《中子星自傳之謎》閱讀答案
科學家告訴我們,地球現在每天有24小時,而在遠古的時候,地球上的一天比現在要短,大約只有20個小時左右。即使回到遠古的地球,我們也不會感到有太大的不適。可是宇宙中卻有一種星體,在它的上面,一天只有1秒鐘!如果有人在那上面生活,恐怕都會發瘋。
這種星體就是幾十年前才被天文學家發現的中子星。中子星的密度極高,一湯匙中子星物質的質量可達10億噸。它們的外部是一層富含鐵的殼層,內部是呈流體形式存在的中子海洋。這種奇異的天體來自超新星爆發,恒星的外殼爆炸破碎后被拋向太空,其他的.大量物質向中央坍縮,形成了高溫致密的中子核。這就是神秘的中子星的來歷。
中子星自轉速度極快,大多數的自轉周期在1秒左右,最快的一顆甚至能達到1.6毫秒轉一周。它們還擁有強大的磁場,從磁極不斷地釋放出成束的電磁輻射,而且磁極的方向并不和自轉軸重合。中子星釋放電磁波時,像一個燈塔一樣向宇宙空間掃射著光束,方向合適的話,隔一段時間就會發射到我們這個方向一個信號,這就是天文學家所觀察到的有規律的無線電信號。
然而,中子星為何自轉速度如此之快?這個問題讓天文學家難以解釋。
以前天文學家給出的解釋是星體角動量守恒的需要。中子星旋轉的角動量是從它的前身——恒星的旋轉那里繼承下來的。由于恒星坍縮成中子星后體積減小,因此自轉速度就會增加。這個道理跟芭蕾舞演員的舞蹈類似。當一個體態輕盈的舞者腳尖點地旋轉的時候,如果她收回原本伸展開的雙臂,旋轉的半徑減小了,她的旋轉速度就會變快。
但是人們很快就發現了問題,應用角動量守恒的理論只能解釋那些自轉速度非常快的中子星,一旦研究那些轉速中等的中子星時,理論偏差就會出現。難道中子星的旋轉并不是完全來自于恒星臨終前的饋贈嗎?
為了解開這一謎團,最近,美國科學家在超級計算機上進行了三維立體模擬,對中子星旋轉的起因給出了最新的解釋。他們發現,導致中子星快速自轉的“始作俑者”并不是先前恒星的角動量殘余,而是恒星發生超新星爆炸時產生的震蕩波。這種震蕩波極不穩定,并且產生了兩種情況的旋流,一個旋流在外部,流向震蕩波的下方,另一個旋流在恒星內部,流向相反,并引起了中子核的旋轉。兩種旋流的力量綜合在一起,最終導致了中子星以一定的速度自轉。這個計算機模擬為揭開中子星的旋轉之謎提供了新的思路。
旋轉的燈塔雖然沒有帶來外星人的訊息,但卻把人類探索宇宙的道路照得更遠,總有一天人類能對宇宙深處的中子星了如指掌。(選自《大科技·科學之謎》2007年第5期)
1.從整體看,全文重點說明了哪兩個問題?
2.對于中子星自轉速度如此之快的兩種解釋分別是什么?它們碰到的難題或研究的意義分別是什么?
3.用簡潔的語言,為本文擬制一個恰當的標題。
參考答案:
1.中子星的來歷和自轉周期;中子星自轉速度快的原因。
2.兩種解釋:星體角動量守恒的需要;恒星發生超新星爆炸時產生的震蕩波。難題或意義:解釋速度中等的中子星時會出現理論偏差;為揭開中子星的旋轉之謎提供了新的思路。
3.示例:一天只有一秒;中子星自傳之謎;中子星——一天只有一秒。
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