【邵逸夫獎】學者難忘首次發現毫秒脈衝星

揭恒星多元面貌 顛覆既定觀念 助構建新理論框架

宇宙奧秘是人類不懈追尋的目標，科學家曾經以為，在變幻無窮的太空中，能持續發光數十億年的恒星是相對穩定的存在，其中文名也取了「恒久不變」之意。不過，2024年邵逸夫獎天文學獎得主史里尼瓦斯·庫爾卡尼（Shrinivas R Kulkarni），與夥伴發現了第一顆毫秒脈衝星（millisecond pulsars, MSP），成功顛覆了這種觀念。他形容，那是其最難忘和最喜歡的發現之一，因為從中第一次感受到正在和自然對話。事實上，毫秒脈衝星的發現，讓天文學界意識到一些恒星在若干年、周甚至幾分之一秒的時間尺度上，可能會產生包括脈動、閃熠或爆炸等種種劇烈變化，掀起星體探索的多元面貌。●文/圖：香港文匯報記者 陸雅楠

據邵逸夫獎主辦機構介紹，庫爾卡尼的研究涉及毫秒脈衝星、伽馬射線暴、超新星等可變或瞬變天體的開創性發現，顛覆了天文學中對於恒星變化不大的既定觀念，有助於構建探索宇宙的理論框架，對時域天文學發展作出了重大貢獻，為此向其授予本年度的天文學獎。

毫秒脈衝星成「宇宙最準天文鐘」

上星期來港出席2024年邵逸夫獎頒獎禮的他，在典體前接受香港文匯報等媒體訪問，分享其科研發現及研究歷程。早在研究生時期，他和夥伴發現第一顆毫秒脈衝星，成功顛覆了恒星變化不大的觀念。這顆毫秒脈衝星與太陽質量相同，但卻只有10公里半徑，是快速旋轉的中子星，每秒發射出超過600次精確間隔的脈衝，具有極強的萬有引力。

在庫爾卡尼的發現後，科學家其後陸續發現數百顆毫秒脈衝星，它們並成為了「宇宙中最準確的天文時鐘」。透過這些在宇宙中如燈塔定時繞圈發出脈衝的星體，有助於構建探索宇宙的理論框架，亦可使科學家更深入地了解恒星的生命周期、物質在極端溫度和密度下的行為、宇宙的規模和年齡，以及包括核物質狀態方程和愛因斯坦廣義相對論在內的基礎物理學各個方面的知識。

指宇宙探索對人類進步至關重要

此外，庫爾卡尼亦極大地推動了時域天文學領域的發展。他將一座歷史悠久的70年老望遠鏡，重新設計為全自動「帕洛馬瞬變工廠」，其中包括廣域巡天相機、自動化即時資料處理管道，及附帶光度計的專用檢測望遠鏡。透過每兩天對整個北半球天空進行一次掃描及自動化分析，可將所有探測到的資訊進行完整存檔及篩選識別，讓全球各地的天文學家能在數分鐘內得知天體異常瞬變事件的消息，進而能夠運用更精確的儀器，展開各自領域的後續研究。庫爾卡尼認為，宇宙探索對人類進步至關重要，今次得獎對自己多年來工作是很大的肯定。

陪同庫爾卡尼受訪的香港中文大學物理學系教授朱明中補充，宇宙膨脹亦是愛因斯坦廣義相對論的一個演化，毫秒脈衝星可以幫助測試理論是否正確，並尋找來自超大質量黑洞相互合併時產生的引力波。他又說，庫爾卡尼的天體瞬變探測器，引用次數估計超萬次，當中包括物理學家。天文學家甚至業餘愛好者也會藉此觀察超新星等現象，足見他在天文學界的影響深遠。