毫秒脉冲星的发现历程：最精确的时钟(3)

　　但为何库卡尼所发现的那颗中子星的自转速度会如此之快？在经过认真分析之后，天文学家们意识到，要想要达到这样惊人的自转速度，这颗中子星必定需要得到近旁的另一颗伴星的帮助。随着这颗伴星逐渐耗尽其燃料，它会发生膨胀，就像所有其他恒星同样会经历的那样——此时它的外层大气会在引力作用下流向脉冲星，并在其周围形成高速旋转的吸积盘结构，就像水池里的水排出时在落水口形成的漩涡那样。这种旋转的吸积盘将会加速脉冲星的旋转速度。

　　毫秒脉冲星的发现让脉冲星研究领域重新焕发出生机。自从1967年英国女科学家乔林斯·贝尔发现第一颗脉冲星以来，这一领域已经变得死气沉沉。该领域的一项里程碑式发现出现在1974年，当时罗素·哈尔斯(Russell Hulse)和约瑟夫·泰勒(Joseph Taylor)发现了一对正在相互绕转并逐渐彼此接近的脉冲星。在这一过程中，这两颗脉冲星的能量必定正在不断以引力波的形式发生散失，引力波是时空中的涟漪。

　　这两人进行的测量时迄今人类所获得有关引力波存在的最清晰证据，从而证明了爱因斯坦在其广义相对论中所作出的预言。1993年，由于在这方面做出的开创性工作，这两位物理学家被授予诺贝尔奖。库卡尼表示：“那是这个领域的巅峰时期。但在那之后，这个领域仅剩下的唯一可做的事情似乎就是发现更多的脉冲星而已了。到了1982年，有一种感觉就是，似乎关于脉冲星的一切都已经被搞清楚了。”

　　宇宙实验室

　　直到库卡尼发现首颗毫秒脉冲星，这种死气沉沉的局面才终于被打破。自那以后，天文学家们又找到了大约300颗属于这一类别的脉冲星。他们认为仅在银河系中就有超过2万颗毫秒脉冲星，另外还有数量大致相同的常规脉冲星——听上去似乎数量不少，但相比银河系内动辄数以千亿计的恒星数量，这类神秘天体的数量实际上是极其稀少的。库卡尼发现的脉冲星PSR B1937+21一直保持着自转速度最快天体的记录直到2006年。就在这一年，与当年发现首颗毫秒脉冲星时的库卡尼一样还是研究生身份的杰森·赫塞尔斯(Jason Hessels)发现了一颗编号为Terzan 5ad的脉冲星，这是一颗非常暗弱的脉冲星，但其自转速度高达每秒716圈。

　　在这样的高速和巨大的质量下，毫秒脉冲星将具备巨大的角动量，因此它们的自转速度将很难慢下来。这就让它们在漫长的时间里能够一直保持近乎不变的自转周期。当毫秒脉冲星最早被发现时，它们的自转周期精度几乎可以与地球上最精确的原子钟相媲美。目前在荷兰阿姆斯特丹大学担任教职的赫塞尔斯表示，时至今日，最新一代的原子钟的计时精度已经超过了脉冲星，但如果放在更长的时间尺度下，比如数十年的时间里去比较，那么毫秒脉冲星的计时精度仍然可以达到与最新的原子钟不相上下的地步。