托尼·休伊什

1967年，一系列被稱為“小綠人”的信號轟動一時。後來，劍橋大學教授托尼·休伊什弄清了這種電波來自一種未知的緻密星——脈衝星。這使他獲得了1974年的諾貝爾獎。

基本介紹

• 中文名：托尼·休伊什
• 性別：男
• 國籍：英國
• 職業：科學 天文學家

人物簡介

國籍：英國
工作單位：劍橋大學
職稱：天文學家 　　主要成就托尼·休伊什 1967年，一系列被稱為“小綠人”的信號轟動一時。後來，劍橋大學教授托尼·休伊什弄清了這種電波來自一種未知的緻密星——脈衝星。這使他獲得了1974年的諾貝爾獎。

科學發現

1968 年2 月，英國刊物“自然”雜誌發表了一條激動人心的訊息，以至全世界的報紙都來報導，說是安東尼·休伊什（Antony Hewish）在劍橋領導的一個研究組宣布他們收到了來自宇宙空間的無線電信號。

為了研究由行星際物質引起的這種起伏現象，60 年代在劍橋開始建造一台新型的射電望遠鏡。在面積2 公頃，可容納57 個網球場的土地上建起了2000 多面天線。由於要用這個天線陣研究太陽風引起的射電強度的起伏，要求接收裝置能夠識別射電強度的快速變化。當時的射電望遠鏡都達不到此要求，故專門設計了這架能發現快速變化的脈衝信號的射電望遠鏡。因為這座龐大的天線裝置不能移動，只有利用各個天區隨周日運動依次進入天線視場的現象進行逐條掃描，來觀測記錄天體的輻射。1967 年7 月這台設備正式投入使用，開始觀測。接收波長約為3.7 米，射電強度的記錄晝夜不停。每星期觀測七個天區的記錄紙帶長達210 米。尋找的是本來均勻發射，但由於透過太陽風而“閃爍”的射電源。用望遠鏡觀測且擔任繁重記錄處理的是博士研究生喬斯琳·貝爾（Jocelyn Bell），她所巡查的是隨地球自轉而掃過這射電望遠鏡視場的天體射電強度的快速起伏。

根據前30 米，她就能將受太陽風影響而閃爍的射電源和來自地球的無線電干擾區分開來。“巡查開始後6 或8 個星期，我就發現有時候記錄曲線上會出現某種異象，它既不像一個閃爍射電源，也不像人為的無線電干擾。我還想起來，在同一天區的觀測記錄上，以前就見過一次這種異象。”貝爾小姐本來打算探究下去，但是由於別的工作而擱了下來。到1967 年近10 月底，她才有機會再度尋找這種現象，並且試圖用更高的時間解析度把它記錄下來，結果卻是蹤影全無。直到11 月底，她才把它又找了回來。根據一個脈衝內部強度變化的快慢，可以對脈衝產生區的大小作出某種推斷。為簡化起見，可以構想有一個球離觀測者甚遠，用光學望遠鏡或肉眼看去都只見一個光點。如果這個球在極短瞬間內發出一道閃光，遙遠的觀測者會看到什麼？輻射以光速傳播。 　　由於從球面不同部位出發的光線所經路程不等，同時發出的光線到達觀測者眼睛的時刻也就不同。首先到達觀測者眼睛的信號發自球面上離他最近的所在，然後是來自一個環形區的輻射，最後則是歷經最長路途，發自星球視圓面邊緣的光線。本來發出的是短脈衝，在這位觀測者的眼裡卻成了時間拖長的模糊脈衝，它的延續時間等於光線通過球半徑所需的傳播時間。但是不僅脈衝此，球面亮度發生任何式樣的變化都會照樣在這段時間中變模糊，這是因為一切信號，不論是使亮度增強的還是減弱的，都不免要發生這種傳播路程差。即使輻射產生區不是球面，這種脈衝變模糊現象也會有。因此，如果測得某輻射源的強度在萬分之一秒內有變化，我們就可以斷定，該源不可能比光線在這段時間內所走過的路程30 公里大得多，要不然的話，變化的信號就會因時間拖長而模糊。在一個脈衝中，萬分之幾秒內就見強度起伏，觀測記錄上鋸齒形起伏的陡翼表明了這點。既然射電輻射以光速傳播，結論只能是發出脈衝的天體的直徑不能大於幾百公里。
對比我們往常所熟知的星體，這就顯得很小了。白矮星的直徑有好幾萬公里，地球的直徑有13000 公里。脈衝星發出信號送來的信息告訴我們，宇宙中存在著電波發射非常強的微小天體。發現新脈衝星的報導從世界各地接踵而來。現在人們發現的脈衝星已經有好幾百個，它們的周期從百分之幾到4.3 秒不等。雖然脈衝的形狀有所變化，但周期極其穩定，即使有時有些脈衝變得難以測出，接之而來的脈衝也是精確地按原先的周期湧現。人們把脈衝作更進一步的分解之後，發現它們具有更精細的結構，如圖8-2 所示。這種強度變化的最快記錄是百萬分之0.8 秒，就是說相應輻射區直徑最多只有250 米。早在脈衝星發現的當年，人們就已經測出好些脈衝星的周期在變長，也就是說它們的節奏在變慢。但是相鄰脈衝的間隔時間的增長畢竟是個微小數量，平均需要1 千萬年光景才會使一顆脈衝星的周期翻一番。

1967年在劍橋大學攻讀博士學位的喬斯琳·貝爾和她的導師托尼·休伊什一起發現了脈衝星。後來證實脈衝星即是中子星。