摘要：你可以把一个好的望远镜打倒，但你不能把它压下去。利用现已被毁坏的阿雷西博射电望远镜的数据，寻找地外智能 （SETI） 研究所的科学家们解开了由死星提供动力的“宇宙灯塔”信号的秘密。

“即使在阿雷西博天文台倒塌多年后，它的数据仍在继续解锁关键信息，可以促进我们对银河系的了解。”

脉冲星插图（图片来源：DESY 科学传播实验室）

你可以把一个好的望远镜打倒，但你不能把它压下去。利用现已被毁坏的阿雷西博射电望远镜的数据，寻找地外智能 （SETI） 研究所的科学家们解开了由死星提供动力的“宇宙灯塔”信号的秘密。

特别是，由 SETI 研究所的 Sofia Sheikh 领导的团队对脉冲星的信号在穿越太空时如何失真感兴趣。脉冲星是被称为中子星的致密恒星残余物，它们在旋转时发射出横扫宇宙的辐射束。为了研究这些恒星的信号在太空中是如何失真的，该团队求助于阿雷西博的档案数据，阿雷西博是一个 1,000 英尺（305 米）宽的悬挂式无线电天线，在支撑它的电缆断裂后于 2020 年 12 月 1 日坍塌，在天线上打孔。

研究人员调查了 23 颗脉冲星，其中 6 颗以前从未研究过。这些数据揭示了脉冲星信号的模式，显示了它们如何受到恒星之间存在的气体和尘埃（即所谓的“星际介质”）的影响。

当大质量恒星的核心迅速坍缩形成中子星时，由于角动量守恒，它们可以产生能够以每秒 700 次的速度旋转的脉冲星。

当 Jocelyn Bell Burnell 于 1967 年首次发现脉冲星时，一些人提出这些残余物频繁且高度规则的周期性脉冲是来自宇宙中无处不在的智能生命的信号。仅仅因为我们现在知道情况并非如此，并不意味着 SETI 对脉冲星失去了兴趣！

望远镜坍塌后阿雷西博天文台的巨大射电天线的鸟瞰图。废弃的望远镜仍在对科学产生影响（图片来源：Ricardo Arduengo/AFP via Getty Images）

该团队感兴趣的无线电波畸变被称为衍射星际闪烁 （DISS）。DISS 有点类似于光线穿过上方水时在池底看到的涟漪阴影图案。

DISS 不是水中的涟漪，而是由星际介质中的带电粒子引起的，这些粒子在从脉冲星传播到地球射电望远镜的无线电波信号中产生失真。

图示显示，来自遥远脉冲星的信号在前往地球的途中穿过星际云时被扭曲（图片来源：Robert Lea（使用 Canva 创建））

该团队的调查显示，脉冲星信号的带宽比当前宇宙模型所暗示的要宽。这进一步意味着当前的星际介质模型可能需要修改。

研究人员发现，当考虑银河系的旋臂等星系结构时，DISS 数据得到了更好的解释。这表明，为了不断更新星系结构模型，应该面对对星系结构进行建模的挑战。

NANOGrav 项目通过近距离观察脉冲星阵列来探测引力波。（图片来源：David Champion）

了解来自脉冲星的信号如何工作对科学家来说很重要，因为当在大型阵列中考虑时，来自脉冲星的超精密周期信号可以用作计时机制。

天文学家使用这些“pulsar 计时阵列”来测量引力波通过引起的微小空间和时间扭曲。最近的一个例子是使用 NANOGrav 脉冲星阵列来检测来自引力波背景的微弱信号。

这种引力波的背景嗡嗡声被认为是非常早期宇宙中超大质量黑洞双星和合并的结果。更好地了解 DISS 有助于改进 NANOGrav 等项目对引力波的探测。

“这项工作证明了大型存档数据集的价值，”Sheikh 在一份声明中说。“即使在阿雷西博天文台倒塌多年后，它的数据仍在继续解锁关键信息，这些信息可以促进我们对星系的理解，并增强我们研究引力波等现象的能力。”

来源：寸草心