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星中存在这样强的磁场，事实上已得到证实。可是，如果能把恒星物质再加强压缩，达到中子星那样的密度，那么磁场强度更要猛增；磁场强度便会增大千亿倍。这就是人们推测中子星必然具有如此强大磁场的理由，而且人们果真找到了这样的磁场！1976年5月2日，一个气球在美国帕勒斯坦升上天空，它所装载的科学测量仪器是由慕尼黑附近加尔兴的马克斯·普朗克地外物理研究所和蒂宾根大学一个小组研制的。约阿希姆·特吕姆佩所领导的小组已经在X射线研究方面积累了一定的经验，那时他们的主要任务是检验一种新探测器在实际使用中的功能。这台接收设备能测到比乌呼鲁卫星探测器所收集的能量更高的X射线。X射线和光波一样，也是波长愈短，每个辐射量子的能量就愈大。计量X射线量子的能量最常用的单位是千电子伏（keV）。乌呼鲁卫星接收设备所“看到”的范围是从2到10keV，而新接收装置能测到量子能量高于30keV的辐射。1976年春天进行了一次高空观测，对象是武仙X—1，其研究的是高能量辐射的强度。■技术愈高级化，观测者和有关数据的直接接触也愈少。1936年，霍夫迈斯特还能够直观地用他的望远镜去察看，估算武仙座HZ星的亮度，并根据自己的记录立即确定这颗星从上次观测以来是否变亮，如今是把测量数据记录在磁带上并输入计算机，为此必须编出相应的计算程序以读出磁带，进行数据处理。所以不足为奇的是，5月份的观测直到秋天才出来处理结果。这时人们才发现，随着能量的增高而不断变弱的辐射强度却在58keV附近出现一处奇特的尖峰（见图10…12）。如果不是特吕姆佩联想到早先他试图解释蟹状星云脉冲星的辐射所做的那些研究工作，也许这个问题会被搁置起来。武仙X…1的X射线尖峰表明，有特大量的X射线量子以58keV的能量发射出来。我们知道，原子具有吸收以及发射波长为特定数值能量的性质。以氢原子为例，有一个电子绕着带正电的核运转（见图10…13）。根据量子物理学，电子只能沿完全确定且可以计算的轨道运行。光线落到这
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个原子上一般不起什么作用，除非这个光量子的能量恰好等于把这个电子从一个内部轨道提升到一个外部轨道所需的能量，这时原子就吸收这个光量子。如果此后保持这个原子不受外界干扰，经过相当时间后电子就跳回到最里面的轨道上去，把过剩的能量以光量子的形式发射出来。这些量子具有完全确定的能量数值，相当于从一个轨道到另一轨道的跃迁所释放的能量大小。来自武仙源的辐射在一个非常确定的能量值即58keV处清楚地显得特强，但是宇宙中并没有那一种足够丰富的原子以这一能量值发出辐射。特吕姆佩试图用苏联物理学家列夫·朗道（LewLandan）所提出的一种机理来解释这种发射现象。和这种解释关联的现象是，电子在磁场中会偏转到沿圆形环绕轨道运行的地步。磁场强，轨道就小。磁场异常强时，这种环绕轨道会小到可以和原子中的电子轨道相比。但这时有一条量子力学规则起作用，就是只允许存在定值轨道。电子从外侧轨道跃迁到内侧轨道时发射量子，其能量精确地决定于磁场强度。特吕姆佩和他的同事认为造成武仙源X射线强度曲线上那个尖峰的原因就在于此。如果真是这样，那里的磁场应该比地球磁场强千亿倍以上！这样强的磁场所产生作用力之巨大，连白矮星的重力也经不住而要被撕碎，因此我们只有得出武仙源是一颗中子星的结论。所以，在包含武仙源的双星中，X射线起因于中子星。其中原来质量较大的恒星看来在某个时候爆发为超新星而留下了这颗中子星。这已经是很久以前的事了，爆炸现场早就烟消云散。当前，物质从原先质量较小并始终处在主序附近的那颗恒星流到中子星上，当它受磁场引导而撞到磁极上时就发出X射线。同时有一批电子在这磁场中沿着极为微小的环绕轨道运动，当它们从外轨道跃迁到内轨道时，就产生一种附加辐射而形成了那个在58keV处所观测到的尖峰。自从发射乌呼鲁卫星以来，人们发射了好些个X射线卫星并成功地进行了多次气球实验。X射线天文学的最大难题是一直没有能够制造出X射线照相机。X射线不能用透镜来会聚，除非沿着几乎平行于镜面的方向射来，否则反射镜也不反射X光。1952年，在基尔工作的物理学家汉斯·沃尔特（HansWolt－er，1911－1978），正是利用这种特性使X射线成像的。1978年11月以来，美国航空航天局所发射的卫星装载着一架57厘米口径的X射线望远镜一直在运转着。估计能被这一仪器测知的X射线源有一百多万个。德国第一架口径32厘米沃尔特望远镜已经由一枚火箭在1979年2月成功地送上了天。X射线爆发近些年来，人们还发现了另一种X射线源。它们似乎特别多见于球状
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星团中。这些X射线源发出形如阵雨的脉冲群，其中每个脉冲尽管往往只历时若干秒，却包含了相当于太阳每星期总共产生的那么多的能量。这种脉冲群没有武仙源的脉冲那样规则，似乎是缺乏一个控制时间的自转天体（参见图10—14）。虽然如此，这种脉冲群还是以相当规则的系列出现。我们有时接收到来自天蝎星座中一个球状星团的阵雨式脉冲群，即使并不遵守精确规律，却也具有40秒钟的循环，一次较强爆发后的宁静时间比一次较弱爆发后的要更长。这类X射线源可能也是物质落到致密天体上造成的；不过，使得这样释放能量不是均匀地，而是像阵雨洒落那样喷射出来的作用过程，看来不同于形成武仙源那种脉冲辐射特性的作用过程。从第二章我们知道球状星团已到高龄，早就停止孕育恒星。人们曾倾向于把它们看作生机已尽的世界，它们发来的阵雨式脉冲群——X射线爆发，却清楚地告诉我们那里还有活动迹象。■宇宙中可能存在着许多我们还一无所知的中子星。也许它们全都是超新星爆发遗留下来的产物，不过也许自然界还有我们尚未了解的其他途径让中子星出世。如果不是束缚它们的伴星分出物质喷射它们，使它们活动起来，给它们活动起来，给我们发来X射线，我们就不知道这些天体的存在。大约在1960年，我在一次演讲中曾请听众作一下设想，假定有一种仪器装置能把来自宇宙空间的全部辐射转化成听得到的声音。除了星光的均匀声和太阳射电爆发声以外，人们还会听到当时已知的射电源的声音，后者随着这些与整个天穹均匀辐射的天体的出没而涨落。这本来只是一组相当乏味的播音。20年后的今天，我不得不修改这幅景象。如今决定宇宙之声的既有当年已知的辐射，也还有从那时以来新发现的各种源。除了均匀的声音外，人们听到许多脉冲星的低沉调；穿播其间的有X射线源发出的光束，比如像MXB1730—335，它从一个球状星团中射出能量甚大的一群脉冲，也许是两两相隔10到20秒，停息几分种后又发出新的脉冲群，宇宙中不仅存在沙沙或呼呼的声响，还有滴嗒声和击鼓声，以及嗡嗡声和卡嗒卡嗒声。通过想象中的仪器才使我们的耳朵听到的，反映来自宇宙空间辐射的这种喧闹声，其起因可能还是在于中子星。脉冲星和X射线星是不是为我们揭示了恒星生命的可能结束介段？现在我们是否知道了一切恒星的结局不是中子星就是白矮星？这两种星体的一条奇异特性使人们推测，还存在第三种可能性需要探究。
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11．恒星的结局空中自由而静止地悬浮着一个黑色的圆形物体。实际上，这个东西看起来一点也不像一个球，它给人的印象倒像一处无底洞。是的，这不是别的什么东西，这是一个词。刹时间刮起一阵鳆狂啸，愈来愈响，因为厅内的空气正被吸入球中，小纸片、手套，妇女面纱——统统被卷了进去。一个民兵把军刀插进这可帕的洞中，兵器竟然像融化掉似地失踪了。古斯塔夫·迈林克（GustavMeyrink）“黑球”，1913年脉冲星和X射线源告诉我们，自然界存在着中子星。蟹状星云那里的超新星爆发就遗留下一颗中子星。可是1054年的那次爆发是怎样发生的①呢？总有一天会在我们银河系内再出现一次超新星，那时我们就有可能查明究竟是什么东西爆炸了；因为我们可以在以前拍摄的天文底片上去寻找，是哪一颗星在一片烟云中崩散而留下一颗像陀螺般自转的微小中子星②。在这样的时机尚未来临之前，我们只好局限于推测。我们可以重新认识由计算机所得出晚期演化恒星的模型，并且提出问题：恒星向其大灾难演变的过程是否可以预测？大质量恒星的铁心灾变超过10倍于太阳质量的大质量恒星演化得极快。只要几百万年，氢就消耗完了。其后是氦燃烧成为碳，不久碳原子又转化为更重的原子核。所有这些核反应都放出能量，但是这些过程的产能程度一个不如一个。它们必须一个比一个更快地推进，以维持恒星的辐射功率不减。愈来愈复杂的原子核接踵而生，难道这种过程就没有个尽头吗？自然界在元素铁处设置了一种极限。我们已经知道，核反应的参与元素愈重，产能愈少。恒星中的核反应堆到铁原子核就停产了。对于铁原子①说到在近处出现一次超新星，恐怕我们要有所戒备才行。纽约哥伦比亚大学的梅尔文·A·鲁德曼（MelvinA·Ruderman）曾估计说，在大约30光年以内发生超新星爆发会造成致命的后果。由这种爆发射来的高能粒子流将破坏地球大气的臭氧屏障，太阳的紫外辐射将不受阻挡地闯到地球表面，迟早会毁灭地球上的生命。②1987年2月24日，人们在大麦哲伦云中发现了一颗超新星。虽然它并不处在银河系内，可是它与我们的距离只有哈特维希1885年在仙女座星系中所发现超新星的大约1/