蟹狀星雲脈衝星的X射線/可見光波段合成圖像

脈衝星（Pulsar），是中子星的一種，為會週期性發射脈衝信號的星體。

[編輯] 發現

1967年10月，劍橋大學卡文迪許實驗室（Cavendish Laboratory）的安東尼·休伊什（Antony Hewish）教授的研究生——24歲的喬絲琳·貝爾（Jocelyn Bell Burnell）檢測射電望遠鏡收到的信號時無意中發現了一些有規律的脈衝信號，它們的周期十分穩定，為1.337秒。起初她以為這是外星人「小綠人」（LGM）發來的信號，但在接下來不到半年的時間裡，又陸陸續續發現了數個這樣的脈衝信號。後來人們確認這是一類新的天體，並把它命名為「脈衝星」。脈衝星與類星體、宇宙微波背景輻射、星際有機分子一道，並稱為20世紀60年代天文學「四大發現」。安東尼·休伊什教授本人也因脈衝星的發現而榮獲1974年的諾貝爾物理學獎，儘管人們對貝爾小姐未能獲獎而頗有微詞。

[編輯] 脈衝星的特徵

錐形掃射

1968年有人提出脈衝星是快速旋轉的中子星^[1]。中子星具有強磁場，運動的帶電粒子發出同步輻射，形成與中子星一起轉動的射電波束。由於中子星的自轉軸和磁軸一般並不重合，每當射電波束掃過地球時，就接收到一個脈衝。

恆星在演化末期，缺乏繼續燃燒所需要的核反應原料，內部輻射壓降低，由於其自身的引力作用逐漸坍縮。質量不夠大(約數倍太陽質量)的恆星坍縮後依靠電子簡併壓力與引力相抗衡，成為白矮星，而在質量比這還大的恆星裡面，電子被壓入原子核，形成中子，這時候恆星依靠中子的簡併壓與引力保持平衡，這就是中子星。典型中子星的半徑只有幾公里到十幾公里，質量卻在1-2倍太陽質量之間，因此其密度可以達到每立方厘米上億噸。由於恆星在坍縮的時候角動量守恆，坍縮成半徑很小的中子星後自轉速度往往非常快。又因為恆星磁場的磁軸與自轉軸通常不平行，有的夾角甚至達到90度，而電磁波只能從磁極的位置發射出來，形成圓錐形的輻射區。

此為在持脈衝星便是中子星的證據中，其中一個便是我們在蟹狀星雲（M1；原天關客星，SN 1054）確實也發現了一個週期約0.033s的脈衝星。

脈衝星靠消耗自轉能而彌補輻射出去的能量，因而自轉會逐漸放慢。但是這種變慢非常緩慢，以致於信號周期的精確度能夠超過原子鐘^{[來源請求]}。而從脈衝星的周期就可以推測出其年齡的大小，周期越短的脈衝星越年輕。

[編輯] 毫秒脈衝星

主條目：毫秒脈衝星

20世紀80年代，由發現了一類所謂的毫秒脈衝星，它們的周期太短了，只有毫秒量級，之前的儀器雖然能探測到，但是很難將脈衝分辨出來。研究發現毫秒脈衝星並不年輕，這就對傳統的「周期越短越年輕」的理論提出了挑戰。進一步的研究發現毫秒脈衝星與密近雙星有關。

[編輯] 脈衝雙星

1974年，美國的赫爾斯和泰勒發現了第一顆射電脈衝雙星PSR1913＋16，它們是兩顆互相環繞的脈衝星，軌道周期很短，僅為7.75小時。軌道的偏心率為0.617。當兩顆子星相互靠得很近時，極強的引力輻射會導致它們的距離愈加靠近，軌道周期會逐漸變短。通過精確地測量射電脈衝雙星軌道周期的變化可以檢測引力波的存在，驗證廣義相對論。赫爾斯和泰勒也因此獲得1993年的諾貝爾物理學獎。

2003年4月，研究人員發現PSRJ0737－3039A的周期為22毫秒，並且在有規律地變化。人們認為這是一個罕見的雙脈衝星系統，兩顆子星都是脈衝星，並且輻射束都掃過地球。觀測顯示，這對雙脈衝星系統的A星是一顆1.337太陽質量的毫秒脈衝星，周期22毫秒，B星是一顆1.251太陽質量的正常脈衝星，周期2.27秒。兩顆子星相互環繞的軌道周期僅為2.4小時，軌道偏心率為0.088,平均速度達到0.1%光速。這個雙脈衝星系統的發現為檢測引力波的存在帶來了新的希望。

[編輯] 著名的脈衝星

• 人類發現的第一顆脈衝星：PSR1919+21，也就是上文貝爾小姐發現的那顆脈衝星，位於狐狸座方向，周期為1.33730119227秒。
  
• 人類發現的第一顆脈衝雙星：PSR B1913+16
  
• 人類發現的第一個毫秒脈衝星：PSR B1937+21
  
• 人類發現的第一顆帶有行星系統的脈衝星：PSR B1257+12
  
• 人類發現的第一顆雙脈衝星系統：PSRJ0737－3039