一年前，没有人会想到举行会议来讨论脉冲星周围的行星问题一一因为，一年前，没有人相信有这样的行星存在。当脉冲星由爆炸中的恒星形成时，爆炸抛出了那么多的质量，以致恒星会让任何环绕它运行的行星离去。今年4月30日和5月1日，天文学家们聚集在帕萨迪纳加利福尼亚理工学院，有史以来第一次举行有关脉冲星行星的会议。如果脉冲星行星确实存在，弄明白它们在这种奇异星体周围是如何形成的，就能使我们认清太阳这种恒星周围行星是如何产生的。
自25年前发现第一颗脉冲星以来，天文学编目的脉冲星已超过500颗。1967年，天文学家探测到来自狐狸星座中的一个现名PSR1919+21的星体的射电波闪现。（PSR意思是“脉冲射电源”；而数字则表明脉冲星在天空的位置）PSR1919+21每1.3秒闪现一次，天文学家们很快就认识到，它是一颗迅速旋转中的中子星。
中子星是其横截面只有约20公里宽窄的致密星体。它们形成于大恒星死亡时，一颗超过我们太阳质量8倍的恒星最终要作为超新星爆发，遗留下致密星体—中子星或黑洞。中子星高速自转，像灯塔一样发出射电线束。这种射束每扫过地球一次，我们便观测到一次射电闪现。由于每1.3秒闪现一次，故PSR1919+12必定是每1.3秒自转一周。
有些脉冲星实际上存在于超新星残余物——超新星爆发脱落的碎片当中，最有名的是蟹状星云中的蟹脉冲星PSR0531+21。蟹状星云是金牛星座中一颗超新星的残余物，1054年我们的祖先看到过这颗超新星爆发，这次爆发产生了脉冲星和超新星残余物。另一颗有名的脉冲星是船帆脉冲星PSR0833-45，它处在船帆星座的超新星残余物中。
典型的超新星残余物只维持几万年，因为爆炸产生的物质向空间扩散，从我们的视野消失。由此可知，处在超新星残余物中的脉冲星都是年轻的。就我们所知，蟹脉冲星只有938年，因为从1054年算起，时间只过了938年。这些年轻的脉冲星自转很快。蟹脉冲星——最年轻的脉冲星——自转最快，周期只有0.03秒。随着年龄的增加，脉冲星自转渐慢，一直慢到不再发出辐射。这中间要经过大约1000万年，以致大多数脉冲星并不处在超新星残余物中，因为它们比这些残余物的寿命长。
然而在1982年，当发现一颗较蟹脉冲星自转还要快的脉冲星时，天文学家们感到震惊。这颗新脉冲星叫PSR1937+21，位于狐狸星座内，其自转速度为蟹脉冲星的20倍，蟹脉冲星的周期为0.03秒，PSR1937+H的周期为1.6毫秒，于是天文学家们把PSR1937+21叫做“毫秒”脉冲星。此后，天文学家们已发现20多个毫秒脉冲星。
由于毫秒脉冲星自转得这么快，你或许以为它们很年轻；但并非如此。毫秒脉冲星年龄在10亿年以上。它们的年龄这么大，以致不再处于超新星残余物当中，而且许多毫秒脉冲星是球状星团的成员，球状星团年龄达100亿年到150亿年。
像其他脉冲星一样，毫秒脉冲星的生命始于超新星爆发。随着自转逐渐变慢，它们暂时不再是脉冲星，而成为无辐射的中子星。但如果中子星有一绕其运行的伴星，该伴星会向中子星堆积物质。这样就导致中子星自转越来越快——直到中子星再次成为脉冲星。
天文学家相信出现这种情况有几个理由。首先，他们已观测到像太阳一样的常态恒星往中子星上堆积物质的双星系统，造成中子星自转越来越快。其次，许多毫秒脉冲星都有环绕它的恒星，而普通脉冲星只有百分之一有伴星。第三，1988年，天文学家在天箭星座内发现了一颗非同寻常的毫秒脉冲星PSR1957+20。该脉冲星具有一颗使之高速自转的伴星，该伴星却正在被脉冲星复苏后产生的辐射瓦解。PSR1957+20最终将成为一颗无伴星的毫秒脉冲星。实际上，第一颗毫秒脉冲星PSR1937+21就是单星：它的伴星必定已被完全破坏。
毫秒脉冲星是奇特的。然而到1991年7月，在靠近曼彻斯特的乔德雷尔 · 班克（Jodrell Bank）射电天文台，三位天文学家报告了更奇怪的事情。马修 · 贝尔斯（Matthew Bailes）、安德鲁?莱恩（Andrew Lyne）和塞特纳姆 · 希默（Setnam Shemar）宣称，有一颗脉冲星有一行星。这颗普通的、非毫秒的脉冲星叫PSR1829-10，位于盾牌星座内，每0.33秒自转一次。
奇怪，但是真的吗？
贝尔斯和他的同事们认为发现的这颗行星的质量和天王星差不多，离PSRM29-10的距离相当于金星离太阳的距离。他们说，这颗行星通过拉引该脉冲星而显示出它的存在。当行星拉引脉冲星的方向背离地球时，脉冲星的脉冲间隔略为加长，因为每一个脉冲到达地球的时间都比前一个略有增加，同样，当行星拉引脉冲星的方向朝向地球时，脉冲星的脉冲间隔便略有减少，脉冲星脉冲的这种转变每6个月循环一次，所以天文学家们推断，行星每6个月环绕脉冲星1周。
其他天文学家感到惊异和怀疑。鉴于脉冲星是由超新星产生的，于是便认为脉冲星周围不会有行星存在，在大众出版物中有相反的说法，问题在于超新星会毁灭行星的说法是不对的。事实上，环绕趋向超新星的恒星而运行的行星可以忍受住超新星爆发。如果太阳变成超新星，地球会残存下来——虽然人们无法幸存。
问题在于爆发中的恒星既然喷射出那么多的质量，它便不再有足够的引力拉住行星，如果一个恒星突然失去原质量的一大半，任何环绕该恒星运动的行星的动量都会使行星飞入星际空间，这也就能解释为什么只有百分之一的普通（非毫秒）脉冲星有伴星。超新星爆发不仅使行星离去；还同样会使伴随的恒星离去。
对P5 R1829-10的行星持怀疑态度还有一个原因，那就是天文学家们以前曾报告过这种行星。1969年，科学家宣布蟹脉冲星可能有一颗行星。1979年他们又声称鹿豹星云中的一颗脉冲星PSR0329+54有行星。但这两次报告都被证实是不对的。
天文学家们也不乐意接受PSR1829-10行星运动周期为6个月的结论。一个训练有素的天文学家明白，作为探测到扰动的这个周期信号，可能并不是由脉冲星行星引起的，而是由地球绕太阳运行半周引起的。
此后在1991年末，正如《新科学家》于12月14日在科学栏目中首先报道的，天文学家们宣布，第二颗脉冲星有行星。波多黎各阿笛西沃天文台的亚历山大°沃尔茨桑（Aleksander Wolszczan）和新墨西哥国际射电天文台的戴尔 · 弗雷尔（Dale Frail）探测到，在室女星座内的PSR1257+12脉冲星至少有2颗行星。
第一颗行星每67天绕PSR1257+12—周，而第二颗行星则每98天绕一周。这两颗行星靠近脉冲星的程度大致和水星靠近太阳的程度一样：第一颗行星比水星轨道更靠里边一些，第二颗则靠外一些，每一颗行星的质量相当于地球的几倍。沃尔茨桑和弗雷尔还发现绕PSR1257+12可能另有第三颗行星。如果属实，它会很像地球，其质量和沿轨道运行的周期都类似于地球。
很有讽刺意味的是，发现第二颗脉冲星有不止一颗行星其直接影响是，使天文学家对第一颗脉冲星有行星存在的发现去除了疑虑。而且，第二颗脉冲星的情况似乎更实在。这两颗行星没有一颗的轨道运行周期和地球年有简单的对应关系，因而探测到的扰动不可能是由于地球绕太阳的运行产生的。还有，至少出现2个独立的周期意味着扰动不可能源自脉冲星的内部干扰。如果只有单一的周期，则可能来自内部振动而不是来自脉冲星的外部行星。
但就在一个月后，即今年1月，第一颗脉冲星的行星消失了，宣称发现了环绕PSR1829-10的行星的天文学家们改变了主张，认为6个月的周期性实际上是由于地球绕太阳运动而引起的。
行星仍然存在
现在已知有行星的脉冲星只剩PSR1257+12这一个。最新资料沃尔茨桑在脉冲星行星会议上的报告表明，内侧的2颗行星仍然在那里，仍然对脉冲星起着扰动作用。此外，在伯克利加利福尼亚大学的唐 · 巴克尔（Don Backer）和他的同事们也用另一种射电望远镜对PSR1257+12监测了1年多，巴克尔的观测结果与沃尔茨桑和弗雷尔的观测结果完全一致。
天文学家监测PSR12574-12时，能测出行星的存在，康乃尔大学的弗雷德里克 · 拉希欧（Frederic Rasio）和他的同事们已经指出，这两颗内侧行星不久会显现。这两颗行星处于3比2“共步”状态，即第一颗行星沿环绕PSR1257+12的轨道走完三周的同时，第二颗行星走完两周。因此，这两颗行星会周期性地会合，以致它们的引力相互作用逐渐改变其轨道形状——天文学家们要用几年的时间才能探测到。对轨道变化的探测证明，行星确实存在。
但还是没有解释清楚这两颗行星是如何到达其运行轨道上的，这一直是脉冲星行星报道中最大的谜。一条线索是，PSR1257-I-12不同于PSR1829-10，它不是一颗普通的脉冲星，而是一颗具有6.2毫秒周期的快速自转的毫秒脉冲星。因此PSR1257+12必曾有过伴星，这样便可能使它拥有行星。
PSR12574-12现在是单星，其伴星必失去了全部质量，大多数转移给了脉冲星。但来自死亡中的伴星的某些气体和尘埃可以在脉冲星周围形成一圆环，以后就生成绕PSR1257+12运行的行星。这是个有道理的想法，因为环绕太阳的气体和尘埃圆环生成了绕太阳运行的行星。这也就是太阳系所有的行星轨道都几乎在同一平面内的原因。
这种图景的进一步证据来自PSR1957+20，这颗毫秒脉冲星的辐射毁灭了它的伴星。伯克利加利福尼亚大学的安德鲁 · 弗吕彻特（Andrew Fruchter）在会议上报告说，PSR1957+20可能有一物质环一这个环可能在某一天生成类似于环绕PSR1257+12的行星。
智力生命
如果这是环绕脉冲星行星形成的唯一途径，那么只有毫秒脉冲星才会有行星。普通脉冲星没有从伴星接受物质，不会形成圆环或行星。因此寻找更多的毫秒脉冲星并仔细研究所有已知的毫秒脉冲星有没有行星便是很有意义的事了。
今年3月，加利福尼亚理工学院的史蒂夫 · 索尔西特（Steve Thorsett）和托尼 · 菲利普斯（Tony Phillips）提出了对第一颗已知毫秒脉冲星PSR19374-12的精心研究报告。他们的研究很敏感。假设太阳的9颗行星绕这颗脉冲星运行，那么索尔西特和菲利普斯会检测到除海王星和冥王星之外的每一颗行星，但他们没有发现有行星绕PSR19374-21运行。
由此可知，并非所有的毫秒脉冲星都有行星。大多数普通脉冲星也是如此。在会议上，索尔西特，菲利普斯和康乃尔大学的吉姆 · 科德斯（Jim Cordes）报告说，他们研究了二十几颗普通脉冲星，都没有发现比地球大的行星。但，自认为探测到PSR1829-10有倒霉行星的该研究组成员马修 · 贝尔斯却提出，在PSR1892-10近旁的另一颗脉冲行星PSR1828-10，观测起来令人感兴趣。他说，这颗脉冲星的振荡可能由两颗行星引起，每颗行星的质量至少是地球质量的6倍。但需进一步观测，以确定PSR1828-10的振荡是否真实以及是否是由行星造成的。
这样，PSR1257+12便成了研究脉冲星行星最好的选择对象。许多科学家希望，如果这些或别的脉冲星行星存在，通过研究它们能使我们对太阳系的形成有更多的认识。我们研究是否像太阳系一样，小行星离恒星近而大行星离恒星远；是否像太阳系一样，行星的轨道近乎圆形；是否脉冲星也有像太阳彗星那样的另一种星体。如果PSR1257+12有彗星，我们有可能探测到。印度的两位天文学家桑迪普 · 查克拉巴德（Sandip Chakrabarti）和克里希纳瓦来（Krishna Swamy）在会议上预言，脉冲星将使彗星热起来，以致发出各种波长的射线，这是我们在地球上能观测到的。
但PSR1257+12周围的行星已使天文学家们认识到一件事：自然界比他们更灵巧，毫无疑问，在天文学家认为不可能存在行星的地方却正在形成行星，这对于那些希望银河系其他星球也有智力生命的人是一个好消息。没有人期望PSR12574-12的行星上有生命。一则，脉冲星发射大量致命的辐射，二则，这种辐射使两个内侧行星温度高于摄氏几百度。
但如果行星能在脉冲星周围形成，那么它肯定能在类似太阳的恒星周围形成。实际上，在类似太阳的恒星周围的行星是智力生命存在的先决条件；如果在银河系中我们的太阳系是仅有的太阳系，那么它就是银河系中的唯一文明世界。在脉冲星周围有行星存在这一事实提示，在更为普通的恒星周围，可能普遍地存在行星。
尽管如此，天文学家尚不清楚脉冲星行星普遍到什么程度，PSR1257+12是否是唯一的，是否还有像它一样的别的脉冲星。随着对其他脉冲星行星的探测，我们可能不久就会获悉某种答案——恐怕恰当的时间是在召开关于脉冲星行星的第二次会议的时候，这是许多天文学家都期待参加的会议。
[New Scientist，1992年7月18日]