1光年 [转载]“中国天眼”FAST望远镜首次发现脉冲星！这颗星星，(3)

宇宙中的“雾霾”和电磁波发生作用的机理在此处不尽相同：在银河系旋臂——这座宇宙都市的主干道——上，点缀着很多明亮的大质量恒星，这些能量饱满的巨人发出大量的高能光子，将周围的中性气体（主要是氢）电离，制造很多“电离氢”区，那里，大量的自由电子欢呼着“We'refree!We're free!”，四处乱窜。

当脉冲星发出的光穿越这些自由电子组成的“雾霾”时，神奇的事情发生了：频率较低的光子与自由电子发生较强的相互作用，传播的速度被拖慢了一些；而频率较高的光子受到的阻滞反而相对较弱，没有被拖慢那么多。

这样等到脉冲星的光完成“星际穿越”到达地球时，频率高的光子会先到，频率低的光子会后到，它们之间的差异被称为“色散量”。色散量直接与脉冲星信号穿过的自由电子总量（“柱密度”）相关，因而如果我们能通过其他方式先行绘制银河系中自由电子的分布地图，就可以按图索骥地计算出脉冲星的距离了。

钱磊老师在对贝尔脉冲星距离的数量级估计中，简单的使用了银河系中的平均自由电子密度，得出了与其他研究结果相符合的距离数量级（一千光年的数量级），只因计算器上小数点前刚好出现1351四个数字，被并无恶意的媒体裹挟着制造了一则“假新闻”。钱老师的遭遇，可以算是科学家与媒体沟通失效的一个典型例子。

而FAST发现的首颗新脉冲星的距离，同样是使用上述原理估计，只不过使用了最新的、更加准确详实的自由电子分布“地图”，因此1.56万光年相对来说是靠谱一些的，误差范围估计只有上下几百光年。但由于这个脉冲星刚刚发现，观测次数有限，目前还不能给出更严谨的误差估计。

脉冲星：诺奖摇篮

脉冲星于1967年发现，时隔仅7年，1974年的诺贝尔物理学奖就颁发给了脉冲星发现者贝尔同学——的导师——安东尼·休伊什（AntonyHewish）。这在诺贝尔奖“中奖”的缓冲时间中，算是快的了。

可以说脉冲星甫一进入人们的视野，就吸足了眼球。这是因为对天文学家来说太重要、太有用了。

脉冲星之所以重要，是因为它的极端物理性质：首先，它有与原子核相当的高密度，是天然的极端物态实验室；而这么大质量的物体如此高速运动，又使其成为极端相对论性的天体。那里的时空环境跟我们所处的非相对论性天体的环境将会有显著的不同。

脉冲星的长周期稳定性非常好，有些甚至优于原子钟；但其周期又不是毫无变化：在光滑的脉冲星表面，偶尔也会发生一些小型的“地震”，这样的星震会使其自转周期发生微小的变化。

我们知道，人类之所以能够了解地球内部分为地壳、地幔和地核的结构，是通过对地震波在全球传播模式的监测；而脉冲星上的星震怎样发生，同样有望向我们揭示它的本质——脉冲星究竟是中子星，还是夸克星？

脉冲星中转的尤其快的一族，被叫做毫秒脉冲星：顾名思义，它们的周期是以毫秒来计算的。如果有一颗脉冲星刚好位于双星系统中，我们还可以通过观测其脉冲频率的变化，推测出它在轨道上与同伴彼此绕转的情况。

PSR1913 16就是这样一颗位于双致密星系统中的脉冲星，罗素·赫尔斯（Russell AlanHulse）、小约瑟夫·泰勒（Joseph Hooton Taylor,Jr.）两位天文学家，在休伊什获得诺贝尔奖的同年，使用阿雷西博望远镜发现。

这个发现太珍贵了。两颗致密星彼此绕转时，会强烈搅动周围的时空，以引力波的形式向外发射能量，同时逐渐消耗双星系统的势能、使得彼此越来越接近，绕转速度也会越来越快，损失能量的速率越来越高。同时由于广义相对论预言的轨道进动效应，双星之间距离最接近的时刻也在不断演化。

因而，只要可以确定双致密星系统轨道的变化过程，就可以检验广义相对论，更令人激动的是间接的验证引力波的存在——这是在近年来激光干涉引力波技术发展起来之前，我们得以验证引力波存在的一个捷径。