Все о космосе

Космос. Астрономия. Вселенная. Наука

Leaf
Главная
Новости
FAQ по Астрономии
Астрословарь
Древняя астрономия
Современные теории
Метагалактика
Солнечная система
Статьи о космосе
Космонавтика
Галерея астрофото
Популярно о космосе
Карта сайта
Поиск
Обратная связь
Партнеры

Астрономия


Leaf Главная arrow Метагалактика arrow Звезды arrow Пульсары



Пульсары PDF Напечатать Е-мейл
Оглавление статей
Пульсары
Страница 2
Страница 3
Страница 4

 

Пульсары

В начале 1968 г. необычайное возбуждение охватило астрономический мир — был открыт новый, загадочный класс космических объектов, испускавших строго периодические импульсы радиоизлучения. Явное постоянство, с каким поступали импульсы (точность их прихода составляла одну стомиллионную долю периода), смутило астрономов. Не были ли эти точно следовавшие друг за другом импульсы сигналами, которые сознательно посылали в сторону Земли те, кого в шутку назвали «маленькими зелеными человечками»? Сразу возник вопрос: как далеко находятся цивилизации, пытающиеся установить с нами связь?

Когда действия ученых вошли в обычную колею серьезного изучения этих радиоисточников, обнаружилась удивительная повторяемость характеристик сигналов и их изменения, которая полностью исключила концепцию разумных сигналов из глубин космоса. Оказалось, что это на самом деле новый, странный тип ранее не известных космических объектов.

Мы живем в эпоху, когда научные открытия могут быть проверены почти мгновенно. Наши системы связи столь оперативны, что буквально в течение нескольких часов после обнаружения нового небесного объекта на него наводятся десятки телескопов, обслуживаемых высококвалифицированными наблюдателями. Поэтому загадочные радиоимпульсы тотчас оказались предметом интенсивного изучения.

Начало этого открытия относится к августу 1967 г., когда Жаклин Белл, аспирантка Кембриджского университета в Англии, анализировала записи некоторых слабых радиоисточников, полученные на большом радиотелескопе Муллардовской радиоастрономической обсерватории. Целью исследования было определить влияние солнечного ветра, или плазмы (потока частиц от Солнца), на излучение космических радиоисточнйков. Ученые полагали, что в результате этого влияния радиоисточники должны мерцать с определенной периодичностью. К счастью, один из таких радиоисточников в полночь проходил прямо в зените. В тот момент он находился в тени Земли и солнечная плазма не могла оказать на него воздействия, так как она не способна обогнуть Землю и зайти в ее тень. Когда наблюдения за источником, находящимся в зените, были завершены, неожиданно обнаружилось, что он «мигал». Подобных явных мерцаний не должно было наблюдаться, поэтому источник подвергли дальнейшему тщательному изучению. Оказалось, что мерцания присущи самому источнику, а не связаны с прохождением радиосигналов через космическое пространство на пути к Земле. Таким образом, был открыт новый класс объектов, называемых сейчас пульсарами. Пульсар означает — «звезда, излучающая импульсные радиосигналы». В настоящее время известно около 100 пульсаров. Следует отметить, что их открытие было случайным, побочным результатом планомерного исследования — классический пример счастливой случайности.

Важной особенностью пульсаров является их способность испускать энергию почти в любой области электромагнитного спектра. Во всяком случае, вспышки пульсара в Крабовидной туманности были обнаружены в оптическом, рентгеновском и радиодиапазонах; установлено, что это один из мощнейших источников рентгеновского излучения на небе. Замечательно, что интервалы времени между импульсами пульсаров необычайно коротки для небесных тел столь большого размера, как звезды: они заключены в пределах 0,033 — 3,75 с. Это настолько мало, что первоначально предполагали, что это импульсы земного происхождения. Однако, когда все попытки объяснить их земное происхождение оказались несостоятельными, ученые поверили в реальность существования таких космических источников. После открытия и детального исследования пульсаров в созвездии Паруса и в Крабовидной туманности мнение ученых окончательно склонилось в пользу концепции вращающейся звезды.

Естественно возникают вопросы: что представляет собой вращающаяся звезда, как могут в результате ее вращения возникать импульсы с периодом меньше четверти секунды? Чтобы ответить на эти вопросы, надо искать пульсары на небе, отождествлять их, а затем пытаться интерпретировать с помощью известных физических законов. Простая теоретически, эта задача в действительности оказалась очень трудной, Было предпринято тщательное исследование неба с помощью больших телескопов, которые позволяют наблюдать звезды до 21-й величины (то есть в миллион раз слабее, чем самые слабые звезды, видимые невооруженным глазом при идеальных условиях). Результаты оказались отрицательными. Исследование не выявило ни одной пульсирующей звезды!

Путем самых искусных ухищрений астрономам удалось оценить расстояние до некоторых пульсаров. Сначала предполагалось, что они находятся на расстояниях порядка 100 световых лет, однако позже было обнаружено, что по крайней мере один из них удален на 15 000 световых лет. Зная кое-что о расстоянии и интенсивности, можно было оценить яркость этих радиоисточников по сравнению с Солнцем. Оказалось, что они несравненно ярче Солнца. Астрономы поняли, что имеют дело с новым типом небесных тел. Предстояло разгадать, что они собой представляют.

Поиски пульсаров напоминают детективную историю: для разгадки тайны есть много версий, но нужно проверить, насколько каждая из них отвечает определенной модели. Часть версий быстро обнаруживает свою непригодность, другие на первый взгляд приводят к какому-то решению, но при дальнейшем, более внимательном изучении выясняется, что они также не имеют отношения к делу. При рассмотрении достаточного количества версий возникают некоторые предварительные соображения, которые позволяют найти какой-то, пусть еще неопределенный, ответ или могут послужить отправной точкой для дальнейших размышлений.

Если перечислить небесные тела, которые могли бы быть пульсарами, список окажется коротким. Мы уже встречались с обычными звездами, белыми карликами и нейтронными звездами. Это единственные объекты, которые могли бы создавать короткопериодичес-кие пульсации, характерные для пульсаров. Но обычные звезды и белые карлики можно исключить почти сразу.

Мы знаем, что обычные звезды достаточно велики и имеют относительно низкую температуру поверхности. Эти свойства исключают их из списка кандидатов в пульсары. Во-первых, чтобы какая-либо звезда могла испускать рентгеновское излучение, температура ее поверхности должна быть порядка 7 млн. К. Это почти в 1000 раз больше, чем температура поверхности обычной звезды. Во-вторых, размеры обычных звезд слишком велики. Световому лучу необходимо 4,5 с, чтобы пройти от одного до другого края Солнца, диаметр которого составляет 1400 000 км. Так как наблюдаемый импульс пульсара длится только 20 мс (миллисекунд, или 20 тысячных секунды), пульсар, очевидно, не может быть обычной звездой. За 20 мс импульс, распространяющийся со скоростью света, успеет пересечь объект, имеющий в диаметре только 600 км. Таким образом, любая звезда, генерирующая короткие импульсы, не может быть обычной.

Как известно, размеры белых карликов достаточно малы, чтобы они могли излучать наблюдаемые импульсы. Но как они генерируют импульсы? На небе имеются пульсирующие звезды (например, такие, как цефеиды), и, возможно, пульсары могли бы быть некоторой разновидностью пульсирующих белых карликов. Однако после того, как был рассчитан основной период собственных колебаний белого карлика, оказалось, что его наименьшая величина порядка четверти секунды. Периоды импульсов, излучаемых пульсарами, короче, что полностью исключает пульсирующие белые карлики.



<Предыдущая   След.>