Cu exact o jumătate de secol în urmă, astronomii au surprins un semnal ciudat, care inițial a fost confundat cu mesajele străinilor. Cum pulsars i-a speriat pe oamenii de știință și ce au devenit astronomi 50 de ani mai târziu, a declarat cercetătorul principal al Universității de Stat din Moscova, doctor în științe fizice și matematice, astrofizicianul Serghei Popov.
- Sergey, în urmă cu exact 50 de ani, astronomii radio din Cambridge au descoperit pentru prima dată un pulsar radio. Cum s-a întâmplat asta?- Era în 1967, întreaga Marea Britanie se pregătea pentru a 50-a aniversare a Marelui Octombrie, Pink Floyd a lansat primul lor album, The Beatles a înregistrat Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band, dacă nu mă înșel. Jocelyn Bell, ca studentă absolventă, primea zilnic 30 de metri de hârtie, unde datele de pe semnalele radio erau scrise cu mâna scârboșită a unui înregistrator. Și ea a lucrat cu ei. Încet, a început să observe un semnal ciudat care vine în mod repetat din aceeași zonă a cerului. Ea a văzut că semnalul vine la fiecare 23 de ore 56 de minute, adică pentru perioada revoluției Pământului în raport cu stelele. Primul astfel de semnal pe înregistrările înregistratorului, notat de ea, se referă la 6 august. Dar au identificat toate acestea mai târziu. Apoi a raportat acest lucru liderului, Anthony Hewish și au avut multe îndoieli despre cât de real era acest semnal. S-a decis testarea acestui semnal, iar pe 28 noiembrie verificarea lor a fost încununată cu succes. Mai mult, în acel moment și-au dat seama că acest semnal vine cu o perioadă de 1,33 secunde. Atunci a fost necesar să aruncați o grămadă de tot felul de opțiuni, inclusiv extratereștrii. Nu vom ști niciodată cât de în serios care dintre ele a luat această versiune - timpul a fost așa, conștiința tuturor a fost extinsă. Cu puțin timp înainte de Crăciun, în timp ce pleca în vacanță, Jocelyn a descoperit o a doua sursă. Jocelyn a descoperit o a doua sursă. Jocelyn a descoperit o a doua sursă.
Și nu s-au grăbit să informeze lumea despre descoperire?
- Exista o posibilitate foarte serioasă ca acest semnal să fie artificial și, prin urmare, Hewish a venit cu ideea că, dacă semnalul provine de la o anumită planetă, iar planeta se învârte în jurul stelei sale, atunci o schimbare Doppler destul de puternică a semnalului va fi vizibilă. Au investigat în mod intenționat această opțiune și au respins-o, adică și-au dat seama că sursa nu se află pe un obiect care se mișcă periodic în jurul stelei. Ei bine, atunci au publicat un articol în Nature, unde, în conformitate cu tradițiile și ordinele de atunci, Huish a fost primul autor, iar Bell a fost al doilea.
Apoi a avut loc o discuție mare despre natura obiectului, iar mai puțin de șapte ani mai târziu, destul de repede, Premiul Nobel a fost acordat pentru acest lucru.
Și nu a fost fără un scandal - Bell a rămas fără premiu
- Da, Frel Hoyle a scris o scrisoare ziarului și a vorbit despre faptul că ceea ce a făcut nu a fost deloc întâmplător și a fost ea cea care a observat că semnalul provine dintr-o parte a cerului, cu o diferență în zilele siderale. S-a discutat despre asta, iar Jocelyn însăși a scris mai târziu că nu a fost jignită și nu are plângeri. Cel puțin, putem spune că nimeni nu a împins și nu a împins pe nimeni acolo intenționat.
Obiectul ciudat s-a dovedit a fi o stea cu neutroni, dar acesta a fost cazul când existența lor a fost prezisă mai devreme?
Video promotional:
- Da, stelele de neutroni se prezic din anii '30. La început, chiar înainte de descoperirea neutronilor, a existat o predicție teoretică abstractă făcută de Landau că ar putea exista stele superdense cu o densitate ca un nucleu atomic. Apoi, în 1934, când a fost descoperit neutronul, a apărut un articol al lui Baade și Zwicky, unde s-a prezis corect că stelele de neutroni pot consta în principal din neutroni și că se nasc în explozii de supernove. Ei au indicat parametrii cheie importanți. Apoi, într-un fel sau altul, existența stelelor neutronice a apărut printre teoreticieni, undeva la mijlocul anilor 60 au început să modeleze în detaliu răcirea acestor surse. Și, în general, în al 67-lea an, un articol a fost scris de Franco Pacini, în care radiația pulsară era aproape prevăzută.
Așadar, odată cu descoperirea din 1967, o întreagă clasă de noi obiecte de masă stelară de dimensiunea unui oraș mare a devenit cunoscută științei. Care sunt tipurile lor?
- Într-adevăr, există multe stele neutronice diferite. Dar aceasta este în principal realizarea din ultimii ani. La început s-a crezut că toate stelele tinere de neutron sunt similare cu pulsarul din Nebula Crabului. Și putem vedea stele vechi de neutroni în sistemele binare dacă materia curge pe ele de la o stea însoțitoare. Și apoi s-a dovedit că stelele tinere de neutroni se pot manifesta într-un mod foarte divers. Cel mai cunoscut tip de surse este probabil magnetars.
Magnetars poate fi considerată una dintre cele mai strălucite descoperiri ale astronomiei ruso-sovietice - obiecte intermitente, atingând un maxim de o putere de radiație absolut fantastică, mai mult de 10 miliarde de luminozitate solară.
Pe de altă parte, există încă stele tinere de neutroni. Dar ele sunt complet diferite de pulsars, adică. nu se manifestă ca pulsars. Acestea sunt, de exemplu, răcirea stelelor de neutroni din împrejurimile solare, așa-numitele. Cei șapte magnifici. Există surse în resturile de supernove. Este foarte frumos când chiar în centrul rămășiței vedem o sursă mică de raze X care nu prezintă nicio activitate. Este o stea tanara cu neutroni si vedem radiatii de pe suprafata sa fierbinte. Există, de asemenea, diferite variante interesante de pulsars, de exemplu, cum ar fi tranzitorii radio rotative - obiecte care dau un impuls nu oricărei revoluții.
Ce rol au început să joace pulsarsul în astronomie și în problemele aplicate?
- În general, toți oamenii de știință au fost uimiți de stabilitatea rotației pulsarelor, astfel încât pulsarul funcționează ca un ceas foarte precis.
Și aceasta oferă o oportunitate excelentă de a testa Relativitatea Generală. Al doilea premiu Nobel pentru stele cu neutroni a fost dat, de fapt, pentru verificarea relativității generale pentru aceste obiecte (în special, existența undelor gravitaționale a fost confirmată indirect).
Substanța din adâncimea stelelor neutronice este într-o stare superdensă - într-o astfel de stare pe care nu o putem primi în laboratoarele de pe Pământ. Iar acest lucru este interesant pentru fizicieni. Pe suprafața lor există un câmp magnetic foarte puternic, lucru imposibil de obținut într-un laborator. Pulsarsul prezintă uneori defecțiuni ale perioadei care se schimbă brusc. Și prima idee a fost că aceasta se datorează unei ruperi a crustei. Dar, de fapt, se pare că acestea nu sunt încă defecte ale crustelor, dar există un efect și mai interesant asociat cu faptul că în crustă există vârtejuri de neutroni superfluizi. Și atunci când sistemul acestor vortice este reconstruit, atunci apare un eșec de perioadă - steaua își accelerează brusc rotirea.
Și, după cum se spune, pulsars au o importanță economică națională.
Multă vreme s-a crezut că cel mai important lucru este stabilitatea lor la rotație. Prin urmare, standardele precise de timp bazate pe pulsars radio au fost elaborate foarte serios.
Iar faptul că nu au fost implementate astăzi se datorează numai faptului că există și progrese foarte grave în domeniul creării ceasurilor atomice. Deci stelele neutronice nu au fost utile aici, dar au fost necesare pentru a rezolva o altă problemă.
În cercetarea spațială există o problemă de navigare autonomă a sateliților. Dacă avem o navă spațială care zboară undeva între Jupiters și Saturn, atunci ideal ar trebui să decidă de la sine unde și când să pornească motorul pentru a corecta orbita. Pentru a face acest lucru, el trebuie să-și cunoască viteza și locația. Acum acest lucru se rezolvă prin contactul constant cu Pământul. Dar acest lucru este rău. În primul rând, deoarece semnalul poate merge înainte și înapoi timp de câteva ore, iar în al doilea rând, trebuie să alimentați un transmițător radio puternic la bord. Ar fi minunat dacă satelitul ar putea decide acest lucru de unul singur. Iar pulsars sunt soluția perfectă. Pentru că dau impulsuri stabile.
Satelitul se deplasează în raport cu centrul de masă al sistemului solar. Respectiv, Dacă calculăm timpii de sosire a impulsurilor pentru bariacenter, atunci din întârzierea timpului de sosire măsurat putem determina coordonatele satelitului din Sistemul Solar.
Dacă satelitul se mișcă, atunci apare efectul Doppler. Dacă se deplasează spre pulsar, atunci frecvența de sosire a impulsurilor crește. Dacă în direcția opusă, atunci scade. Dacă se observă mai multe astfel de pulsars, atunci poziția tridimensională și viteza aparatului pot fi determinate cu exactitate. Astăzi, progresele tehnologice au făcut ca detectoarele de raze X să fie destul de ieftine, ușoare și eficiente energetic. Și primul satelit chinez cu un prototip al unui astfel de sistem de navigație deja zboară. Iar cel de-al doilea prototip este acum testat la Stația Spațială Internațională. Există un dispozitiv american NICER, ca parte a utilizării sale, se realizează experimentul SEXTANT, în care este testat sistemul de navigație cu raze X. Cel mai probabil, stațiile interplanetare de generație viitoare vor fi deja ghidate de către pulsari.
Pavel Kotlyar
