仰望夜空，点点繁星，除了有亮有暗、颜色稍有区别外，似乎都是差不多的。实际上，恒星世界，变化万千，种类很多，不仅有人们熟知的各种天体，而且还有许多新类型的天体不断被人们所发现。这其中，60年代天文学四大发现之一的脉冲星就是一个典型的例子。
脉冲星是一种奇特的新型天体。发现它以前，世界上还没有任何一位天文工作者知道脉冲星。这个新天体被发现之后，立刻引起了全世界天文学家和物理学家的广泛注意和高度重视，并激起了天文学界和物理学界研究脉冲星的极大兴趣。为什么会产生这么大的轰动效应呢？脉冲星到底是什么样的天体呢？脉冲星的发现者为此还获得了诺贝尔物理奖，那么脉冲星的研究为什么会有如此重要的物理意义？这还得从30年代中子星的预言谈起。
早在30年代初期，当中子（中子是原子核中不带电荷的重粒子）被发现之后，就有少数物理学家和天文学家预言，在宇宙中可能存在一种完全由中子组成的星体，也就是“中子星”。可是30年代以后，经过多年的探测，天文学家始终没有找到观测证据，来证明“中子星”确实存在。因此人们对它的研究逐渐不那么热情了，“中子星”也逐渐被多数人遗忘了。直到1968年，在英国的科学杂志《自然》上，突然出现了一篇文章，报道发现了一种新型天体——脉冲星（当时称为快速脉冲射电源）。这种星体能够以极精确的时间间隔发出无线电脉冲。这个发现很快轰动了全世界天文学界和物理学界。因为这种发出脉冲的天体，很可能就是人们寻觅已久的“中子星”。
在发现“中子星”的过程中，还有这样一个很有趣也很有戏剧性的“小绿人”的故事呢。
据说在英国曾经流传着一个“小绿人”的故事。在遥远的星球，生活着一种人。他们由于文明高度发达而不需要体力劳动，所以身体退化了，个子很矮小。他们的皮肤就像树叶一样是绿色的，也就是说他们能像植物那样直接利用光能。因为这种人个子小，皮肤又是绿色的，因而被称为“小绿人”。
1967年，在英国剑桥大学，有一名年轻的女研究生，名字叫乔斯林·贝尔。她正在用一架射电望远镜进行天文研究工作。一天晚上，她的仪器突然接收到一种很奇怪的无线电讯号。这种讯号时断时续，而且总是出现在天空中同一位置，可是在这个位置上没有已知的射电源。贝尔感到这些现象难以解释，于是就去请教她的老师安东尼·休伊休。休伊休和贝尔一起改用高速记录器研究了这种无线电讯号后，发现这些无线电讯号是一系列很规则的脉冲。所谓脉冲，就是像人的脉博跳动那样，一起一落很有规律。这些无线电信号每隔1.337秒出现一次，周期极准确，就像一架电台在发出讯号，这使他们想起了“小绿人”的故事。于是他们就把这个射电源命名为“小绿人一号”。是不是真有“小绿人”在给我们发电报呢？无线电通讯专家在仔细研究过这些脉冲信号后，发现这些讯号不过是一连串简单讯号的重复，不包含任何意义，不像是有智慧的生物发出的电报。
既然不是“小绿人”发出的电报，休伊休只好撇开“小绿人”的名字，而把这种新天体改叫“脉冲射电源”了。后来又取了个简单的名字，叫做“脉冲星”。就这样，脉冲星就被戏剧般地发现了，休伊休为此获得了1974年诺贝尔物理奖。
怎么知道脉冲星就是“中子星”呢？因为脉冲星的周期有很高的稳定性，因此排除了脉冲是由恒星脉动或双星绕转产生的可能性。最后分析，脉冲只可能是恒星自转产生的。经过分析脉冲星的脉冲周期，发现脉冲星是高速自转的天体，高速自转必然体积很小。因为如果体积太大，外层部分就会被甩出来。所以，高速自转的天体，体积就一定不会太大。再分析脉冲星的光度，发现脉冲星的质量却很大。体积很小而质量又很大，说明这颗星密度非常高。经过分析计算，最后得出结论：脉冲星就是高速自转着的“中子星”。
那么，脉冲星为什么会发出那么有规则的脉冲呢？
打个比方，当我们乘坐轮船在江上或者海上航行时，总会看到灯塔。如果一座灯塔总是在不停地转动，灯塔每转一圈，由它的窗口射出的灯光就照射到我们的船上一次，在我们看来，就好像灯塔在一亮一灭。脉冲星就像一座转动的灯塔，它每转一圈，我们就接收到一次无线电波，这样一断一续就形成了规则的脉冲。
也许有人会问，太阳是表面到处发光的天体，那为什么“中子星”却像灯塔一样，只有局部发光呢？原因很简单，因为“中子星”上存在着极为强大的磁场，强磁场使得中子星的辐射只能沿磁极方向出来，其他地方的辐射都被强磁封闭起来。我们接收到的辐射就只是磁极方向的辐射，正如灯塔窗口射出的灯光一样。
既然脉冲星就是“中子星”，那么，“中子星”有些什么性质呢？它是怎么形成的呢？研究它又什么重大的物理意义呢？
要谈“中子星”的性质，得先从原子结构谈起。我们知道，通常物质都是由原子构成的。原子里有原子核和电子，电子围绕着原子核旋转。原子核很小，它的半径只有原子半径的10万分之一；但是，原子的质量几乎全部集中在原子核里。所以，原子里实际是十分空虚的。这就好比是在方圆50千米的范围内只住了一个人。原子核又由两种更微小的粒子组成，一种叫质子，一种叫中子。
“中子星”由于全是由中子一个紧挨一个构成的，因此它体积虽小而质量却很大，密度就更大得惊人。它的密度是每立方厘米几亿吨甚至几十亿吨。“中子星”上一个核桃大小的东西，在地球上要用几万艘万吨巨轮才拖得动。中子星不仅密度高得惊人，它的温度、压力和磁场也高得惊人。它的中心温度高达60亿℃，而太阳中心温度也不过1500万℃；它的中心压力比太阳中心压力高3亿倍；它的磁场比太阳磁场高几万亿倍。
如此高密、高温、高压的“中子星”是怎么形成的呢？科学家分析，是由于超新星爆发，才形成了“中子星”。由于爆发产生的巨大压力，把原子里的核外原子挤到了原子核里面，与核里的质子结合形成中子。这样，整个星的中心物质都是中子，因此就形成了“中子星”。
“中子星”的发现，不仅解开了脉冲星之谜，更重要的是，中子星给物理学家提供了一个目前地球上建不起来的天然实验室。它的发现意义是十分重大的，不仅为天文学提供了广阔的研究领域，而且还为现代物理学的发展提供了新的动力。
