射電脈沖星是旋轉(zhuǎn)的中子星，我們可以從中觀察到無線電波的閃光，就像燈塔的光脈沖一樣。中子星的質(zhì)量大約是太陽質(zhì)量的一倍半，大小只有大約25公里，是已知密度最高的恒星。它們的旋轉(zhuǎn)速度非?？?，通常每千分之一秒到每十秒一次，只是隨著年齡的增長而逐漸減慢。

現(xiàn)在，一個合作天文學(xué)家團(tuán)隊在皇家天文學(xué)會的月刊上發(fā)表了有史以來最大的脈沖星調(diào)查。

中子星也是宇宙中最強(qiáng)的磁鐵，平均比地球上最強(qiáng)的磁鐵強(qiáng)一百萬倍。這種極端特性為以極高的精度測試物理定律提供了機(jī)會。即使在發(fā)現(xiàn)這些奇異物體的60年后，關(guān)于這些奇異物體性質(zhì)的基本問題仍然存在。

沒有兩顆脈沖星是相同的，在這些令人興奮的物理學(xué)領(lǐng)域取得進(jìn)展需要對盡可能多的脈沖星進(jìn)行靈敏的觀測。“千脈沖星陣列”(TPA)項目是一項國際合作，旨在通過利用MeerKAT射電望遠(yuǎn)鏡前所未有的靈敏度來實現(xiàn)這些目標(biāo)。它由南非卡魯沙漠的64個天線組成，是邁向英國領(lǐng)導(dǎo)的平方公里陣列的墊腳石。

研究結(jié)果分為兩部分發(fā)表，其中一部分由曼徹斯特大學(xué)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)，詳細(xì)介紹了記錄的超過一百萬次個人閃光的研究結(jié)果。閃光序列可以可視化為一系列脈沖。

曼徹斯特大學(xué)的Patrick Weltevrede博士說：“觀察脈沖星就像檢查脈沖星的脈搏，揭示其'心跳'的特殊性。每個單獨(dú)的脈沖在形狀和強(qiáng)度上都是不同的。

對于一些脈沖星，當(dāng)可視化時會出現(xiàn)對角條紋的有序圖案。曼徹斯特大學(xué)博士生Xiaoxi Song博士解釋說：“TPA數(shù)據(jù)的卓越質(zhì)量和我們復(fù)雜的分析使我們能夠首次揭示許多脈沖星的這些模式。這些模式可以用圍繞恒星旋轉(zhuǎn)的閃電風(fēng)暴來解釋。這些發(fā)現(xiàn)指出了脈沖星如何運(yùn)作的一些基本要素。

脈沖星誕生后，閃電風(fēng)暴圍繞恒星快速而混亂地旋轉(zhuǎn)。幾百萬年后，閃電風(fēng)暴穩(wěn)定下來，模式變得更慢、更穩(wěn)定。事實證明，這與模型預(yù)測的相反。最終，幾十億年后，閃電將完全停止，脈沖星將不再被探測到。

MeerKAT團(tuán)隊最近獲得了皇家天文學(xué)會著名的團(tuán)體獎，TPA項目現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到了一個非凡的里程碑：對1200多顆脈沖星進(jìn)行了詳細(xì)觀測，占已知脈沖星的1/3以上。

在牛津大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的伴隨工作中，介紹了脈沖形狀的統(tǒng)計特性。Bettina Posselt博士解釋說：“我們發(fā)現(xiàn)，控制脈沖星無線電發(fā)射的最重要特性是其所謂的自旋功率。它量化了中子星在旋轉(zhuǎn)減慢時每秒釋放的能量。這種自旋功率的一部分用于產(chǎn)生觀察到的無線電波。

模型預(yù)測，恒星周圍的電離氣體不斷放電，可以與閃電風(fēng)暴相提并論，產(chǎn)生無線電脈沖。新數(shù)據(jù)表明，自旋功率會影響無線電發(fā)射在中子星表面上方發(fā)生的高度以及帶電粒子被賦予的能量。

由于有證據(jù)表明自旋功率隨著年齡的增長而降低，并且1200顆脈沖星表現(xiàn)出很大的自旋功率變化，因此TPA數(shù)據(jù)是研究中子星老化的理想選擇。新數(shù)據(jù)顯示，即使是自旋功率最小的脈沖星也會發(fā)射強(qiáng)烈的無線電發(fā)射，并且可以在很遠(yuǎn)的距離內(nèi)被探測到。這一結(jié)果表明，尚未發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量可能比以前預(yù)期的要多。

這兩個項目的TPA數(shù)據(jù)現(xiàn)已公開。它們使國際社會能夠進(jìn)一步研究這些脈沖星和中間星際空間的特性。