Lygiai prieš pusę amžiaus astronomai sugavo keistą signalą, iš pradžių klaidingą dėl ateivių pranešimų. Kaip pulsarai gąsdino mokslininkus ir kuo jie tapo astronomais po 50 metų, pasakojo vadovaujantis Maskvos valstybinio universiteto tyrėjas, fizinių ir matematikos mokslų daktaras, astrofizikas Sergejus Popovas.
- Sergejus, lygiai prieš 50 metų radijo astronomai Kembridže pirmą kartą atrado radijo pulsorių. Kaip tai nutiko?- Tai buvo 1967 m., Visa JK ruošėsi Didžiojo spalio 50-osioms metinėms, „Pink Floyd“išleido savo pirmąjį albumą, „The Beatles“įrašė „Sgt“. „Pepper's Lonely Hearts“klubo grupė, jei neklystu. Jocelyn Bell, būdama abiturientė, kiekvieną dieną gaudavo 30 metrų popieriaus, kuriame duomenys apie radijo signalus būdavo užrašomi plačiakampiu diktofono ranka. Ir ji dirbo su jais. Lėtai ji pradėjo pastebėti keistą signalą, kuris pakartotinai sklinda iš tos pačios dangaus srities. Ji pamatė, kad signalas ateina kas 23 valandas 56 minutes, tai yra Žemės revoliucijos laikotarpiu, palyginti su žvaigždėmis. Pirmasis toks signalas įrašytojo įrašuose, kurį ji pastebėjo, nurodo rugpjūčio 6 d. Bet jie visa tai nustatė vėliau. Tada ji apie tai pranešė vadovui Anthony'ui Hewishui ir jie daug abejojo, koks tikras buvo šis signalas. Buvo nuspręsta išbandyti šį signalą, o lapkričio 28 d. Jų patikrinimą vainikavo sėkmė. Be to, tą akimirką jie suprato, kad šis signalas sklinda per 1,33 sekundės. Tuomet reikėjo išmesti krūvą visokiausių variantų, įskaitant ateivius. Niekada nesužinosime, kuris iš jų rimtai priėmė šią versiją - laikas buvo toks, visų sąmonė išsiplėtė. Netrukus prieš Kalėdas, išvykstant atostogauti, Jocelyn atrado antrą šaltinį. Jocelyn atrado antrą šaltinį. Jocelyn atrado antrą šaltinį.
- „Salik.biz“
Ir jie neskubėjo pranešti pasauliui apie atradimą?
- Buvo labai rimta galimybė, kad šis signalas buvo dirbtinis, todėl Hewishas sugalvojo idėją, kad jei signalas ateina iš tam tikros planetos, o planeta sukasi aplink savo žvaigždę, tada bus pastebimas gana stiprus Doplerio signalo poslinkis. Jie tikslingai ištyrė šį variantą ir jį atmetė, tai yra suprato, kad šaltinis nėra objekte, kuris periodiškai juda aplink žvaigždę. Na, tada jie paskelbė straipsnį „Gamtoje“, kur, remiantis to meto tradicijomis ir įsakymais, Huišas buvo pirmasis autorius, o Bellas - antrasis.
Tuomet vyko didelė diskusija apie objekto prigimtį ir mažiau nei po septynerių metų gana greitai už tai buvo paskirta Nobelio premija.
Ir tai nebuvo be skandalo - Bellas liko be prizo
- Taip, Frelas Hoyle'as parašė laišką laikraščiui ir kalbėjo apie tai, kad tai, ką ji padarė, visai neatsitiktinai, ir būtent ji pastebėjo, kad signalas sklinda iš vienos dangaus dalies su šoninių dienų skirtumu. Apie tai buvo šiek tiek diskutuota, o pati Jocelyn vėliau rašė, kad nebuvo įžeista ir neturėjo jokių nusiskundimų. Bent jau galime pasakyti, kad niekas ten nieko tikslingai neišstūmė ir neišstūmė.
Keistas objektas pasirodė kaip neutroninė žvaigždė, tačiau ar taip buvo, kai jų egzistavimas buvo numatytas anksčiau?
Reklaminis vaizdo įrašas:
- Taip, neutroninės žvaigždės buvo prognozuojamos nuo 1930-ųjų. Iš pradžių, dar prieš atrandant neutronus, Landau pateikė abstrakčią teorinę prognozę, kad gali būti superdenso žvaigždės, kurių tankis yra kaip atominis branduolys. Tada, 1934 m., Atradus neutroną, pasirodė Baade'o ir Zwicky'o straipsnis, kuriame teisingai buvo prognozuojama, kad neutronų žvaigždės daugiausia gali būti sudarytos iš neutronų ir kad jos gimsta supernovos sprogimuose. Jie nurodė svarbius pagrindinius parametrus. Tada vienaip ar kitaip tarp teoretikų atsirado neutroninių žvaigždžių egzistavimas, kažkur 60-ųjų viduryje jie pradėjo detaliai modeliuoti šių šaltinių aušinimą. Apskritai, 67-aisiais metais Franco Pacini parašė straipsnį, kuriame pulsaro radiacija buvo beveik prognozuojama.
Taigi, atradus 1967 m., Mokslui tapo žinoma visa klasė naujų žvaigždžių masių objektų, kurių dydis yra didelis. Kokios jų rūšys?
- Iš tiesų yra daugybė skirtingų neutroninių žvaigždžių. Bet tai daugiausia pastarųjų metų laimėjimas. Iš pradžių buvo manoma, kad visos jaunos neutronų žvaigždės yra panašios į Krabų ūko pulsarą. Ir mes galime pamatyti senas neutronines žvaigždes dvejetainėse sistemose, jei ant jų teka materija iš žvaigždės kompanionės. Ir tada paaiškėjo, kad jaunos neutroninės žvaigždės gali pasireikšti labai įvairiai. Garsiausias šaltinių tipas tikriausiai yra magnatarai.
Magnetai gali būti laikomi vienu ryškiausių Rusijos ir Sovietų Sąjungos astronomijos atradimų - mirksinčiais objektais, pasiekiančiais maksimaliai fantastišką radiacijos galią, daugiau kaip 10 milijardų saulės spindulių.
Kita vertus, vis dar yra jaunų neutroninių žvaigždžių. Bet jie visiškai skiriasi nuo pulsatorių, t. nepasireiškia kaip pulsarai. Tai, pavyzdžiui, aušinančios saulės aplinkose esančios neutroninės žvaigždės, vadinamosios. Nuostabusis septynis. Supernovos liekanose yra šaltinių. Labai gražu, kai tiesiai likučio centre matome nedidelį taškinį rentgeno spindulių šaltinį, kuris nerodo jokios veiklos. Tai jauna neutroninė žvaigždė, ir mes matome radiaciją iš jos karšto paviršiaus. Taip pat yra įvairių įdomių pulsatorių variantų, pavyzdžiui, besisukantys radijo trumpalaikiai elementai - objektai, kurie suteikia impulsą ne kiekvienai revoliucijai.
Kokį vaidmenį pulsarai pradėjo vaidinti astronomijoje ir taikomosiose problemose?
- Apskritai visus mokslininkus apstulbino pulsatorių sukimosi stabilumas, todėl pulsaras veikia kaip labai tikslus laikrodis.
Tai suteikia puikią galimybę išbandyti bendrąjį reliatyvumą. Antroji Nobelio premija už neutronines žvaigždes iš tikrųjų buvo įteikta už šių objektų bendrojo reliatyvumo patikrinimą (ypač netiesiogiai buvo patvirtinta gravitacinių bangų buvimas).
Medžiaga, esanti neutroninių žvaigždžių gelmėse, yra superdensinės būsenos - tokios būsenos, kokios negalime priimti laboratorijose Žemėje. Ir tai įdomu fizikams. Jų paviršiuje yra labai stiprus magnetinis laukas, kurio taip pat neįmanoma išgauti laboratorijoje. Pulsatoriai kartais rodo mėnesinių klaidas, kurios staiga pasikeičia. Ir pirmoji mintis buvo, kad taip yra dėl plutos lūžio. Bet iš tikrųjų atrodo, kad tai vis dar nėra plutos gedimai, tačiau yra dar įdomesnis poveikis, susijęs su tuo, kad plutoje yra superfluidžių neutronų sūkuriai. Ir kai šių sūkurių sistema yra atstatyta, tada įvyksta periodo gedimas - žvaigždė smarkiai pagreitina savo sukimąsi.
Ir, kaip sakoma, pulsarai turi nacionalinę ekonominę reikšmę.
Ilgą laiką buvo manoma, kad svarbiausias dalykas yra jų sukimosi stabilumas. Todėl tikslūs laiko standartai, pagrįsti radijo pulsarais, buvo sukurti labai rimtai.
Ir tai, kad jie nebuvo įgyvendinti šiandien, lemia tik tai, kad atominių laikrodžių kūrimo srityje taip pat labai rimta pažanga. Taigi neutroninės žvaigždės čia nebuvo naudingos, tačiau jos buvo reikalingos kitai problemai išspręsti.
Kosmoso tyrimuose iškyla autonominės palydovų navigacijos problema. Jei turime erdvėlaivį, skraidantį tarp Jupiterių ir Saturno, idealiu atveju jis turėtų pats nuspręsti, kur ir kada įjungti variklį, kad pakoreguotų orbitą. Norėdami tai padaryti, jis turi žinoti savo greitį ir vietą. Dabar tai išsprendžiama palaikant nuolatinį kontaktą su Žeme. Bet tai blogai. Pirma, dėl to, kad signalas kelias valandas gali judėti pirmyn ir atgal, ir, antra, jums reikia maitinti galingą radijo siųstuvą laive. Būtų puiku, jei palydovas galėtų pats tai nuspręsti. O pulsarai yra puikus sprendimas. Nes jie suteikia stabilius impulsus.
Palydovas juda Saulės sistemos masės centro atžvilgiu. Atitinkamai
Jei apskaičiuosime barycenterio impulsų atvykimo laikus, tada pagal išmatuoto atvykimo laiko vėlavimą galime nustatyti Saulės sistemos palydovo koordinates.
Jei palydovas juda, atsiranda Doplerio efektas. Jei jis juda pulsaro link, tada impulsų atvykimo dažnis padidėja. Jei priešinga kryptimi, tada jis mažėja. Jei stebimi keli tokie pulsatoriai, galima tiksliai nustatyti aparato trimatę padėtį ir greitį. Šiandien dėl technologijos pažangos rentgeno detektoriai tapo gana pigūs, lengvi ir efektyviai energiją naudojantys. Ir jau skraido pirmasis Kinijos palydovas su tokios navigacijos sistemos prototipu. O antrasis prototipas dabar bandomas Tarptautinėje kosminėje stotyje. Yra amerikietiškas prietaisas NICER, nes jo naudojimo metu atliekamas eksperimentas „SEXTANT“, kuriame bandoma rentgeno navigacijos sistema. Greičiausiai naujos kartos tarpplanetinės stotys jau bus valdomos pulsatorių.
Pavelas Kotlyaras