可观测Universe

pSR J1748-2446ad（中子星）

· 描述：已知自转最快的脉冲星

· 身份：位于人马座球状星团terzan 5中的毫秒脉冲星，距离地球约18,5%光速）；即使是脉冲星中最快的“竞争者”（如pSR J1939+2134，周期1.557毫秒），速度也只有约0.1c。pSR J1748-2446ad的速度，相当于把地球的自转变快100万倍，把搅拌机的叶片转速提高1000倍。

3.2 抗拒解体的“临界点”：离心力与引力的平衡

如此快的自转，会不会让中子星解体？答案是：刚好没到临界点。

中子星的引力由质量决定（≈1.4倍太阳质量），离心力由自转速度决定。当离心力超过引力时，星体就会分崩离析。对于pSR J1748-2446ad来说，其赤道表面的离心加速度（a_c=v2\/R）约为(6.7x10^7)^2\/7x10^3≈6.4x10^11米\/秒2，而引力加速度（a_g=G\/R2）约为6.67x10^-11x1.4x2x10^30\/(7x10^3)^2≈3.9x10^12米\/秒2。引力加速度是离心加速度的6倍——这意味着，中子星的表面物质仍被引力牢牢束缚，没有解体。

但这也意味着，pSR J1748-2446ad已经接近“解体极限”。如果它的自转再快10%，离心加速度将与引力相等，星体就会开始瓦解。这种“极限状态”，让我们有机会研究中子星的内部物态——只有当引力刚好压制离心力时，物态方程的参数（如密度、压力）才会被“挤压”到极致。

四、观测挑战：捕捉“1.4毫秒的脉冲”

观测pSR J1748-2446ad并非易事。它的周期太短（1.4毫秒），需要望远镜具备极高的时间分辨率和灵敏度。

4.1 发现之旅：从“疑似信号”到“确认”

2005年，一个由澳大利亚联邦科学与工业研究组织（cSIRo）、美国国家射电天文台（NRAo）和欧洲南方天文台（ESo）组成的国际团队，利用帕克斯射电望远镜（parkes telespe）的“多波束接收机”对terzan 5进行深度观测。帕克斯望远镜的多波束接收机可以同时观测13个方向，灵敏度极高，适合寻找球状星团中的毫秒脉冲星。

在观测数据中，研究人员发现了一个“奇怪的信号”：来自terzan 5方向的射电脉冲，周期仅为1.396毫秒，而且非常稳定。他们立即意识到，这是一颗毫秒脉冲星——而且是目前已知最快的。

为了确认，团队用绿岸望远镜（Green bank telespe）进行了后续观测，测量了该脉冲星的色散量（dispersion asure，d）——即星际介质中的电子对射电信号的延迟。通过d可以计算脉冲星的距离：pSR J1748-2446ad的d≈110 pc\/3，对应距离约光年，与terzan 5的位置一致。

4.2 观测“脉冲消零”：中子星表面的“小脾气”

pSR J1748-2446ad的脉冲并不是连续的——它有时会“消零”（Nullg），即突然停止发射脉冲，持续几毫秒到几秒。这种“消零”现象，是中子星表面“星震”或磁层扰动的结果。

当脉冲星自转时，表面的物质会因为离心力而“隆起”，引发微小的地震（星震）。这些星震会扰动脉冲星的磁场，导致辐射束暂时关闭——我们观测到的“消零”，就是这种扰动的结果。通过分析消零的频率和持续时间，天文学家可以研究中子星表面的物