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