X射线的发现
X射线的发现(1895年)是19世纪末20世纪初物理学三大发现之一，另外两项是放射线(1896年)和电子(1897年)的发现。
19世纪末，阴极射线是物理学研究的课题之一，许多物理实验室都开展此类研究。1895年11月8日，德国物理学家伦琴将阴极射线管放在黑纸袋中，关闭灯源，当接通放电线圈电源时。一块涂有氰亚铂酸钡的荧光屏发出荧光。用一本厚书，一块厚的木板或几厘米厚的硬橡胶隔在放电管和荧光屏之间，仍能看到荧光。水、二硫化碳或其他液体不能隔离这种射线，不太厚的铜、银、金、铂、铝等金属物体也不能阻挡。伦琴意识到这种穿透力特别强的射线可能是一项新发现。
伦琴在实验室里对此进行彻底研究，6周以后，确认这是一种新射线。1895年12月28日，伦琴向德国维尔兹堡物理和医学学会递交了第一篇与此有关的报告：《一种新射线——初步研究》。伦琴在报告中把新射线称为X射线。正是因为X射线的发现，伦琴获得第一届诺贝尔物理学奖。
X射线现已广泛应用于晶体结构分析、医学等领域，对促进20世纪包括天文学在内的科学发展产生了巨大而深远的影响。天体所发出的X射线可以穿透充满大量尘埃和气体物质的宇宙空间，因此是人类了解宇宙的一种很好介质。天文学家建立起X射线天文学。
同时，波长比γ射线较长的X射线，只能在太空中才能观测到。所以，为了更好的探测宇宙X射线，一些国家相继发射了专门的X射线卫星。最熟悉的X射线人造卫星是1990年6月发射升空的“伦琴卫星”，这颗卫星探测到自百武彗星放射出来的X射线，发现一批炽热星体，观测到远方星系中的剧烈活动。
X射线探测器
在讲述引起天文学界浓厚兴趣的X射线星之前，我们有必要提到“乌呼鲁”卫星，因为正是它探测到第一颗X射线星。1970年12月12日，美国国家航空航天局把嘉可尼小组研制的一颗卫星从肯尼亚海岸发射上天。这天正是1963年肯尼亚宣布为独立国家的独立节，人们就把这颗卫星取名叫乌呼鲁，这个斯瓦希里语单词的含义就是“自由”。图4-4表示国家航空航天局画家所设想的乌呼鲁卫星在宇宙空间的情景。卫星上的仪器在它的有效期间在天上发现了100多个点源。这项研究成果给里卡多·嘉可尼和他的合作者们在学术界带来了极高的声望，也给东方和西方的天体物理学者出了许多难题；实际上我们还远没有理解乌呼鲁所发现的天体。图4-5即是乌呼鲁卫星测得的X射线源在天上的分布。
X射线星及其模型
这里要讲的第一个X射线星是乌呼鲁卫星在武仙星座所发现的一个天体，称为武仙X-1。卫星所测到的这一天体的辐射来得可并不均匀。实际上接收到的是一批X射线闪光，它们以1.24秒的间隔一个挨着一个传来。
武仙X-1的脉冲以1.7天的周期表现出排列疏密的示意图这种现象揭示了该X射线源是双星的成员。可是，相邻两个X射线脉冲的时间间隔并非严格不变。它慢慢变短，接着又变长，这种变化以1.70017天的周期循环反复。
天鹅星座中的一个X射线星——天鹅X-1，则具有与此完全不同的特性。它的X射线强度并无规则脉冲，而且表现为不规则的极为迅速的起伏，此外还有若干月内的变迁。在同一天区有一个变化射电源，它的变化过程和这X射线源的变化非常合拍：X射线源强度变化时射电源也随之改变，射电源平静时X射线源也稳定。这样看来，两者很可能是同一天体。
天文观测表明，天鹅X-1在1％秒内有变化，那么X射线发送区显然不会大于光线在百分之几秒中所传播的距离。它小于10 000千米，小于太阳半径的1％，所以这种比太阳辐射更强4倍的东西该是非常小的天体。那个武仙座X射线源突然消失在伴星背后的骤然被食现象也反映出这点。
既然X射线源是很小的天体，人们自然要设想是否白矮星或中子星参与了这种现象。这样我们也就很容易理解X射线的由来了。产生X射线需要几百万度的高温。当物质落向一颗白矮星，或者一颗中子星时，强大的引力使它以极高的速度撞击星面，运动受阻后很容易产生几百万度的高温。这可算X射线由来的一种很自然的解释。可是，以高速降到白矮星或中子星上的物质又从何而来后者的由来莫非是因为X射线星多数是，甚至也许全都是双星的成员吗如果一颗正常星和一颗白矮星或中子星相互绕着公转，而正常星(像太阳以及许多别的恒星之类)把物质抛入空间，那么这种流离物质会有一部分被那颗伴星的引力吸引，撞到它的表面上产生高温而发出X射线(参见图4-8)。
双星中产生X射线的一种可能方式这种模型在一定程度上很好地解释了X射线的由来。但是，近期的另一项发现又为X射线星提供了另一个可能。
X射线星的另一种可能——夸克星
在2002年4月10日，钱德拉X射线天文台发现了2颗恒星，其中一颗太小，另一颗太冷。对名为RXJ1856.5-3754和3C58两颗星的观测表明，这类恒星物质的密度甚至高于地球地核物质的密度。
根据钱德拉X射线天文台的测定，RXJ1856.5-3754的直径小到它不可能是一颗中子星，这个数据与对一颗奇怪的夸克星所预言的大小是一致的，这是一种以前在宇宙中从未见到过的天体。
RXJ中子星根据目前的猜测，这些恒星很可能纯粹由夸克组成，或包含通常仅仅在高能碰撞后瞬间即逝的亚核粒子晶体。这个发现揭露了理解物质结构所存在的问题，开辟了核物理学研究新天地，为广阔的宇宙和它的最微小的组成构建了一种联系。
