Presne pred polstoročím astronómovia zachytili zvláštny signál, ktorý sa spočiatku mýlil so správami od cudzincov. Ako pulzári vystrašili vedcov a čo sa stali pre astronómov o 50 rokov neskôr, uviedol vedecký pracovník Moskovskej štátnej univerzity, doktor fyzikálnych a matematických vied, astrofyzik Sergei Popov.
- Sergey, presne pred 50 rokmi, astronómovia v Cambridge objavili po prvýkrát rádiom pulsar. Ako sa to stalo?- Bolo to v roku 1967, celé Spojené kráľovstvo sa pripravovalo na 50. výročie Veľkej októbra, Pink Floyd vydal svoj prvý album, The Beatles zaznamenal Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band, ak sa nemýlim. Jocelyn Bell, ako postgraduálny študent, dostal každý deň 30 metrov papiera, kde sa údaje o rádiových signáloch zapisovali drsnou rukou zapisovača. A pracovala s nimi. Pomaly si začala všímať zvláštny signál, ktorý opakovane vychádza z tej istej oblasti oblohy. Videla, že signál prichádza každých 23 hodín, 56 minút, to znamená po dobu revolúcie Zeme vzhľadom na hviezdy. Prvý taký signál na záznamoch rekordéra, ktorý zaznamenala, sa týka 6. augusta. To všetko však zistili neskôr. Potom to oznámila vodcovi Anthonymu Hewishovi a mali veľa pochybností o tom, aký skutočný je tento signál. Bolo rozhodnuté testovať tento signál a 28. novembra bolo ich overenie korunované úspechom. Navyše v tom okamihu si uvedomili, že tento signál prichádza s periódou 1,33 sekundy. Potom bolo potrebné zahodiť veľa rôznych možností, vrátane mimozemšťanov. Nikdy nebudeme vedieť, ako vážne ktorá z nich vzala túto verziu - čas bol taký, vedomie všetkých sa rozšírilo. Krátko pred Vianocami, keď odišiel na sviatky, Jocelyn objavila druhý zdroj. Jocelyn objavil druhý zdroj. Jocelyn objavil druhý zdroj.
A neponáhľali sa informovať svet o objave?
- Existuje veľmi vážna možnosť, že tento signál bol umelý, a preto Hewish zistil, že ak signál pochádza z určitej planéty a planéta sa točí okolo jej hviezdy, bude zrejmý pomerne silný dopplerovský posun signálu. Úmyselne preskúmali túto možnosť a odmietli ju, to znamená, že si uvedomili, že zdroj nie je na objekte, ktorý sa pravidelne pohybuje okolo hviezdy. Potom publikovali článok v Prírode, kde v súlade s tradíciami a rádmi tej doby bol Huish prvým autorom a Bell bol druhým.
Potom sa uskutočnila veľká diskusia o povahe predmetu ao necelých sedem rokov neskôr, pomerne rýchlo, bola za toto udelená Nobelova cena.
A nebolo to bez škandálu - Bell zostal bez ceny
- Áno, Frel Hoyle napísala list do novín a hovorila o tom, že to, čo urobila, nebolo vôbec náhodné, a ona si všimla, že signál pochádza z jednej časti oblohy s rozdielom v hviezdnych dňoch. O tejto otázke sa viedla určitá diskusia a sama Jocelyn napísala, že sa neurazila a nemala žiadne sťažnosti. Prinajmenšom môžeme povedať, že nikto tam nikam netlačil alebo nikoho netlačil úmyselne.
Podivný predmet sa ukázal ako neutrónová hviezda, ale to bol prípad, keď sa ich existencia predpokladala skôr?
Propagačné video:
- Áno, neutrónové hviezdy predpovedajú od 30. rokov 20. storočia. Na začiatku, ešte pred objavením neutrónov, Landau urobil abstraktnú teoretickú predpoveď, že by mohli existovať hviezdy superdense s hustotou ako atómové jadro. V roku 1934, keď bol objavený neutrón, sa objavil článok Baade a Zwicky, v ktorom sa správne predpovedalo, že neutrónové hviezdy môžu pozostávať hlavne z neutrónov a že sa rodia pri výbuchoch supernovy. Uviedli dôležité kľúčové parametre. Tak či onak, medzi teoretikmi sa vynorila existencia neutrónových hviezd, niekde v polovici 60. rokov začali podrobne modelovať chladenie týchto zdrojov. Všeobecne možno povedať, že v 67. roku napísal článok Franco Pacini, v ktorom sa takmer predpovedalo žiarenie pulzaru.
S objavom z roku 1967 sa veda dozvedela o celej triede nových objektov hviezdnej hmoty, o veľkosti veľkého mesta. Aké sú ich typy?
- Skutočne existuje veľa rôznych neutrónových hviezd. Je to však predovšetkým úspech v posledných rokoch. Najskôr sa verilo, že všetky mladé neutrónové hviezdy sú podobné pulzáru v Krabej hmlovine. A my môžeme vidieť staré neutrónové hviezdy v binárnych systémoch, ak z nich tečie hmota zo sprievodnej hviezdy. A potom sa ukázalo, že mladé neutrónové hviezdy sa môžu prejavovať veľmi rozmanitým spôsobom. Najznámejším typom zdrojov sú pravdepodobne magnetary.
Magnetary môžu byť považované za jeden z najjasnejších objavov rusko-sovietskej astronómie - blikajúce objekty, dosahujúce maximum absolútne fantastickej energie žiarenia, viac ako 10 miliárd solárnych svietivostí.
Na druhej strane stále existujú mladé neutrónové hviezdy. Sú však úplne odlišné od pulzarov, t.j. neprejavujú sa ako pulzary. Sú to napríklad chladiace neutrónové hviezdy v slnečnom prostredí, tzv. Veľkolepá sedem. V pozostatkoch supernovy sú zdroje. Je veľmi krásne, keď priamo uprostred zvyšku vidíme malý bodový röntgenový zdroj, ktorý nevykazuje žiadnu aktivitu. Je to mladá neutrónová hviezda a vidíme žiarenie z jej horúceho povrchu. Existujú tiež rôzne zaujímavé varianty pulzarov, napríklad rotujúce rádiové prechody - objekty, ktoré dávajú impulz nie každá revolúcia.
Akú úlohu začali pulzary hrať v astronómii a pri aplikovaných problémoch?
- Vo všeobecnosti boli všetci vedci ohromení stabilitou rotácie pulzarov, takže pulzár funguje ako veľmi presné hodiny.
To poskytuje vynikajúcu príležitosť na testovanie všeobecnej relativity. Druhá Nobelova cena za neutrónové hviezdy bola v skutočnosti udelená za kontrolu všeobecnej relativity týchto objektov (nepriamo sa potvrdila najmä existencia gravitačných vĺn).
Látka v hĺbkach neutrónových hviezd je v superdenznom stave - v takom stave, ktorý nemôžeme prijať v laboratóriách na Zemi. A to je pre fyzikov zaujímavé. Na ich povrchu je veľmi silné magnetické pole, ktoré je tiež nemožné získať v laboratóriu. Pulsary niekedy vykazujú poruchy obdobia, ktoré sa náhle menia. Prvou myšlienkou bolo, že je to kvôli prerušeniu kôry. V skutočnosti sa však zdá, že stále nejde o chyby kôry, ale ešte zaujímavejší účinok súvisí so skutočnosťou, že v kôre sú víry superfluidných neutrónov. A keď sa systém týchto vírov obnoví, dôjde k zlyhaniu obdobia - hviezda prudko zrýchli rotáciu.
A, ako sa hovorí, pulzary majú národný hospodársky význam.
Dlho sa verilo, že najdôležitejšou vecou je ich rotačná stabilita. Preto boli veľmi vážne vyvinuté presné časové normy založené na rádiových pulzaroch.
Skutočnosť, že sa v súčasnosti nevykonávajú, je spôsobená iba skutočnosťou, že v oblasti vytvárania atómových hodín dochádza k veľmi vážnemu pokroku. Neutrónové hviezdy tu teda neboli užitočné, ale bolo treba ich vyriešiť.
Vo vesmírnom výskume je problém autonómnej navigácie satelitov. Ak niekde medzi Jupitersom a Saturnom letí kozmická loď, v ideálnom prípade sa musí rozhodnúť, kde a kedy zapnúť motor, aby opravila obežnú dráhu. Na to potrebuje poznať svoju rýchlosť a umiestnenie. Teraz sa to rieši neustálym kontaktom so Zemou. Ale to je zlé. Po prvé, pretože signál sa môže pohybovať tam a späť niekoľko hodín, a po druhé, musíte na palubu napájať výkonný rádiový vysielač. Bolo by skvelé, keby sa o tom mohol rozhodnúť sám. Pulzary sú tým najlepším riešením. Pretože dávajú stabilné impulzy.
Satelit sa pohybuje relatívne k ťažisku slnečnej sústavy. v tomto poradí, Ak vypočítame čas príchodu impulzov pre barycentrum, potom z oneskorenia v nameranom čase príchodu môžeme určiť súradnice satelitu v slnečnej sústave.
Ak sa satelit pohybuje, objaví sa Dopplerov efekt. Ak sa pohybuje smerom k pulzu, zvyšuje sa frekvencia príchodu impulzov. Ak je v opačnom smere, potom klesá. Ak sa pozoruje niekoľko takýchto pulzarov, potom je možné presne určiť trojrozmernú polohu a rýchlosť prístroja. Vďaka technologickému pokroku sa röntgenové detektory stali pomerne lacnými, ľahkými a energeticky účinnými. A prvý čínsky satelit s prototypom takého navigačného systému už letí. A druhý prototyp sa teraz testuje na Medzinárodnej vesmírnej stanici. Súčasťou amerického zariadenia NICER je experiment SEXTANT, v ktorom sa testuje röntgenový navigačný systém. Najpravdepodobnejšie budú medziplanetárne stanice budúcej generácie už viesť pulzary.
Pavel Kotlyar