为关注的还是八大行星，我们根据八大行星的物理性状可以分为两类，一类是和地球一样具有固体表面，岩石行星，称为类地行星，包括水星、金星和火星。

太阳系示意图另外一类就是和木星一样，是有气体来组成的行星，在太阳系内包括木星、土星、天王星和海王星，这些行星和类地行星来比，通常具有体积和质量更大，但是由于是气体组成，所以往往平均密度较小。

那么，既然木星是气态行星，那么我们人类发射的航天器，包括宇宙探测器，或者将来有可能发射的宇宙飞船，能不能直接穿过木星？太阳系八大行星目前来看，人类发射的航天器很难穿越木星，我们这里假设我们从木星的中心穿过。

虽然木星是一颗气态行星，那只是表明木星的主要组成成分是气体，主要是氢和氦，从木星的结构来看，最外面是包围整个木星的大气层，充满着气体，而且在不停的运动之中，形成气体旋涡，比如著名的“大红斑”。

木星南极洲而在木星大气层之下，随着越往木星内部，压力越来越大，气体被不断压缩，形成了液态金属氢，这需要的压力相当于25万个地球大气压，我们要用什么材料才干承受这种压力呢？如果再往木星内部前进，到了木星的中心，我们猜测虽然木星是一颗气态行星，但是其中心是有一个岩石核心，由硅酸盐和铁来组成。

所以在物体状态下，木星内部的高温、高压，以及岩石内核都不支持航天器穿越它。

木星内部结构木星在行星分类上，是一颗气态行星，但是这里的气态，并不是我们地球上所想象的像我们的大气层一样的气体。

我们知道，就算是地球上的大气层，当天宫一号从宇宙坠落，经过大气层时，也会因为剧烈摩擦而燃烧，更何况是更为稠密的木星大气层，所以，以目前的人类技术，别说穿越木星，连木星大气层这一关都过不了。

木星探测器“朱诺号”人类的认知是有限的，我们只能在现有的条件下进行假设，就像农业社会时期的人类，也无法想象现在的互联网时代。

那么，我们说无法穿越木星，也是基于当前的认知，说不定在将来，人类科技进步，就能实现。

朱诺号发射升空