脉冲星是微小天体
最使天文学家惊奇的是脉冲星的辐射变化之迅速。超短周期变星的光变周期有的不足 1 小时，甚至更短。在第 9 章中还要讲述的，1934 年武仙座新星兼双星中的一颗白矮星，它的亮度以 70 秒为周期有规律地变强变弱。这个快变记录保持了一段时期，后来被脉冲星大幅度地打破。随后几个月的研究表明，探索脉冲星所用的时间分辨率愈高，测得脉冲的精细结构也就显得更清楚，万分之几秒内的射电强度变化也能看出来。
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根据一个脉冲内部强度变化的快慢，可以对脉冲产生区的大小作出某种推断。为简化起见，可以设想有一个球离观测者甚远，用光学望远镜或肉眼看去都只见一个光点（见图 8-3）。如果这个球在极短瞬间内发出一道闪光，遥远的观测者会看到什么？辐射以光速传播。由于从球面不同部位出发的光线所经路程不等，同时发出的光线到达观测者眼睛的时刻也就不同。首先到达观测者眼睛的信号发自球面上离他最近的所在，然后是来自一个环形区的辐射，最后则是历经最长路途，发自星球视圆面边缘的光线。本来发出的是短脉冲，在这位观测者的眼里却成了时间拖长的模糊脉冲，它的延续时间等于光线通过球半径所需的传播时间。但是不仅脉冲如
此，球面亮度发生任何式样的变化都会照样在这段时间中变模糊，这是因为一切信号，不论是使亮度增强的还是减弱的，都不免要发生这种传播路程差。即使辐射产生区不是球面，这种脉冲变模糊现象也会有。
因此，如果测得某辐射源的强度在万分之一秒内有变化，我们就可以断定，该源不可能比光线在这段时间内所走过的路程 30 公里大得多，要不然的话，变化的信号就会因时间拖长而模糊。在一个脉冲中，万分之几秒内就见强度起伏，图 8-2 观测记录上锯齿形起伏的陡翼表明了这点。既然射电辐射以光速传播，结论只能是发出脉冲的天体的直径不能大于几百公里。对比我们往常所熟知的星体，这就显得很小了。白矮星的直径有好几万公里，地球的直径有 13000 公里。脉冲星发出信号送来的信息告诉我们，宇宙中存在着电波发射非常强的微小天体。
发现新脉冲星的报道从世界各地接踵而来。现在人们发现的脉冲星已经有好几百个，它们的周期从百分之几到 4.3 秒不等。虽然脉冲的形状有所变化，但周期极其稳定，即使有时有些脉冲变得难以测出，接之而来的脉冲也是精确地按原先的周期涌现。人们把脉冲作更进一步的分解之后，发现它们具有更精细的结构，如图 8-2 所示。这种强度变化的最快记录是百万分之 0.8 秒，就是说相应辐射区的直径最多只有 250 米。
早在脉冲星发现的当年，人们就已经测出好些脉冲星的周期在变长，也就是说它们的节奏在变慢。但是相邻脉冲的间隔时间的增长毕竟是个微小数量，平均需要 1 千万年光景才会使一颗脉冲星的周期翻一番。
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