Täsmälleen puoli vuosisataa sitten tähtitieteilijät saivat outon signaalin, joka alun perin sekoitettiin muukalaisten viesteihin. Kuinka pulsars pelkää tutkijoita ja mistä heistä tuli tähtitieteilijöitä 50 vuotta myöhemmin, kertoi Moskovan valtionyliopiston johtava tutkija, fysikaalisten ja matemaattisten tieteiden tohtori, astrofysiikka Sergei Popov.
- Sergey, tarkalleen 50 vuotta sitten Cambridgen radiotähtitieteilijät löysivät ensimmäisen kerran radiospulssin. Kuinka tämä tapahtui?- Oli vuosi 1967, koko Yhdistynyt kuningaskunta valmistautui Suuren lokakuun 50-vuotisjuhlaan, Pink Floyd julkaisi ensimmäisen albuminsa, The Beatles äänitti Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band, jos en ole erehtynyt. Jatko-opiskelijana toiminut Jocelyn Bell sai joka päivä 30 metriä paperia, jossa radiosignaalien tiedot kirjoitettiin tallentimen haaroitetussa kädessä. Ja hän työskenteli heidän kanssaan. Hitaasti hän alkoi huomata outoa signaalia, joka tulee toistuvasti samalta taivaan alueelta. Hän näki, että signaali tulee 23 tunnin välein 56 minuutin välein, ts. Maapallon vallankumouksen ajaksi tähtiin nähden. Ensimmäinen tällainen signaali tallentimen levytyksistä, jonka hän totesi, viittaa 6. elokuuta. Mutta he tunnistivat kaiken tämän myöhemmin. Sitten hän kertoi tästä johtajalle Anthony Hewishille, ja heillä oli monia epäilyksiä siitä, kuinka oikea signaali oli. Tämä signaali päätettiin testata, ja 28. marraskuuta niiden tarkistaminen kruunattiin menestykseen. Lisäksi he tuolloin tajusivat, että tämän signaalin aikajakso on 1,33 sekuntia. Sitten oli tarpeen hylätä joukko kaikenlaisia vaihtoehtoja, mukaan lukien ulkomaalaiset. Emme koskaan tiedä kuinka vakavasti kuka heistä otti tämän version - aika oli sellainen, kaikkien tietoisuus laajeni. Vähän ennen joulua, lähdettyään lomalle, Jocelyn löysi toisen lähteen. Jocelyn löysi toisen lähteen. Jocelyn löysi toisen lähteen.
Ja he eivät kiireellisesti ilmoittaneet maailmalle löytöstä?
- Oli erittäin vakava mahdollisuus, että tämä signaali oli keinotekoinen, ja siksi Hewish keksi ajatuksen, että jos signaali tulee tietyltä planeetalta ja planeetta pyörii tähtinsä ympäri, niin signaalin melko voimakas Doppler-muutos on havaittavissa. He tutkivat tarkoituksellisesti tätä vaihtoehtoa ja hylkäsivät sen, toisin sanoen he tajusivat, että lähde ei ole esineellä, joka liikkuu ajoittain tähden ympäri. Sitten he julkaisivat artikkelin Nature-lehdessä, jossa tuon ajan perinteiden ja määräysten mukaisesti Huish oli ensimmäinen kirjoittaja ja Bell toinen.
Sitten käytiin suuri keskustelu esineen luonteesta, ja alle seitsemän vuotta myöhemmin, melko nopeasti, Nobel-palkinto myönnettiin siitä.
Eikä se ollut ilman skandaalia - Bell jäi ilman palkintoa
- Kyllä, Frel Hoyle kirjoitti kirjeen sanomalehdelle ja puhui siitä, että hänen tekemänsä ei ollut lainkaan onnettomuutta, ja juuri hän huomasi, että signaali tulee yhdestä taivaan osasta, ja sivupalkkipäivät eroavat toisistaan. Asiasta keskusteltiin jonkin verran, ja Jocelyn itse kirjoitti myöhemmin, ettei hän ollut loukkaantunut eikä hänellä ollut valituksia. Ainakin voimme sanoa, että kukaan ei työntänyt tai ajaa ketään sinne tarkoituksella.
Oudot esineet osoittautuivat neutronitähteiksi, mutta niin tapahtui, kun niiden olemassaolo ennustettiin aiemmin?
Mainosvideo:
- Kyllä, neutronitähtiä on ennustettu 1930-luvulta lähtien. Alussa, jo ennen neutronien löytämistä, Landau teki abstraktin teoreettisen ennusteen, että siellä voi olla superdense tähtiä, joiden tiheys on kuin atomin ydin. Sitten, vuonna 1934, kun neutroni löydettiin, ilmestyi Baade'n ja Zwickyn artikkeli, jossa oikein ennustettiin, että neutronitähdet voivat koostua pääasiassa neutroneista ja että ne syntyvät supernoova-räjähdyksissä. He ilmoittivat tärkeät avainparametrit. Sitten tavalla tai toisella neutronitähtien olemassaolo esiintyi teoreetikkojen keskuudessa, jossain 60-luvun puolivälissä he alkoivat mallintaa yksityiskohtaisesti näiden lähteiden jäähdytystä. Ja yleisesti ottaen, 67. vuonna, Franco Pacini kirjoitti artikkelin, jossa pulsarsäteily melkein ennustettiin.
Joten vuoden 1967 löytöllä, tiede tunsi koko luokan uusia suuria kaupunkeja olevia tähtimassojen esineitä. Mitkä ovat niiden tyypit?
- Itse asiassa on monia erilaisia neutronitähtiä. Mutta tämä on pääosin viime vuosien saavutus. Aluksi uskottiin, että kaikki nuoret neutronitähdet ovat samanlaisia kuin Rapu-migreen pulsaari. Ja voimme nähdä vanhoja neutronitähteitä binaarijärjestelmissä, jos aine virtaa niihin seuratähdestä. Ja sitten kävi ilmi, että nuoret neutronitähdet voivat ilmentyä hyvin monimuotoisella tavalla. Tunnetuin lähdetyyppi on luultavasti magnetaarit.
Magnetaareja voidaan pitää yhtenä Venäjän ja Neuvostoliiton tähtitieteen kirkkaimmista löytöistä - vilkkuvilla esineillä, jotka saavuttavat maksimiarvoa ehdottoman fantastisen säteilyvoiman, yli 10 miljardia aurinkovaloa.
Toisaalta on vielä nuoria neutronitähtiä. Mutta ne eroavat täysin pulsaareista, ts. eivät ilmene pulsareina. Nämä ovat esimerkiksi aurinkoalueiden jäähdyttäviä neutronitähtiä, ns. Upea seitsemän. Supernovajäännöksissä on lähteitä. On erittäin kaunista, kun aivan jäännöksen keskellä näemme pienen pisteen röntgenlähteen, joka ei osoita aktiivisuutta. Se on nuori neutronitähti, ja me näemme säteilyä sen kuumalta pinnalta. Pulsareista on myös useita mielenkiintoisia variantteja, kuten esimerkiksi pyörivät radiosiirrot - esineet, jotka eivät anna impulssia kaikille kierroksille.
Mikä rooli pulsareilla alkoi olla tähtitiedessä ja sovelletuissa ongelmissa?
- Kaikkia tutkijoita yleensä hämmensi pulssureiden pyörimisvakaus, joten pulsaari toimii kuin erittäin tarkka kello.
Ja tämä tarjoaa erinomaisen mahdollisuuden testata yleinen suhteellisuus. Toinen Nobel-palkinto neutronitähteistä annettiin tosiasiallisesti näiden esineiden yleisen suhteellisuuden tarkistamiseksi (erityisesti painovoima-aaltojen olemassaolo varmistettiin epäsuorasti).
Aine neutronitähteiden syvyyksissä on superdense-tilassa - sellaisessa tilassa, jota emme voi vastaanottaa maan laboratorioissa. Ja tämä on mielenkiintoista fyysikoille. Niiden pinnalla on erittäin voimakas magneettikenttä, jota ei myöskään voida saavuttaa laboratoriossa. Pulsaareissa toisinaan esiintyy jakson virheitä, jotka muuttuvat äkillisesti. Ja ensimmäinen idea oli, että tämä johtuu kuoren katkeamisesta. Mutta tosiasiassa näyttää siltä, että nämä eivät ole vieläkään kuorivikoja, mutta siihen on vielä mielenkiintoisempi vaikutus, joka liittyy siihen, että kuoressa on supernesteisten neutronien pyörteitä. Ja kun näiden pyörteiden järjestelmä rakennetaan uudelleen, tapahtuu jaksovika - tähti kiihdyttää voimakkaasti pyörimistään.
Ja kuten sanotaan, pulsaareilla on kansallinen taloudellinen merkitys.
Pitkään kauan uskottiin, että tärkein asia on niiden pyörimisvakaus. Siksi tarkkoja radios pulsareihin perustuvia aikastandardeja kehitettiin erittäin vakavasti.
Ja se, että niitä ei ole toteutettu tänään, johtuu vain siitä, että atomikellojen luomisessa on tapahtunut myös erittäin vakavaa edistystä. Joten neutronitähdet eivät olleet hyödyllisiä täällä, mutta niitä tarvittiin toisen ongelman ratkaisemiseksi.
Avaruustutkimuksessa on ongelma satelliittien itsenäisessä navigoinnissa. Jos meillä on avaruusalusta, joka lentää jossain Jupitersin ja Saturnuksen välissä, sen tulisi ihannetapauksessa päättää itse, missä ja milloin moottori kytketään päälle kiertoradan korjaamiseksi. Tätä varten hänen on tiedettävä nopeus ja sijainti. Nyt tämä ratkaistaan jatkuvalla kosketuksella maahan. Mutta tämä on huono. Ensinnäkin, koska signaali voi mennä edestakaisin useita tunteja, ja toiseksi, sinun on syötettävä tehokas radiolähetin aluksella. Olisi hienoa, jos satelliitti päättäisi tästä yksin. Ja pulsarit ovat täydellinen ratkaisu. Koska ne antavat vakaita impulsseja.
Satelliitti liikkuu suhteessa aurinkokunnan massakeskukseen. Vastaavasti, Jos laskem pulssien saapumisajat hajakeskukselle, niin mitatun saapumisajan viiveestä voidaan määrittää aurinkokunnan satelliitin koordinaatit.
Jos satelliitti liikkuu, tapahtuu Doppler-efekti. Jos se liikkuu kohti pulsaaria, pulssien saapumistiheys kasvaa. Jos vastakkaiseen suuntaan, niin se pienenee. Jos havaitaan useita sellaisia pulsaatioita, niin laitteen kolmiulotteinen sijainti ja nopeus voidaan määrittää tarkasti. Nykyään tekniikan kehitys on tehnyt röntgenilmaisimista melko halpoja, kevyitä ja energiatehokkaita. Ja ensimmäinen kiinalainen satelliitti, jolla on tällaisen navigointijärjestelmän prototyyppi, lentää jo. Ja toista prototyyppiä testataan nyt kansainvälisellä avaruusasemalla. Siellä on amerikkalainen laite NICER, osana sen käyttöä, suoritetaan SEXTANT-kokeilu, jossa testataan röntgennavigointijärjestelmää. Todennäköisesti seuraavan sukupolven planeettavälistä asemaa ohjaavat jo pulsaattorit.
Pavel Kotlyar