讲座预告 宇宙中的计时神器 脉冲星 ◆ ◆ ◆ ◆ 主讲：理查德·曼切斯特 时间：2017年6月20日 晚上6:30—8:30 地点：物理楼111讲演厅 主办：中国科学院上海天文台 上海交通大学物理与天文学院 上海市天文学会 承办：上海交通大学天文协会 ◆ ◆ ◆ ◆
报名方式： http://doodle.com/poll/6s2h4tnukxnh4ctu 填入姓名和联络方式 本次讲座的主题便是有“宇宙中的灯塔”之称的脉冲星，而带来这次讲座的便是著名天文学家理查德·曼切斯特。 讲演人简介
讲演人： 理查德·曼彻斯特 Richard N. (Dick) Manchester 理查德·曼彻斯特(Richard N. (Dick) Manchester)，1964年从坎特伯雷大学取得（荣誉）学士学位，1969年从澳大利亚的纽斯卡斯尔分校取得博士学位，主攻方向是对电离层的研讨。1968年，他和夫人芭芭拉搬到帕斯克，都在澳大利亚联邦科学与工业研讨院(Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization; CSIRO)的射电物理部门工作。1969年至1971年，他在美国国度射电天文台从事博士后工作，随后，他在美国的马萨诸塞大学工作了3年。1974年，他们回到CSIRO的射电物理部门，并于1980年至1987年担任天体物理组的指导。2008年，他从CSIRO退休，仍担任CSIRO的荣誉院士。 在他的研宄生活中，他主要关注脉冲星的研讨，特别是应用帕克斯望远镜搜索脉冲星。为了探测引力波，他于2003年参与树立帕克斯脉冲星计时阵。他在同行评审期刊上发表过460余篇科学论文。1978年，他取得澳大利亚科学院的波西奖章，1989年当选为科学院院士。2003年，他被澳大利亚政府授予百年奖章。他还担任了多个研讨机构的荣誉教授。2001年，他取得科学信息研讨所的引文奖。 讲演简介 脉冲星，降生于超新星爆作，是正在快速自转的中子星。往常己知约2600颗脉冲星，简直全部位于我们的银河系里面。它们像灯塔一样，发射出的光束周期性地扫过地球，从而能被们探测到。脉冲星的脉冲周期相当稳定，这种特性能够被用于很多有意义的研讨，例如系外行星的初次採探测，广义相对论的检测和引力波的探测。讲演人还将和大家分享下最新的研讨停顿，例如中国的500米射电望远镜FAST、位子澳大利亚和南非的平方千里阵列(SKA)等。 脉冲星小科普 1 发现 1967年10月，剑桥大学卡文迪许实验室的安东尼·休伊什教授的研讨生——24岁的乔丝琳·贝尔检测射电望远镜收到的信号时无意中发现了一些有规律的脉冲信号，它们的周期十分稳定，为1.337秒。由于无法完整证明这个信号是一种完整自然产生的信号，起初她以为这是外星人“小绿人（LGM）”发来的信号，但在接下来不到半年的时间里，又陆陆续续发现了数个这样的脉冲信号。后来人们确认这是一类新的天体，并把它命名为脉冲星(Pulsar，由脉动之星pulsating stars复合而成)。脉冲星与类星体、宇宙微波背景辐射、星际有机分子一道，并称为20世纪60年代天文学“四大发现”。安东尼·休伊什教授自己也因脉冲星的发现而荣获1974年的诺贝尔物理学奖，固然人们对贝尔小姐未能获奖而颇有微词。 2 构成及消亡 脉冲星的构成开端于一颗巨星的中心被紧缩然后超新星爆发后坍缩成了一颗中子星。中子星保存了构成它的恒星的大部分角动量，但是由于其半径只需原恒星的很小一部分（因而其惯性矩急剧降落），所以它具有十分高的旋转速度。一束光束辐射沿着随脉冲星一同旋转的磁轴方向射出。由于脉冲星发射的电磁辐射由其磁轴方向决议，而磁轴不一定与旋转轴方向相同，这就招致中子星的每转动一次，其发射的电磁波束便会扫过一次地球。
脉冲星的原理图。中间的球体表示中子星，曲线表示磁场线，突出的锥体表示发射光束，绿线表示星转动的轴线。 在以旋转为动力的脉冲星中，光束的能量来源于中子星的旋转。脉冲星经过其十分强的磁场的运动产生电场，招致星球名义上的质子和电子的加速和从磁场的两级发出的电磁波的产生。随着能量经过电磁辐射发射进来，脉冲星的旋转速度逐步减慢。当脉冲星的旋转速度被减到足够的慢时，脉冲星产生辐射的机制被以为将会被关闭（所谓的“死亡线”）。这个关闭似乎会在大约1千万到1亿年之后发作，这意味着在宇宙降生至今的136亿年中降生的一切中子星中，大约99％不再产生脉冲。 固然将脉冲星看作快速旋转的中子星的理论被普遍接受，但是正如马克斯·普朗克外星物理研讨所的维尔纳·贝克尔（Werner Becker）在2006年所说的说：“脉冲星发射辐射的理论还处于起步阶段，即便是近四十年工作。”最近又有资料显现白矮星似乎也有成为脉冲星的可能。 3 应用 地图 脉冲星地图曾经被应用于先驱者10号和11号上的镀金铝板和旅游者1号和2号的黄金唱片上。这幅地图上经过展示太阳相关于14个用其共同电磁脉冲周期标记的脉冲星的位置，使得太阳的位置能够在时间以及空间上被可能存在的外星智能生物所肯定。此外，脉冲星定位能够作为航天器的导航系统，或者与卫星导航一同运用。 精准时钟 固然普通来说，脉冲星脉冲发射的规律性并不能与原子钟竞争，但是关于一些毫秒级的脉冲星，其脉冲的周期性以至比原子钟更精确。这种稳定性能够被用来构建脉冲星时钟。 星际介质的探针 来自脉冲星的辐射在抵达地球之前穿过星际介质(ISM)，在ISM和H II区暖和的(8000K)，电离的组成成分中的自由电子会对辐射产生影响，这种影响所构成的脉冲星辐射的变更为ISM提供了一种重要的探求方式。由于星际等离子体的色散性质，低频无线电波穿越介质的速度慢于高频无线电波。在频率范围内脉冲抵达的延迟能够被直接丈量，所得到的脉冲星的色散丈量就是察看者和脉冲星逐步的自由电子的总柱密度。 另外，由于星际气体湍流所招致的星际介质的密度不平均性会散射来自脉冲星的无线电波。这种闪烁的无线电波（与可见光下恒星由于地球大气密度的化所产生的闪烁相同）可被用于重建星际介质在小尺度下变更的信息。由于许多脉冲星具有较高的速度（约几百km/s)，单个脉冲星会快速的扫描ISM，招致其脉冲的闪烁方式在几分钟的时间尺度上发作变更。 探测时空 在Sgr A*（银河系中心超大质量黑洞）周围弯曲时空中运转的脉冲星能够作为强场中重力的探测器。脉冲星脉冲的抵达时间将会遭到狭义和广义相对论性多普勒平移和穿越黑洞周围激烈弯曲时空的复杂途径的影响。为了能够经过现有仪器考证广义相对论的影响，需求轨道周期小于约10年的脉冲星，这样的脉冲星轨道位于Sgr A* 0.01秒差距内。搜索目前还在中止中，目前曾经发现有5颗脉冲星位于距离Sgr A* 100秒差距内。 引力波探测器 目前世界各地有三个联盟在运用脉冲星来搜索引力波。欧洲的欧洲脉冲星计时阵列(EPTA)，澳大利亚的帕克斯脉冲星计时阵列(PPTA)还有加拿大和美国的北美纳赫兹重力波观测站。三个联盟共同组成国际脉冲星计时阵列(IPTA)。来自毫秒脉冲星的脉冲被用作构建银河时钟系统，时钟所遭到的干扰在地球上是可丈量的。当引力波经过时，所产生的扰动将会产生一种特殊的信号，并被检测到。 讲座海报 怎样样？心动了吗？想要取得更多有关脉冲星的学问，得到与天文大牛近距离接触的机遇，那就赶快报名吧！ 再次声明报名方式：直接输入 http://doodle.com/poll/6s2h4tnukxnh4ctu，填入姓名和联络方式， 也欢送关注交大天协（公众号：sjtu_ah；QQ群：66107058）。 |
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