在茫茫宇宙中，有這樣一種天體，它們會(huì)周期性地發(fā)射出脈沖信號(hào)，這些信號(hào)在宇宙中持續(xù)而穩(wěn)定地傳播，在一定條件下能夠被地球上的射電望遠(yuǎn)鏡接收到。這種天體就是脈沖星，又被稱為“宇宙中的燈塔”。

脈沖星是一種高度磁化的旋轉(zhuǎn)致密星，通常為中子星，也有白矮星。當(dāng)恒星中的核聚變物質(zhì)耗盡之后，恒星無法再產(chǎn)生抵抗引力的強(qiáng)大能量，所以會(huì)向核心區(qū)域坍塌。質(zhì)量小的恒星，坍塌后成為白矮星；質(zhì)量中等的恒星，坍塌后成為中子星；質(zhì)量巨大的恒星，坍塌后可能成為黑洞。

脈沖星能夠產(chǎn)生脈沖信號(hào)，主要是由它自身的特性決定的。由于脈沖星質(zhì)量大，半徑小，坍塌時(shí)角動(dòng)量守恒，所以它的自轉(zhuǎn)速度極快，有的每秒可轉(zhuǎn)數(shù)十到數(shù)百次，最短自轉(zhuǎn)周期約為0.0014秒。它的磁場(chǎng)極強(qiáng)，通常是普通恒星磁場(chǎng)的數(shù)十萬到數(shù)百萬倍。脈沖星磁場(chǎng)的方向和自轉(zhuǎn)軸并不重合，存在一定的夾角。高速自轉(zhuǎn)與強(qiáng)磁場(chǎng)的相互作用，會(huì)在脈沖星的磁極方向產(chǎn)生強(qiáng)大的電場(chǎng)。這個(gè)電場(chǎng)能將帶電粒子加速到極高的速度，然后將這些高速帶電粒子沿著磁力線方向拋射出去，就像燈塔發(fā)射光束一樣。這些粒子束周期性地掃過地球方向，呈現(xiàn)出周期性的脈沖信號(hào)。

人類第一次接收到脈沖星發(fā)出的信號(hào)是在1967年。英國的天文學(xué)家在檢測(cè)射電望遠(yuǎn)鏡的信號(hào)時(shí)，注意到非常有規(guī)律的脈沖信號(hào)。最初，他們猜測(cè)這可能是外星文明發(fā)出的信號(hào)，經(jīng)過研究后，他們確認(rèn)它來自一種新型天體，于是將這種天體命名為“脈沖星”。

被稱為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡，歷經(jīng)選址、立項(xiàng)等前期準(zhǔn)備，2011年在貴州省平塘縣破土動(dòng)工，2016年開始調(diào)試運(yùn)行。它是當(dāng)今世界上最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡，反射面板總面積約30個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)，不受氣象因素的影響，可以全天候進(jìn)行觀測(cè)，甚至能夠接收到百億光年以外的電磁信號(hào)。2017年8月，“中國天眼”通過漂移掃描的方法，第一次發(fā)現(xiàn)了脈沖星。2020年1月，“中國天眼”正式開放運(yùn)行后，我國的天文觀測(cè)喜訊頻傳。截至2024年11月26日，中國天眼發(fā)現(xiàn)脈沖星的數(shù)量已突破1 000顆，超過同一時(shí)期國際其他射電望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量的總和，其中包括大量的毫秒脈沖星、脈沖星雙星，以及迄今為止全球發(fā)現(xiàn)的唯一持續(xù)活躍的快速射電暴。

大質(zhì)量的恒星在宇宙中并不罕見，僅銀河系中就有數(shù)十億顆恒星，其中有相當(dāng)一部分是大質(zhì)量恒星，它們?cè)谒劳鲋蠖加锌赡苄纬擅}沖星。脈沖星處于強(qiáng)引力環(huán)境，通過觀測(cè)其軌道變化，能對(duì)愛因斯坦的廣義相對(duì)論進(jìn)行高精度的驗(yàn)證，幫助科學(xué)家研究引力的本質(zhì)，如果能發(fā)現(xiàn)一些奇異的脈沖星，甚至可能顛覆人類對(duì)經(jīng)典物理的認(rèn)知。脈沖星的密度超高，一茶匙的脈沖星物質(zhì)比整座珠穆朗瑪峰還重，觀測(cè)脈沖星可以讓人類研究極端條件下物質(zhì)的狀態(tài)，這有助于探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)和基本物理規(guī)律；精確測(cè)量一定數(shù)量脈沖星的位置，就可以構(gòu)建“宇宙坐標(biāo)系”，為未來的星際旅行提供導(dǎo)航支持；脈沖星信號(hào)在傳播過程中會(huì)與星際介質(zhì)相互作用，人類分析脈沖到達(dá)時(shí)間和頻率的變化，能夠研究星際介質(zhì)的性質(zhì)。

正如中國的天文學(xué)家所說，宇宙的豐富多彩從不讓觀測(cè)者失望。相信隨著觀測(cè)的深入，人類將發(fā)現(xiàn)“宇宙燈塔”的更多奧秘。