毫秒脉冲星

毫秒脉冲星（Millisecond Pulsar）是天文学中的一个重要术语，特指那些自转周期极短，通常在1至10毫秒范围内的脉冲星。这类脉冲星因其极高的旋转速度而得名，每秒可旋转上百次，有的甚至能达到每秒716次。它们主要在微波或X射线等电磁波频谱的波段上被观测到，且通常伴随着一颗正常的伴星，从伴星处获取物质。 

关于毫秒脉冲星的起源，目前科学界尚无定论，但主导的理论认为它们原本是周期较长的脉冲星，后通过吸积伴星物质的方式延长或回复了自转周期，从而演变成毫秒脉冲星。在这一过程中，低质量X射线双星系统特别受到关注，因为它们被认为是脉冲星正在回复过程中的重要阶段。这类散发出X射线的脉冲星，被认为正处于被加速的阶段，其活跃性正在增加。它们可能通过吸收伴星洛希瓣溢出的角动量，使自转速度急剧增加，最终成为被加速的中子星。

发现环境与统计

许多毫秒脉冲星是在球状星团内被发现的。球状星团内恒星密度极高，有利于创造能引起双星之间质量交换的环境，从而促进自转中子星通过交互作用提高周期，成为毫秒脉冲星。截至2011年，科学家在球状星团内已发现了约130颗毫秒脉冲星，其中Terzan 5星团内有33颗，杜鹃座47星团内有22颗，M28和M15星团内则各有8颗。

转速特性与影响因素

毫秒脉冲星的转速之快令人惊叹，最快者每秒可旋转716次。按照这一速度计算，它仅需7秒钟便能从地球到达月球。这种极高的转速是由于坠落在其表面的来自环绕恒星的气体使其旋转起来，类似于落下的水让水车旋转的原理。然而，2012年德国科学家的一项研究显示，在质量传递结束后，脉冲星的磁气圈（即其磁场捕获带电粒子的空间区域）将会膨胀，进而减缓其旋转速度。这一过程与旋转的滑冰者伸出双臂来减速的原理相似。如果没有这一过程，毫秒脉冲星的运行周期可能会变得更短，甚至不到1毫秒。

速度限制与理论预测

根据目前中子星结构和演变的理论，科学家对脉冲星旋转速度的极限进行了预测。一方面，它们的自转不能超过每秒1500转，否则可能会因离心力过大而分裂开来。另一方面，在达到这种高速自转之前，脉冲星会辐射出重力波，从而在被进一步加速前抑制转速的提高。实际上，转速似乎已经被抑制在每秒1000转之内（对应于周期1毫秒的时间）。

经科学测量，毫秒脉冲星作为死亡的恒星，其直径虽仅为25千米左右，但质量却远超太阳。这种极端的密度和强大的引力场，使得它们成为研究宇宙极端物理条件的理想对象。

第一颗毫秒脉冲星PSR B1937+21于1982年被发现，其转速为每秒641转，辐射落在无线电波段上。然而，这一头衔仅保持了约180天便被打破。2005年发现的PSR J1748-2446ad是目前所知转速最快的中子星，每秒钟转716次。到2006年底，尚未发现次毫秒脉冲星（转速最快的是716赫兹），这暗示了重力波的辐射造成的能量损失确实对高速转动的中子星产生了刹车机制的作用。

毫秒脉冲星

尽管如此，2007年初来自罗西X射线时变探测器和国际伽玛射线天体物理实验室的数据却指出中子星XTE J1739-285每秒自转1122次。然而，由于这一结果在统计上的意义不大（落在3标准差之处），因此只被视为一个有趣的候选者，结果也暂时仅供参考。但重力辐射被相信是扮演着减缓自转速率的角色，因此早先发现的一个转速高达每秒599转的X射线脉冲星IGR J00291+5934，依然是最可能产生重力波的第一顺位候选者，在将来最有可能被侦测到重力波。因为多数X射线脉冲星的转速都只有每秒300转左右。

最新发现

2012年10月25日，德国科学家报告称在人马座中发现了一个运行速度奇快的毫秒脉冲星PSR J1311-3430。这颗脉冲星每秒旋转390次，其环绕轨道一周所需时间仅为93分钟，是迄今发现的轨道周期最短的毫秒脉冲星。它处在一个双星系统中，伴星直径约为木星的60%，但质量却达到木星的8倍多。这颗脉冲星与伴星距离约为52万公里，是地球和月球距离的约1.4倍，也是目前已知距离最近的双星系统。这一发现为研究毫秒脉冲星的演化、双星系统间的相互作用以及重力波的产生等提供了宝贵的数据和线索。