前言

脉冲星是20世纪60年代天文学的四大发现之一。在不到20年的时间里接连两次获得“诺贝尔物理学奖”，引起了全世界的轰动。

脉冲星的发现证实了中子星的存在。中子星具有和太阳相当的质量，但半径只有10公里。因此具有非常高的密度，成为一种典型的致密星。中子星还具有超高压、超高温、超强磁场和超强辐射的物理特性。成为一个地球上不可能有的极端物理条件下的空间实验室。

射电脉冲星双星系统的发现和双星系统轨道周期变化的精确测量证实了引力波的存在。科学家奋斗了半个多世纪的关于引力波的监测终于在脉冲星的观测研究中首次获得。

毫秒脉冲星的发现，找到了另一类脉冲星。原来认为射电脉冲星和X射线脉冲星是毫无关系的两类。由于毫秒脉冲星被证实是由X射线双星演化而来，而把两者紧密地联系起来了。

在脉冲星中发现行星系统又使科学家兴奋不已。寻找太阳系之外的行星系统是人们十分关注的一个研究课题。然而人们始料未及的是，此类观测研究最成功的例子却属于脉冲星。

在脉冲星发现后，陆续在超新星遗迹中发现脉冲星证实了超新星爆发是中子星产生的主要机制 。特别是在蟹状星云中发现脉冲星，解决了使天文学家困惑多时的“蟹状星云能源之谜”。

脉冲星有稳定的周期。周期虽然在缓慢的增加，但变化极慢。有的毫秒脉冲星几年才慢几分之一微秒，其稳定性足以和原子钟比美，是挂在天上的标准钟。有可能成为有实用价值的、作为时间标准的“脉冲星钟”。

脉冲星成为研究星际介质的有力工具 ，被誉为“星际介质的探针”。已经探测出银河系中的自由电子密度分布和平均磁场的分布。

脉冲星的辐射特性更是丰富多采、引人入胜。脉冲星发出的辐射集中在一个很窄的范围内，就象海上的灯塔所发出的两束光，成为宇宙空间中不停转动的灯塔。

高速自转的脉冲星有一个与它一起共转的磁层。在磁层中充满了电荷分离的高能等离子体。辐射过程发生在磁极冠的开放磁力线所包围的区域中。半径只有10公里的脉冲星，

不可能由现阶段的望远镜直接观测出其空间结构。然而，通过对脉冲星的脉冲形状的分析，可以给出脉冲星辐射区的位形，大小、结构和高度以及辐射机制和磁层结构等等。有少数脉冲星还观测到光学，X射线，γ射线脉冲。脉冲星磁层是一个包含了极端相对论性带电粒子，超强的等离子体波和极强的磁场的奇异的混合物。这些条件是其它天体所不具备的。

本课程将比较系统地介绍脉冲星的基本知识和最新的发展。