数字与

1054年到现在的时间非常相近，支持了二者有联系的

观点。到底是怎样的联系呢？

以后，又研究蟹状星云当中的一颗恒星。这颗星也很奇

怪，它的光度很大，约为太阳的

100倍。但是在光谱中却看不

到谱线。它与通常恒星的光谱全然不同。

到这时候，关于蟹状星云的研究似乎是积累的问题多，解

决的问题少：1054年超新星爆发留下了什么？星云辐­射­的能

量是由什么提供的？中心的恒星到底属于哪一类？等等都是

没有解决的问题。然而，问题越多，越尖锐，往往预示着越接近

·94·

解决。

关键的一步是进行了光变的观测。利用快速测光方法发

现，蟹状星云中恒星的光度是变化的，它极有规则地发­射­周期

的脉冲。周期

T非常稳定，它是

T＝0.03310615370秒，

这是迄今为止天体现象中的最短周期。

脉冲星是一种致密天体

根据周期的稳定­性­可以断定它是由天体自转产生的。周

期的短促又说明自转天体的空间尺度一定很小。此外，光度

很大又表示它的质量不会太小。这样一个大质量而小体积的

天体不正是那种引力坍缩后所产生的致密天体吗？

有了这个突破点，蟹状星云中的许多问题也就迎刃而解

了。1），这颗星是

1054年超新星爆发过程中从普通恒星坍

缩而来的。普通恒星的自转周期一般是一个月。由于角动量

守恒，在坍缩过程中角速度将不断加快。所以在形成致密星

之后，它的自转周期就可以短到几毫秒。

2），­精­确的测量发

现，脉冲周期有极慢的变长趋势，这反映着致密星的自转在减

慢，转动能量在逐渐减少。转动能的减少值正好等于通过星

云及中心星辐­射­出去的能量。

这些满意的结果，最终支持了巴德、茨维基的观点：超新

星是当普通星坍缩到致密星时发生的现象。

虽然蟹状星云中心星并不是第一个被发现的脉冲星，但

·95·

是脉冲星是一种中子星这个重要的结论却主要是根据对蟹状

星云的研究而得到的。说来也很有趣，尽管几十年来不少人都

观测过蟹状星云，但它的光变­性­质却一直没有被发现。这也

不奇怪，因为人眼的视觉暂留效应使­肉­眼不能看到比

60毫秒

更短的周期或光强变化。蟹状星云脉冲星的

33毫秒周期刚

好被视觉暂留效应模糊掉了。如果蟹状星云脉冲星的周期稍

微再长一点，那么，发现致密星的故事也许早结束了。大自然

这样安排，似乎是有意要考验人们的智慧。

的确，中子星的发现是人的多方面智慧结晶。在物理理

论上，它几乎用到了从经典到相对论的全部理论。在技术上

涉及了天体测量，光谱分析及守时的工作，此外还有几百年前

中国天文学家的忠实而详尽的记录。

今天在银河系中已经记录到三百余颗脉冲星。估计在银

河系中，总共可能有

109颗这种致密天体。

至此，我们证明了关于强引力场问题的第一个理论预言：

一定存在着许多经坍缩而成的致密强场天体。

现在转向第二个问题：是否存在有限坍缩及无限坍缩两

大类致密天体？

在介绍观测证实之前，我们再仔细介绍一下有关有限坍

缩和无限坍缩的理论预言。

中子星的结构

有限坍缩可能形成白矮星、中子星，或者反常中子星、层

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子星等等，名目繁多。这是因为目前对高密物态还知道得不

很清楚，结论不完全一致。但它们有许多共同的方面。我们

以中子星为代表来介绍它们。

子星等等，名目繁多。这是因为目前对高密物态还知道得不

很清楚，结论不完全一致。但它们有许多共同的方面。我们

以中子星为代表来介绍它们。

于

1.4个太阳质量的恒星，坍缩以后，压力

非常大。在这种压力下，原子中的电子几乎全部与原子核中

的质子产生俘获反应，放出中微子而使质子变成中子。因而

整个星体几乎全由中子构成。这时它的密度比水约高万亿到

百万亿倍（即约为

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