PSR B1257+12(中子星)
· 描述:首个被确认拥有行星系统的脉冲星
· 身份:位于室女座的一颗毫秒脉冲星,距离地球约2300光年
· 关键事实:1992年发现其周围存在三颗系外行星,这是人类首次确认的太阳系外行星系统。
第1篇幅:室女座的“废墟灯塔”——PSR B1257+12的行星奇迹
我蹲在阿雷西博望远镜的馈源舱下,仰头望着那口直径305米的“大锅”,它正对着室女座的方向,像只巨大的金属眼睛,眨也不眨地凝视着2300光年外的黑暗。1992年深秋的波多黎各雨林里,潮湿的空气裹着咸腥的海风,我却觉得指尖发烫——控制台屏幕上,那串来自PSR B1257+12的脉冲信号,正像被风吹乱的摩尔斯电码,在我眼前跳着一支关于“废墟与新生”的舞。
“小周,把数据导出来!”导师亚历山大·沃尔兹森的声音从观测室传来,带着东欧口音的英语像老式打字机,“你看这个周期的抖动——不是仪器误差,是‘灯塔’旁边有东西在拉扯它!”
我抹了把额头的汗,看着屏幕上那条本应平直的脉冲间隔曲线,突然在某个点拧成了麻花。那一刻,雨林的蝉鸣、望远镜齿轮的转动声都消失了,我只听见自己的心跳:2300光年外,那颗被称为“毫秒脉冲星”的死亡恒星,似乎并不孤单。
一、脉冲星:宇宙最后的“灯塔”
要讲PSR B1257+12的故事,得先说说“脉冲星”是什么。在普通人眼里,恒星要么像太阳一样“活着”,要么像超新星一样“炸掉”,可宇宙里还有第三种可能——中子星,一种“死到极致”的恒星残骸。
“想象一颗质量是太阳20倍的恒星,”沃尔兹森导师在组会上比划,他总爱用生活化的比喻,“它烧完所有燃料后,会像被扎破的气球一样坍缩,把整个身体挤进一个城市大小的球里。原子被压碎,电子和质子挤成中子,密度高到一勺就有20亿吨——这就是中子星,宇宙里最致密的‘死星’。”
而脉冲星,是中子星里“最守时的邮差”。它会像灯塔一样,以每秒数百次的频率发射电磁波束,当波束扫过地球时,我们就收到一个“脉冲”信号,像宇宙的心跳。PSR B1257+12就是这样一座“灯塔”,它位于室女座,距离地球2300光年,脉冲周期精准到0.006219秒——比原子钟还准,因此被称为“毫秒脉冲星”。
“但再准的灯塔,也会受‘引力干扰’,”沃尔兹森指着我的数据曲线,“如果它周围有行星,行星的引力会像小钩子一样,轻轻拽一下脉冲星,让它的‘心跳’出现微小抖动——这就是我们要找的‘行星指纹’。”
二、2300光年的“时空错位”:我们看到的“过去”
1990年,当我刚进波多黎各大学天文系时,沃尔兹森导师就给我看过PSR B1257+12的照片:在光学望远镜里,它只是一团模糊的光斑,暗淡得像被揉皱的锡纸。“别被它的外表骗了,”他说,“它发出的射电脉冲,是宇宙里最纯净的‘时间信号’——每一声‘滴答’,都来自2300年前的室女座。”
2300光年,意味着我们现在看到的PSR B1257+12,是它公元前300年的模样。那时孔子在鲁国讲学,亚里士多德在雅典创立吕克昂学园,而它已经走完了恒星的一生,坍缩成中子星,开始用脉冲信号“广播”自己的存在。“宇宙像个巨大的录音机,”沃尔兹森常说,“我们听到的不是‘现在’,是它过去的‘留言’。”
发现PSR B1257+12的行星系统,就像在2300年前的“留言”里,突然听到了“杂音”——不是仪器故障,而是实实在在的“引力对话”。1990年,沃尔兹森团队首次观测到它的脉冲周期有0.002秒的微小变化,当时以为是星际介质的干扰,直到1992年用更精密的射电望远镜(绿岸望远镜)复测,才发现这变化遵循严格的周期:66天、98天、122天——像三个“引力钩子”,在固定时间拽动脉冲星。
三、数据里的“三颗行星”:从怀疑到确认
“这不可能!”1992年9月的组会上,博士生汤姆拍着桌子,“脉冲星是超新星爆发的残骸,周围应该啥都没有!行星怎么可能在爆炸里活下来?”
汤姆的质疑有道理。超新星爆发时,恒星会抛射99%的质量,释放的能量能瞬间汽化附近的行星。但PSR B1257+12的脉冲抖动却明确显示:有三颗天体在绕它运行,质量分别是地球的0.02倍、4.3倍、3.9倍(后来命名为Draugr、Poltergeist、Phobetor,北欧神话里的“亡灵三兄弟”)。
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