登陆注册
444700000065

第65章 X射线和X射线星

 X射线的发现

X射线的发现(1895年)是19世纪末20世纪初物理学三大发现之一,另外两项是放射线(1896年)和电子(1897年)的发现。

19世纪末,阴极射线是物理学研究的课题之一,许多物理实验室都开展此类研究。1895年11月8日,德国物理学家伦琴将阴极射线管放在黑纸袋中,关闭灯源,当接通放电线圈电源时。一块涂有氰亚铂酸钡的荧光屏发出荧光。用一本厚书,一块厚的木板或几厘米厚的硬橡胶隔在放电管和荧光屏之间,仍能看到荧光。水、二硫化碳或其他液体不能隔离这种射线,不太厚的铜、银、金、铂、铝等金属物体也不能阻挡。伦琴意识到这种穿透力特别强的射线可能是一项新发现。

伦琴在实验室里对此进行彻底研究,6周以后,确认这是一种新射线。1895年12月28日,伦琴向德国维尔兹堡物理和医学学会递交了第一篇与此有关的报告:《一种新射线——初步研究》。伦琴在报告中把新射线称为X射线。正是因为X射线的发现,伦琴获得第一届诺贝尔物理学奖。

X射线现已广泛应用于晶体结构分析、医学等领域,对促进20世纪包括天文学在内的科学发展产生了巨大而深远的影响。天体所发出的X射线可以穿透充满大量尘埃和气体物质的宇宙空间,因此是人类了解宇宙的一种很好介质。天文学家建立起X射线天文学。

同时,波长比γ射线较长的X射线,只能在太空中才能观测到。所以,为了更好的探测宇宙X射线,一些国家相继发射了专门的X射线卫星。最熟悉的X射线人造卫星是1990年6月发射升空的“伦琴卫星”,这颗卫星探测到自百武彗星放射出来的X射线,发现一批炽热星体,观测到远方星系中的剧烈活动。

 X射线探测器

在讲述引起天文学界浓厚兴趣的X射线星之前,我们有必要提到“乌呼鲁”卫星,因为正是它探测到第一颗X射线星。1970年12月12日,美国国家航空航天局把嘉可尼小组研制的一颗卫星从肯尼亚海岸发射上天。这天正是1963年肯尼亚宣布为独立国家的独立节,人们就把这颗卫星取名叫乌呼鲁,这个斯瓦希里语单词的含义就是“自由”。图4-4表示国家航空航天局画家所设想的乌呼鲁卫星在宇宙空间的情景。卫星上的仪器在它的有效期间在天上发现了100多个点源。这项研究成果给里卡多·嘉可尼和他的合作者们在学术界带来了极高的声望,也给东方和西方的天体物理学者出了许多难题;实际上我们还远没有理解乌呼鲁所发现的天体。图4-5即是乌呼鲁卫星测得的X射线源在天上的分布。

 X射线星及其模型

这里要讲的第一个X射线星是乌呼鲁卫星在武仙星座所发现的一个天体,称为武仙X-1。卫星所测到的这一天体的辐射来得可并不均匀。实际上接收到的是一批X射线闪光,它们以1.24秒的间隔一个挨着一个传来。

武仙X-1的脉冲以1.7天的周期表现出排列疏密的示意图这种现象揭示了该X射线源是双星的成员。可是,相邻两个X射线脉冲的时间间隔并非严格不变。它慢慢变短,接着又变长,这种变化以1.70017天的周期循环反复。

天鹅星座中的一个X射线星——天鹅X-1,则具有与此完全不同的特性。它的X射线强度并无规则脉冲,而且表现为不规则的极为迅速的起伏,此外还有若干月内的变迁。在同一天区有一个变化射电源,它的变化过程和这X射线源的变化非常合拍:X射线源强度变化时射电源也随之改变,射电源平静时X射线源也稳定。这样看来,两者很可能是同一天体。

天文观测表明,天鹅X-1在1%秒内有变化,那么X射线发送区显然不会大于光线在百分之几秒中所传播的距离。它小于10 000千米,小于太阳半径的1%,所以这种比太阳辐射更强4倍的东西该是非常小的天体。那个武仙座X射线源突然消失在伴星背后的骤然被食现象也反映出这点。

既然X射线源是很小的天体,人们自然要设想是否白矮星或中子星参与了这种现象。这样我们也就很容易理解X射线的由来了。产生X射线需要几百万度的高温。当物质落向一颗白矮星,或者一颗中子星时,强大的引力使它以极高的速度撞击星面,运动受阻后很容易产生几百万度的高温。这可算X射线由来的一种很自然的解释。可是,以高速降到白矮星或中子星上的物质又从何而来后者的由来莫非是因为X射线星多数是,甚至也许全都是双星的成员吗如果一颗正常星和一颗白矮星或中子星相互绕着公转,而正常星(像太阳以及许多别的恒星之类)把物质抛入空间,那么这种流离物质会有一部分被那颗伴星的引力吸引,撞到它的表面上产生高温而发出X射线(参见图4-8)。

双星中产生X射线的一种可能方式这种模型在一定程度上很好地解释了X射线的由来。但是,近期的另一项发现又为X射线星提供了另一个可能。

 X射线星的另一种可能——夸克星

在2002年4月10日,钱德拉X射线天文台发现了2颗恒星,其中一颗太小,另一颗太冷。对名为RXJ1856.5-3754和3C58两颗星的观测表明,这类恒星物质的密度甚至高于地球地核物质的密度。

根据钱德拉X射线天文台的测定,RXJ1856.5-3754的直径小到它不可能是一颗中子星,这个数据与对一颗奇怪的夸克星所预言的大小是一致的,这是一种以前在宇宙中从未见到过的天体。

RXJ中子星根据目前的猜测,这些恒星很可能纯粹由夸克组成,或包含通常仅仅在高能碰撞后瞬间即逝的亚核粒子晶体。这个发现揭露了理解物质结构所存在的问题,开辟了核物理学研究新天地,为广阔的宇宙和它的最微小的组成构建了一种联系。

同类推荐
  • 生活常识速读(速读直通车)

    生活常识速读(速读直通车)

    “养”这个词被越来越广泛的使用,养出好皮肤,养出健康,养出好气质。本书向读者分享了在日常的美肤过程中应该注意怎样的问题,有哪些简单的方法来改善我们的肤质?减肥成为现代人的必修课,盲目的减肥不但不能起到好的效果,可能产生一些副作用,那么怎样做到健康减肥呢?减肥又有哪些小妙招?养生最好的是食疗,可食疗也必须根据人群的不同,季节的不同而有所调整,怎样才能吃出健康?书中还为您贴心的讲解了餐桌上的一些礼仪以及在进餐时出现意外情况的应对方法。让您吃出健康,吃出美丽,吃出优雅。
  • 天外来客:外星人与UFO大全集(超值金版)

    天外来客:外星人与UFO大全集(超值金版)

    故事体的叙述方式结合颇具冲击力的配图,本书全方位集揽世界各地关于UFO的重要事件,将让星际迷们享受到一场别开生面的文化盛宴。以及尘封的UFO档案资料,多角度探秘UFO
  • 探索世界:动物世界里的杀手

    探索世界:动物世界里的杀手

    广袤太空,神秘莫测;大千世界,无奇不有;人类历史,纷繁复杂;个 体生命,奥妙无穷。《动物世界里的杀手(彩图版)》由江文编著,本书以新 颖的版式设计、图文并茂的编排形式和流畅有趣的语言叙述,全方位多角度 地探究了多领域的知识点,使读者体验不一样的阅读感受和揭秘快感,为读 者展示出更广阔的认知视野和想象空间,满足其探求真相的好奇心,使其在 获得宝贵的知识的同时也享受到愉悦的精神体验。
  • 音乐常识速读(速读直通车)

    音乐常识速读(速读直通车)

    音乐是大自然最原始的声音,是生活中的一股清泉,陶冶性情的熔炉,是带走寂寞的使者。音乐有着很多的形式,不同的乐器和演奏方式带来的音乐感受会有所不同,让我们一同走入音乐的这个充满魔力的世界,去了解和感受它吧!
  • 世界各地神秘事件

    世界各地神秘事件

    UFO出没、”死亡之海“翻腾、飞机坠毁、海岛怪湖杀人……一件又一件的神秘离奇事件,究竟是天然形成还是人为祸乱呢?
热门推荐
  • 埋伏

    埋伏

    《埋伏》.又名《谁知道那就是一种感觉,叫做悲伤》.小心被颓废的文字挫伤.女主人公像是你恋恋不舍的童年的一颗乳牙.谁记得这个年代,谁记得我们的野蛮倔强而悲伤的孩子,他生活在一片不见天日的天空下,他的眼睛里只能看到黑和白的颜色,还有一团红色的忧伤,涌动,奔流在他的身体里.那团忧伤源自一个漫无天日的黑夜,红色的兽呼啸而过,她的小诺随那团红色跌下山冈.那红色打入了他的眼睛,挥之不去.他陷入巨大的忧伤里,他在荒山上匍匐了了十年,等待他的小诺,在此期间,他时常看到自己的另一个身体脱离自己,走进岩石里,跃上天空,然后自由自在的翱翔……他可以摇身一变,便可以拥有冰雪高贵的血统,更多的时候是低贱的植物和野蛮的野兽为伍.他在等待那只红色呼啸而过的红色的兽.最后他遗憾的发现那只野兽一直匍匐在他的身体上.那是尊植物,它成功击败了墙的情人,成功的把一块丰盛的土地变为一滩虚土,他它甚至可以站立起来,生成人的模样,然后,细细的看你绝望忧伤的表情,呼啸而去.那尊植物,叫做忧伤,它匍匐在我的身上,很遗憾的,你们与我为伍.一段缠绵缠绵而又忧伤的祭文,献给谁,谁也不知道,你读读看.
  • 金牌猎人:媚世妖妃惑君心

    金牌猎人:媚世妖妃惑君心

    【全文完结,请放心入坑】她云挽歌,生来就是生杀予夺的侩子手!她不怨生父的抛弃,只因她生来就与众不同。她有一双嗜血萝莉的眼睛,只消一眼就能夺人心魄!穿了,她还是她,只是小了点!她奉命夺他魂摄他魄,怎奈,万试万灵的摄魂术也有失效的一天。“疑惑我怎么没事?”身为完美控,萝莉的外貌和萝莉的行为才是最搭的,可是她偏偏生了双妖娆的眼,所以,她食指对碰。“蜀黍,你说……”“我对幼齿不感兴趣。”“待我长发及腰,王爷爱我可好?”“嗯,值得采纳…”
  • 原来的世界4:亡灵墓地

    原来的世界4:亡灵墓地

    离真相越近,似乎离现实就更远!白晓杨和张幺爷他们被困在天坑内。阴险狡猾的邱仁峰,企图伙同国民党的一支残余部队携财宝潜逃至缅甸,白晓杨被挟持为人质。日渥布吉意识到事态紧急,打算和张幺爷一起回卧牛村,取出张幺爷无意中掩埋在菜园地里的神秘器物。
  • 嫡女棣王妃

    嫡女棣王妃

    “姨娘,夫人似乎断气了~”“哼!这么一碗药都下去了,难道她还能活着不成?”“那这······”一个年纪稍长的人朝着这位称作姨娘的人示意了一下自己手中的婴儿,似乎有些犹豫,“这好歹是个男孩,现在夫人已经死了,如果姨娘把他占为己有,然后得了这府中的中馈······”“嬷嬷?!”女子也不等她的话说完,就打断了她,“你记住了,我恨死了这个女人,她的儿子,只能随着她去,我就是以后自己生不出儿子,抱养别人的,也不会要她的。把他给我扔马桶里面溺了,对外就说一出生就死了!”猩红的嘴唇,吐出来的话却是格外的渗人。嬷嬷还想说什么,动了动嘴,却是一句话也没有说,转身朝着后面放着马桶的地方走去。却是没有发现旁边地上一个穿着有些破旧的衣服的小女孩此刻正瞪大了眼睛看着她们两。这是什么情况?自己不是被炸死了吗?怎么会······于此同时,脑中不断有记忆闪现出来,她们是自己的母亲和刚出生的弟弟啊?!不行,先救人。转头看见旁边谁绣花留下的针线跟剪刀,想到自己前世的身手,拿起一根绣花针就朝着那个嬷嬷飞了过去,却在半路上掉落下来,暗骂一声,这人是什么破身体。却引得那两个人听见动静看了过来。女人阴狠的盯着她,“你居然没有死?”微微眯起眼睛,自己的前身也是被她们弄死的了,看样子她们谁也不会放过,抓起旁边的剪刀就冲了过去。随着几声惨叫声,从此以后,府中府外都传遍了她的“美名”——凤家大小姐心肠歹毒,刺伤了府中无数的人,宛如一个疯子。
  • 语文新课标课外必读第一辑:昆虫记

    语文新课标课外必读第一辑:昆虫记

    国家教育部颁布了最新《语文课程标准》,统称新课标,对中、小学语文教学指定了阅读书目,对阅读的数量、内容、质量以及速度都提出了明确的要求,这对于提高学生的阅读能力,培养语文素养,陶冶情操,促进学生终身学习和终身可持续发展,对于提高广大人民的文学素养具有极大的意义。
  • 我们三个都是穿越来的

    我们三个都是穿越来的

    我是因为看了很多的穿越小说,也很想穿越。谁想我想想就能穿越,穿越就穿越吧,居然穿成怀孕九月的待产产妇,开玩笑嘛!人家在二十一世纪还是黄花一枚呢。这也可以接受,可是明明是丞相之女,堂堂四皇子的正牌王妃怎么会居住在这么一个几十平米得破落小院子里,她怎么混的,亏她还一身绝世武功,再是医毒双绝。哎。没关系,既然让我继承了这么多优越条件,一个王爷算得了什么?生下一对龙凤胎,居然都是穿过来的,神啊,你对我太好了吧?且看我们母子三人在古代风生水起笑料百出的古代生活吧。片段一在我走出大门时,突然转身对着轩辕心安说道:“王爷,若是哪天不幸你爱上了我,我定会让你生不如死的。”然后魅惑地一笑,潇洒地走了出去。片段二当我对着铜镜里的美人自恋地哼出不着调地歌时。“别哼了,难听死了。”一个清脆的声音响起。~~~接着一声尖叫紧跟着另一声尖叫。我用上轻功躲进了被子里.~~~"我和你一样是二十一世纪来的。”“你好,娘亲,哥哥,以后要多多指教。”来自两个婴儿的嘴里,我摸摸额头,没高烧啊。片段三“小鱼儿,我可是你孩子的爹,况且我没有写休书,你还是我的王妃。我会对你好的。”安王爷霸道地说道。“你们认识他吗?他说是你们的爹?”我问着脚边的两个孩子。“不认识,”女孩说道。“我们的爹不是埋在土里了吗?怎么他一点也不脏?”男孩问道。那个男人满头黑线。“对不起,我们不认识你。”说完拉着孩子转身就走。片段四“爹爹,这是我娘,你看漂亮吧?”南宫心乐拉着一个白衣帅哥进来问道。我无语中。“爹爹,你看我娘亲厉害吧?“南宫心馨拉着另外一个妖精似地男人走了进来。我想晕。“这才是我们的爹。”“才不是呢,这个才是”两人开始吵起来了。“我才是你们的爹。”安王爷气急地吼道。“滚一边去。”两个小孩同时说道。屋里顿时混乱之中。转头,回屋睡觉去了。推荐完结文《别哭黛玉》完结文《穿越之无泪潇湘》新文,《极品花痴》
  • 小花猪学本领(读故事学科学丛书)

    小花猪学本领(读故事学科学丛书)

    ,可这房盖了三次,把小花猪那幢破旧的房屋吹倒了。三次都倒了。小花猪又盖了一幢小洋房。书中描写了动物界一些能工巧匠的建筑能力。小花猪决定去找动物界那些建筑大师学学手艺,突然而来的大风,于是他参观了蚂蚁的地下宫殿、白蚁的城堡、蜜蜂的蜂巢、缝叶莺的巢穴等
  • 农门锦绣

    农门锦绣

    成为襁褓中的小婴儿,陆筝不知该哭还是该笑。什么?转眼又被亲生爹娘抛弃在农家?这回是真该哭了!农家又如何?本心仍在,照样可以踏出一片自己想要的锦绣人生!可是,她还没有准备好呢,一朝穿越,只因为无意中听到了一个不该听到的秘密,却被无良的少年邻居逼着随他一道离开养父母、离开家乡。从此开启的人生,荆棘中伴着锦绣,可是,跟她规划的似乎越来越歪了……
  • 东宫有本难念的经

    东宫有本难念的经

    宝庆十九年春,大佑国皇太子大婚,大将军之女入主东宫。一个不是淑女的将门千金遭遇一个不是文韬武略的中庸太子,到底是佳偶天成,还是冤家路窄?成婚一年不足,太子忽然休妻。迷影重重,生死茫茫,这样一来,还是不是大团圆结局?
  • 直截了当的独白

    直截了当的独白

    大家都愿意侃历史,而且抡圆了侃,但真正乐意坐下来琢磨琢磨的却不多。历史看来真像一个可爱的女孩子,(回头率很高!)是个人都想去打扮打扮她,不仅打扮,现在的架势几乎是要给她整容而且换心换肺了。当然,从另一个角度说,大家都来侃历史也未必不是一件好事,至少说明了历史还是有市场的,因为有人乐意听才激发出一拨又一拨人的侃兴。可惜我们那些历史学家们却意识不到这一点,他们只会坐在家里抱怨历史已经被“侃家”们糟蹋完了,却依然一门心思只顾写他们一本正经,只有几个或者十几个人才看得懂的学术论文。其实,学历史或者说研究历史的人也同样可以侃,只要能侃得深入浅出,侃出学问侃出思想,也许同样会有人特别是普通人乐意看的。