Факультет

Студентам

Посетителям

Маяки вселенной

До недавнего времени только глаз и фотопластинка давали нам сведения о звездах.

Человек смотрел на Вселенную только через «окно» оптического диапазона. После второй мировой войны развитие радиолокационной техники привело к созданию радиотелескопов. В космос распахнулось новое окно. И сразу же небесная картина изменилась: были открыты новые космические объекты и явления, в их числе и неизвестные далекие источники радиосигналов с быстрыми — в секунды и доли секунд — колебаниями интенсивности. Такое радиоизлучение ученые обнаружили еще в 1964 году и назвали мерцанием.

Следовало выяснить причину этого мерцания, исследовать его природу. Для этого вблизи Кембриджа на Муллардской обсерватории был построен радиотелескоп. Он отличался от своих собратьев только очень высокой чувствительностью да приспособлением для быстрой записи принимаемого сигнала. Но эти-то отличия и помогли ему прославиться на весь мир.

В августе 1967 года группа ученых, возглавляемая профессором А. Хьюишем, зарегистрировала довольно странные сигналы. Они настораживали наблюдателей тем, что в них очень регулярно чередовались радиоимпульсы и паузы. Сотрудница лаборатории мисс Белл, изучавшая записи, сначала сочла их за случайные помехи, ведь умудренные опытом астрономы не принимают каждый необычный сигнал за «небесный». «В девяноста девяти случаях из ста странные «переменные радиоисточники» оказывались какой-нибудь электрической помехой от плохо отрегулированной системы автомобильного зажигания либо, например, от неправильного включения холодильника, расположенного поблизости» — это говорит сам Хьюиш.

Но дальнейшие измерения показали, что сомнения были напрасны, — сигналы действительно шли от какого-то небесного тела. И тут, учитывая регулярный характер импульсов и то, что радиоисточник мал — не более Земли, — у исследователей возникла мысль: «А вдруг это сигналы, посылаемые другой цивилизацией — «маленькими зелеными человечками» с другой планеты?» (Это опять Хьюиш.)

Если бы это сообщение просочилось в печать, оно обязательно стало бы сенсацией. Поднявшаяся репортерская буря лишила бы исследователей возможности в нормальных условиях продолжать работу. Именно поэтому муллардовцы, несмотря на то, что другие астрономы могли открыть эти оригинальные космические объекты и сообщить о них, лишив Хьюиша и его коллег приоритета, не стали опубликовывать результаты своих исследований.

Измерения длились шесть месяцев. Земля за это время успела перейти в противоположную точку своей орбиты. Наблюдатели сместились на 300 миллионов километров. Если бы пульсар — такое чисто техническое наименование из-за пульсирующего характера испускаемых сигналов получил этот радиоисточник — был близко, то его положение на небосводе сместилось бы. Но он оказался практически неподвижным. Отсюда можно было сделать вывод, что он находится от нас на расстоянии не менее нескольких световых лет.

Вскоре были открыты еще три аналогичных источника, расположенных в других частях неба. И вот наконец Хьюиш с коллегами пришли к заключению, что «единственное правдоподобное объяснение природы загадочных радиосигналов состоит в том, что они каким-то образом возникают при вибрации очень плотной звезды, такой, как белый карлик или нейтронная звезда».

Спокойствие и выдержка позволили астрофизикам получить необычайно ценные данные. Только разобравшись в них, ученые отослали в феврале 1968 года сообщение в научный журнал.

Эта публикация вызвала необычайный интерес у астрофизиков всего мира. В течение года появилось около 200 статей о пульсарах. В их поиски включились лучшие радиоастрономические обсерватории мира — такие, как пуэрториканская обсерватория в Аресибо, имеющая гигантский радиотелескоп диаметром около трехсот метров, американская обсерватория в Грин Бэнк и радиоастрономическая обсерватория Физического института Академии наук СССР в Пущино. Первый свой пульсар советские ученые открыли в декабре 1968 года как раз на этой обсерватории. Сейчас известно уже более ста этих необычных космических объектов.

В южном полушарии австралийские ученые из обсерватории в Молонгло также включились в эти поиски. И довольно удачно. Один из обнаруженных ими пульсаров лежал на расстоянии «всего» восьмидесяти световых лет от Земли. И хотя время «зеленых человечков» кануло в историю, австралийцы все же опять возродили его — уж очень не хотелось быть в космосе одинокими! Они заявили, что таинственные сигналы — это закодированные переговоры, которые ведут между собой другие миры, а мы их только «подслушиваем» и, к сожалению, не понимаем. Как доказательство своей правоты они приводили тот факт, что длина передаваемых волн в продолжении каждого цикла меняется. Невольно создается впечатление, что это сигналы разумных существ. Они специально меняют длину волны, чтобы их легко могли поймать приемники, настроенные на разные волны. Кроме того, мощность таких передатчиков равняется четыремстам электростанциям типа Братской, что для развитой цивилизации не так уж много.

Но, к сожалению, это была очередная фантазия.

Какие же небесные объекты могли служить такими источниками периодических радиоимпульсов? Им можно было приписать один из двух механизмов: либо они целиком раздуваются и опять сжимаются с большой скоростью, либо они похожи на маяк — на них есть радиоисточник, в поле которого иногда, как корабль в луч прожектора, попадает Земля.

Следовало отыскать космические тела, подходящие под такие условия. Ими могли быть белые карлики, нейтронные и двойные звезды (одна — темная — периодически закрывает от нас другую — яркую), массивные объекты «нового типа», то есть никому пока еще не известные и теоретически не предсказанные. Что предпочесть? Оставалось тщательно собирать сведения.

Но вот был открыт пульсар с «мерцанием» в десятые и сотые доли секунды. И сразу же из числа претендентов отпали белые карлики, так как расчеты показали, что с такой скоростью колебаться или вращаться они не могут. Были отвергнуты и двойные звезды. Дело в том, что период пульсации этих таинственных объектов незначительно увеличивается. Всего на сотые доли секунды в год, а для старых и того меньше. Но все же увеличивается. Однако у устойчивой системы из двух звезд частота следования сигналов должна быть постоянной. Если же звезды сближаются, то скорость их обращения вокруг общего центра тяжести должна увеличиваться, а, следовательно, и частота радиоимпульсов возрастает. На опыте этого не наблюдалось.

Остаются неизвестные источники, о которых мы говорить не будем — к чему голые фантазии? — и нейтронные звезды.

Если Солнце или Землю раскрутить до такой скорости, с которой вращается вокруг своей оси пульсар, находящийся в Крабовидной туманности, то возникшая в них центробежная сила будет настолько велика, что разорвет их. Чтобы этого не произошло, нужны более массивные и компактные объекты, в которых сила тяготения превышала бы центробежную силу. Под такие требования подходят нейтронные звезды. Но не любые, а только намагниченные, у которых ось вращения совпадает, как и у нашей планеты, с магнитной осью.

Сейчас считается, что у пульсаров излучение узким пучком исходит из некоего «горячего пятна», прилегающего к магнитному полюсу. Такая модель получила название «карандашной». Однако другая группа ученых утверждает — излучение идет из областей, прилегающих к экватору, и распространяется узким веером. Так как из-за наклона оси вращения экватор этого космического «маяка» качается, то и получается мерцание.

Какая из версий наиболее верная, покажет время. Мы же так подробно говорили об этих новых для астрофизиков небесных телах потому, что они также являются поставщиками космических частиц и, значит, радиоуглерода.

Магнитная оболочка пульсара вращается вместе с ним. Поэтому заряженные частицы, имеющиеся в оболочке, могут ускоряться центробежной силой, возникающей при вращении звезды. Они двигаются по магнитным линиям, как по рельсам. Если частицы попадают на линии, удаляющиеся на большие расстояния от поверхности, то могут разогнаться так, что магнитное поле уже не может их удержать — и они вылетают из этой своеобразной пращи.

Благодаря большой скорости вращения пульсара и огромным магнитным полям ускоряющиеся заряженные частицы могут достигать очень высоких энергий.

Таким образом, сейчас в нашей Галактике на роль главного источника космического излучения претендуют два астрофизических объекта: сверхновые звёзды и пульсары. Нельзя пренебрегать и вкладом новых звезд. Хотя энергия их вспышки в тысячу раз меньше, чем сверхновых, зато они вспыхивают в тридцать тысяч раз чаще и поставляют частицы меньших энергий.

А нет ли еще каких-нибудь факторов, влияющих на приток к Земле космических частиц?

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: