Tieši pirms pusgadsimta astronomi noķēra dīvainu signālu, kas sākotnēji tika sajaukts ar citplanētiešu vēstījumiem. Kā pulsāri nobiedēja zinātniekus un kādi viņi kļuva par astronotiem 50 gadus vēlāk, pastāstīja Maskavas Valsts universitātes vadošais pētnieks, fizisko un matemātisko zinātņu doktors, astrofiziķis Sergejs Popovs.
- Sergejs, tieši pirms 50 gadiem radioastronomi Kembridžā pirmo reizi atklāja radiopulsatoru. Kā tas notika?- Tas bija 1967. gads, visa Lielbritānija gatavojās Lielā oktobra 50 gadu jubilejai, Pink Floyd izdeva savu pirmo albumu, The Beatles ierakstīja Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band, ja nemaldos. Džokelina Bella kā absolvente katru dienu saņēma 30 metrus papīra, kur dati par radio signāliem tika rakstīti ar ierakstītāja plaukstošo roku. Un viņa strādāja ar viņiem. Lēnām viņa sāka pamanīt dīvainu signālu, kas atkārtoti nāk no tā paša debesu apgabala. Viņa redzēja, ka signāls nāk ik pēc 23 stundām 56 minūtēm, tas ir, par Zemes revolūcijas periodu attiecībā pret zvaigznēm. Pirmais šāds signāls ierakstītāja ierakstos, ko viņa atzīmējusi, attiecas uz 6. augustu. Bet viņi to visu vēlāk identificēja. Tad viņa ziņoja par to vadītājam Entonijam Hewisham, un viņiem bija daudz šaubu par to, cik reāls bija šis signāls. Tika nolemts pārbaudīt šo signālu, un 28. novembrī viņu pārbaude vainagojās ar panākumiem. Turklāt tajā brīdī viņi saprata, ka šis signāls nāk ar laiku 1,33 sekundes. Tad bija jāizmet ķekars visu veidu iespēju, arī citplanētieši. Mēs nekad neuzzināsim, cik nopietni katrs no viņiem uztvēra šo versiju - laiks bija tāds, visu apziņa tika paplašināta. Neilgi pirms Ziemassvētkiem, dodoties brīvdienās, Džoisela atklāja otru avotu. Jocelyn atklāja otru avotu. Jocelyn atklāja otru avotu.
Un viņi nesteidzās informēt pasauli par atklājumu?
- Bija ļoti nopietna iespēja, ka šis signāls bija mākslīgs, un tāpēc Hewish nāca klajā ar domu, ka, ja signāls nāk no noteiktas planētas, un planēta griežas ap savu zvaigzni, tad būs pamanāma diezgan spēcīga signāla Doplera maiņa. Viņi mērķtiecīgi izpētīja šo iespēju un noraidīja to, tas ir, viņi saprata, ka avots neatrodas objektā, kas periodiski pārvietojas ap zvaigzni. Nu tad viņi publicēja rakstu žurnālā Nature, kur saskaņā ar tā laika tradīcijām un pavēlēm Huiss bija pirmais autors, bet Bells bija otrais.
Pēc tam notika liela diskusija par objekta raksturu, un mazāk nekā septiņus gadus vēlāk, diezgan ātri, par to tika piešķirta Nobela prēmija.
Un tas nebija bez skandāla, - Bells palika bez balvas
- Jā, Frela Hoile rakstīja vēstuli laikrakstam un runāja par to, ka viņa izdarīja nepavisam nejauši, un tieši viņa pamanīja, ka signāls nāk no vienas debess daļas ar atšķirībām sānu dienās. Par to notika dažas diskusijas, un pati Džolens vēlāk rakstīja, ka viņa nav aizvainota un nav sūdzību. Vismaz mēs varam teikt, ka neviens nevienu tur mērķtiecīgi nepiespieda un nespieda.
Dīvainais objekts izrādījās neitronu zvaigzne, bet tas bija gadījumā, kad viņu eksistence tika pareģota agrāk?
Reklāmas video:
- Jā, neitronu zvaigznes tiek prognozētas kopš pagājušā gadsimta 30. gadiem. Sākumā, pat pirms neitronu atklāšanas, Landau izteica abstraktu teorētisku prognozi, ka varētu būt superdense zvaigznes ar tādu blīvumu kā atoma kodols. Tad 1934. gadā, kad tika atklāts neitrons, parādījās Baade un Zwicky raksts, kurā tika pareizi prognozēts, ka neitronu zvaigznes galvenokārt var sastāvēt no neitroniem un ka tās dzimst supernovas sprādzienos. Viņi norādīja svarīgus galvenos parametrus. Tad vienā vai otrā veidā neitronu zvaigžņu esamība parādījās starp teorētiķiem, kaut kur 60. gadu vidū viņi sāka detalizēti modelēt šo avotu dzesēšanu. Un vispārīgi runājot, 67. gadā Franco Pacini rakstīja rakstu, kurā gandrīz tika prognozēts pulsara starojums.
Tātad, līdz ar 1967. gada atklāšanu, zinātnei kļuva zināma vesela klase jaunu zvaigžņu masu objektu, kas ir lielas pilsētas lielumā. Kādi ir viņu veidi?
- Patiešām, ir daudz dažādu neitronu zvaigznīšu. Bet tas galvenokārt ir pēdējo gadu sasniegums. Sākumā tika uzskatīts, ka visas jaunās neitronu zvaigznes ir līdzīgas Pulsaram Krabja miglājā. Un binārajās sistēmās mēs varam redzēt vecās neitronu zvaigznes, ja uz tām plūst matērijas biedrs. Un tad izrādījās, ka jaunas neitronu zvaigznes var izpausties ļoti daudzveidīgi. Visslavenākais avotu veids, iespējams, ir magnetāri.
Magnētus var uzskatīt par vienu no spilgtākajiem krievu un padomju astronomijas atklājumiem - mirgojošiem objektiem, kas sasniedz absolūti fantastisku starojuma jaudu, vairāk nekā 10 miljardus saules gaismas.
No otras puses, joprojām ir jaunas neitronu zvaigznes. Bet tie pilnīgi atšķiras no pulsāriem, t.i. neizpaužas kā pulsars. Tās ir, piemēram, dzesējošās neitronu zvaigznes saules vidē, tā sauktās. Lieliskais septiņnieks. Supernovas paliekās ir avoti. Tas ir ļoti skaisti, kad tieši paliekas centrā mēs redzam nelielu rentgena starojuma punktu, kas neuzrāda nekādu darbību. Tā ir jauna neitronu zvaigzne, un mēs redzam starojumu no tās karstās virsmas. Ir arī dažādi interesanti pulsatora varianti, piemēram, piemēram, rotējoši radio pārejas signāli - objekti, kas dod impulsu ne katrai revolūcijai.
Kādu lomu pulsāri sāka spēlēt astronomijā un pielietotajās problēmās?
- Kopumā visi zinātnieki bija apdullināti ar pulsatora rotācijas stabilitāti, tāpēc pulsars darbojas kā ļoti precīzs pulkstenis.
Un tas sniedz lielisku iespēju pārbaudīt vispārējo relativitāti. Otrā Nobela prēmija par neitronu zvaigznēm faktiski tika piešķirta par šo objektu vispārējās relativitātes pārbaudi (īpaši netieši tika apstiprināta gravitācijas viļņu esamība).
Viela neitronu zvaigžņu dziļumā atrodas superdensētā stāvoklī - tādā stāvoklī, kādu mēs nevaram uzņemt laboratorijās uz Zemes. Un tas ir interesanti fiziķiem. Uz to virsmas ir ļoti spēcīgs magnētiskais lauks, kuru arī nav iespējams iegūt laboratorijā. Pulsāri dažreiz parāda periodiskus traucējumus, kas pēkšņi mainās. Un pirmā ideja bija, ka tas ir saistīts ar garozas pārtraukumu. Bet patiesībā šķiet, ka tie joprojām nav garoza defekti, bet ir vēl interesantāks efekts, kas saistīts ar faktu, ka garozā ir virsplūdu neitronu virpuļi. Un, kad šo virpuļu sistēma tiek atjaunota, tad iestājas perioda kļūme - zvaigzne strauji paātrina tā rotāciju.
Un, kā saka, pulsāriem ir valsts ekonomiska nozīme.
Ilgu laiku tika uzskatīts, ka vissvarīgākais ir to rotācijas stabilitāte. Tāpēc ļoti nopietni tika izstrādāti precīzi laika standarti, kuru pamatā ir radio pulsators.
Un tas, ka tie šodien nav ieviesti, ir saistīts tikai ar to, ka ir arī ļoti nopietns progress atomu pulksteņu radīšanas jomā. Tātad neitronu zvaigznes šeit nebija noderīgas, bet tās bija vajadzīgas citas problēmas risināšanai.
Kosmosa izpētē pastāv satelītu autonomās navigācijas problēma. Ja mums ir kosmosa kuģis, kas lido kaut kur starp Jupiteriem un Saturnu, tad ideālā gadījumā tam pašam jāizlemj, kur un kad ieslēgt motoru, lai koriģētu orbītu. Lai to izdarītu, viņam jāzina ātrums un atrašanās vieta. Tagad tas tiek atrisināts ar pastāvīgu kontaktu ar Zemi. Bet tas ir slikti. Pirmkārt, tāpēc, ka signāls var iet uz priekšu un atpakaļ vairākas stundas, un, otrkārt, uz kuģa jādarbina jaudīgs radio raidītājs. Būtu lieliski, ja satelīts varētu pats to izlemt. Un pulsars ir ideāls risinājums. Jo tie dod stabilus impulsus.
Satelīts pārvietojas attiecībā pret Saules sistēmas masas centru. Attiecīgi
Ja mēs aprēķinām impulsu ierašanās laikus barycenter, tad no izmērītā ierašanās laika kavēšanās mēs varam noteikt satelīta koordinātas Saules sistēmā.
Ja satelīts pārvietojas, rodas Doplera efekts. Ja tas virzās uz impulsu, tad impulsu ienākšanas biežums palielinās. Ja tas ir pretējā virzienā, tad tas samazinās. Ja novēro vairākus šādus pulsorus, tad precīzi var noteikt aparāta trīsdimensiju stāvokli un ātrumu. Mūsdienās tehnoloģiskā attīstība rentgena detektorus ir padarījusi diezgan lētus, vieglus un energoefektīvus. Un jau peld pirmais Ķīnas satelīts ar šādas navigācijas sistēmas prototipu. Un otrais prototips tagad tiek pārbaudīts Starptautiskajā kosmosa stacijā. Ir amerikāņu ierīce NICER, kuras izmantošanas laikā tiek veikts eksperiments SEXTANT, kurā tiek pārbaudīta rentgena navigācijas sistēma. Visticamāk, nākamās paaudzes starpplanētu stacijas jau vadīs pulsators.
Pāvels Kotljars