来听星辰间的乐队!脉冲星为什么会发出“声音”?

昨天,由中国青年报独家发出的#国科大录取通知书带来宇宙声音#登上微博热搜榜!
图片
看到这个话题可能有人“一脸问号”,事情是这样的——昨天,中国科学院大学(以下简称“国科大”)发出了首封本科生录取通知书。随着录取通知书一起送达的,还有一张黑胶光盘,光盘上刻录的是国科大为新生准备的特别礼物——来自宇宙深处的声音。
仔细听,这些声音有的像是汽船正在鸣笛离港、草原上的牧民打马而过,有的像是心脏跳动的声音、雨声、手持烟花燃放时发出的声音……这些声音是由国科大师生通过500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope,简称“FAST”)捕获的15颗脉冲星信号,在经过小限度处理后,以音频的形式呈现。
图片
不禁有人好奇,脉冲星为什么能发出“声音”?那我们首先来了解下脉冲星。
脉冲星是宇宙中快速旋转的致密天体——中子星,其密度可高达每立方厘米1亿吨,半径仅10——15公里,自转周期为若干毫秒到数十秒。这样特殊的性质使得脉冲星成为天然的极端条件实验室,为我们提供了在恒星演化,双星和多星运动规律,相对论效应等诸多方面提供了高精度的观测条件。在未来,脉冲星授时和导航或将服务于我们的生活。
与其说脉冲星能发出“声音”,不如说“声音”来自于脉冲星发出的电磁波信号。正如中国科学院大学教授、国家天文台研究员、FAST首席科学家李菂所说于,“我们说脉冲星发出‘声音’已经是一个拟人化的处理,实际上这是脉冲星发出的电磁波信号。因为脉冲星密度很大,那它发出的信号就有非常强烈的特征,能够穿越上万光年到达地球,被专业望远镜捕获到后,就可以把它转化为人类比较容易理解和感受的声波。”
李菂介绍,脉冲星发出的“声音”包含很多脉冲星本身的物理信息,它的“声音”的频率对应了它的自传频率,转的越快证明它有更大的“自旋”的能量。
那这些“声音”如何被我们所听见?据了解,每自转一周,脉冲星便会发出一段电磁波,这些电磁波可以被射电望远镜捕获。
图片
FAST是当今世界上最大最灵敏的单天线射电望远镜,被誉为“中国天眼”。目前,FAST已发现过百颗脉冲星,并在谱线、FRB等诸多方面也有科研成果。
同时,FAST也是国科大天文学院的重要科研实践基地。此次发布的15颗脉冲星信号均由国科大师生通过FAST捕获,其中有13颗脉冲星信号是通过此次录取通知书首次向全世界发布。这些脉冲星信号在经过简单的转化后,便可变为人耳可分辨的声波。
有人好奇,这些“声音”是否是外界人向外传递的信息?李菂表示,国科大此次发布的信号应该不是,“但是任何一种我们未知的信号,其实都可以做无限的畅想”。
在李菂看来,科学探索主要是为了满足人类的好奇心,基础科学并不是为了“修桥”或“造大棚”,它主要是要了解、解释这个宇宙是什么。所以FAST最本质也是做基础科学的研究,因为我们要研究未知的事件,我们才能够更好地去面对将来我们现在还不可预期的挑战。
这次为什么要把脉冲星的“声音”放进录取通知书一起寄给新生?
李菂表示,这一次我们把中国天眼最好的数据、最新的发现,做成了声音和视频放在录取通知书里寄给新生,也是在完成南仁东老师的遗愿:最好的天文设备实际上是修给下一代的天文学家,修给现在在读和将要入学的年轻人。“‘科学是一门手艺活’,最好的望远镜是需要最为细致的、能够掌握最先进工艺的科学家,这个责任就放在你们肩上。”
正如国科大副校长杨国强所说,想从一开始就让新生感受到国家科技进步的脚步和创新使命的召唤,传承新时代科学家的精神,保持对科学的探索和好奇,静心学习。
来源:来点科学
┃图片、视频:中国科学院大学
┃责编:张玘云
┃审核:曾繁华
┃复核:王海