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1967年8月6日晚上，英國劍橋大學研究生貝爾（Jocelyn Bell Burnell, 1943~）獨自用電波望遠鏡觀測波長3.7公尺的電波訊號，她的主要研究是類星體閃爍現象（scintillation），但貝爾卻發現一個不尋常的閃爍源，這個閃爍源出現在不預期的位置，該處沒有預計觀測的類星體。經過仔細的後續觀察，貝爾終於在同年的11月28日完整地記錄這個訊號，發現這是一個強度不等，但會隨著時間起伏變化的電波源，並且變化的週期非常固定，大約是1.33秒（圖一）。沒錯，這個閃爍源以一秒多的時間，不斷地向地球傳送電波訊號，就像螢火蟲一般。如此短暫週期，並且來自太陽系之外，第一個讓人聯想到的就是小綠人（little green man），一個外星文明正在向我們招手。

小綠人的發現？

一開始，貝爾的指導老師休伊什（Antony Hewish, 1924~）推測，一個穩定週期閃爍的電波訊號，很可能來自一個繞行恆星公轉的行星，也就是說有小綠人在行星上不斷向外發射電波訊號，由於週而復始地繞行恆星公轉，才有持續的週期變化。但這個電波閃爍週期只有1.33秒，若說是公轉週期，也實在太短，並且行星的公轉會造成都卜勒效應，我們在地球上應該會看到紅移和藍移交互產生，這些特徵都沒有出現在觀測的資料上，他們很快就放棄了小綠人的假設。

脈衝星意外的發現

經過精確測量之後，貝爾已經能將週期測量的準確度提高到千萬分之一秒，得到的週期為1.3372795秒，於是他們將結果刊登在1968年2月的Nature期刊上，並稱這種特殊的無線電波源為脈衝星（pulsating star ，或波霎pulsar）。脈衝星以極短的週期閃爍，在當時沒有一種正常的恆星或星系能產生這樣的訊號，休伊什在論文中推測，這很可能來自不尋常的天體，例如白矮星或中子星，我們現在確認這種電波脈衝星是一顆中子星，而且是高速自轉的中子星。

脈衝星是一顆不尋常的天體，而本身的發現過程也是個意外。休伊什和貝爾原先研究的方向是類星體的閃爍現象，並且自行設計製造特殊的電波望遠鏡，針對此一現象收集波長3.7公尺的電波訊號。電波訊號的閃爍現象和可見光的閃爍類似，平常看到的星光閃爍， 是因為大氣的擾動，使得空氣密度分布不均，當星光通過大氣時，產生折射，因而出現閃爍現象。太陽系內的行星際空間也有密度不均的電漿（plasma），這些電漿大多來自太陽。太陽系外電波源發出的電波，經過不均勻的行星際空間，也會有行星際閃爍（interplanetary scintillation ，如圖二）。

圖二：水面波會像透鏡一樣，使得太陽光在水底產生較亮和較暗的區域，並且會隨著水波前進（左）。大氣空氣像水波一樣的波動，星光經過大氣空氣後，也會在地表產生類似的現象（中）。無線電波經過太陽風，也會產生像星光閃爍的現象（右）。（作者提供）

由於行星際閃爍非常快速，通常是以秒計，因此只有角直徑很小的電波源才有明顯的行星際閃爍，休伊什在1948年進入英國劍橋大學攻讀博士學位，開始研究電波源的行星際閃爍，並於1954 年得到角直徑小於1秒弧（角度1度的3600分之一）的電波源，在觀測波長大於1公尺的情形下，才會有行星際閃爍。

正好在1960年，美國天文學家桑德奇（Allan Rex Sandage, 1926~2010）發現名為3C48的電波源， 3C48雖長得很像一般的恆星，但有全然不同的光譜特徵。1963年，另一位美國天文學家施密特（Maarten Schmidt, 1929~）又發現一顆電波源3C273，從光譜中確認出高紅移的氫光譜線（圖三），根據美國天文學家哈柏（Edwin Hubble, 1889~1953）在1929年發現的哈柏定律，這樣高紅移的天體代表3C273離我們很遠，雖然3C273看起來很像一般的恆星，角直徑小於1秒弧，但在這麼遠的位置，又能發出明亮的光線，顯然不是一般的恆星，故稱之為類星體（quasi-stellar radio source，或稱quasar）。休伊什便將原先研究角直徑小於1秒弧的行星際閃爍，轉向了類星體。

圖三：上圖是3C 273的光譜，有明顯的三條光譜線，下圖是實驗室所得到的光譜線，標示出三條氫光譜線，分別是波長410奈米的Hδ， 434 奈米的Hγ和486 奈米的Hβ。與3C 273 的光譜線比較， 3C 273的三條光譜線是高紅移的氫光譜線。

為了這項類星體的行星際閃爍研究，休伊什建造了特殊的電波望遠鏡，由於類星體屬於河外電波源，離我們很遠，電波微弱，需要較大的天線面積收集足夠的訊號，於是在英國劍橋建造了長470公尺、寬75公尺的矩形天線陣，天線接收面積可達1萬8000平方公尺。這個矩形天線陣是由2048個偶極天線（dipole antennae）所組成，懸掛在1000多根高約3公尺的木桿上，並用了超過190公里的訊號纜線連接（如圖四）。貝爾就在這個時候進入休伊什的團隊，和其他五位團隊成員花了將近兩年的時間合力建造。1967年7月，矩形天線陣開始啟用，貝爾負責電波訊號資料的收集。矩形天線陣記錄的資料都寫在紙帶上，一天所記錄的紙帶約30 公尺，貝爾都是用肉眼的方式在30 公尺的紀錄紙帶上找尋類星體的閃爍訊號，到了當年的8月，貝爾發現了異常的現象，她將這顆脈衝星編號為CP1919（現編號為PSR B1919＋21，1919和21分別代表脈衝星的赤經赤緯座標，赤經19時19分，赤緯21度），之後貝爾又在將近5000公尺長的記錄紙帶上找到3顆脈衝星，當中的一顆編號為PSR B0950 ＋ 08，其脈衝週期僅有0.25秒，一秒大約閃爍四次。

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