Přesně před půlstoletí astronomové zachytili zvláštní signál, který byl zpočátku mylně považován za zprávy od cizinců. Jak pulsary vyděsili vědce a co se stali pro astronomy o 50 let později, řekl vedoucí výzkumník Moskevské státní univerzity, doktor fyzikálních a matematických věd, astrofyzik Sergei Popov.
- Sergey, přesně před 50 lety, astronomové v Cambridge objevili poprvé radiopulsar. Jak se to stalo?- Bylo to v roce 1967, celé Spojené království se připravovalo na 50. výročí Velkého října, Pink Floyd vydala své první album, The Beatles nahrálo Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band, pokud se nemýlím. Jocelyn Bell, jako postgraduální student, obdržel každý den 30 metrů papíru, kde byla data o rádiových signálech zapsána drsnou rukou zapisovače. A pracovala s nimi. Pomalu si začala všímat zvláštního signálu, který opakovaně přichází ze stejné oblasti oblohy. Viděla, že signál přichází každých 23 hodin, 56 minut, tj. Po dobu revoluce Země vzhledem k hvězdám. První takový signál na záznamech rekordéru, který zaznamenala, se týká 6. srpna. Ale to všechno identifikovali později. Pak to nahlásila vůdci Anthony Hewishovi a měli mnoho pochybností o tom, jak skutečný je tento signál. Bylo rozhodnuto tento signál otestovat a 28. listopadu bylo jejich ověření korunováno úspěchem. Navíc si v tu chvíli uvědomili, že tento signál přichází s periodou 1,33 sekundy. Pak bylo nutné zahodit spoustu nejrůznějších možností, včetně mimozemšťanů. Nikdy nebudeme vědět, jak vážně která z nich vzala tuto verzi - čas byl takový, vědomí všech bylo rozšířeno. Krátce před Vánocemi, zatímco odcházel na svátky, objevil Jocelyn druhý zdroj. Jocelyn objevil druhý zdroj. Jocelyn objevil druhý zdroj.
A nespěchali, aby informovali svět o objevu?
- Existuje velmi vážná možnost, že tento signál byl umělý, a proto Hewish přišel s myšlenkou, že pokud signál přijde z určité planety a planeta se točí kolem své hvězdy, bude patrný poměrně silný Dopplerův posun signálu. Účelně tuto možnost prozkoumali a odmítli ji, to znamená, že si uvědomili, že zdroj není umístěn na předmětu, který se periodicky pohybuje kolem hvězdy. Pak publikovali článek v Přírodě, kde v souladu s tehdejšími tradicemi a řády byl Huish prvním autorem a Bell druhým.
Potom proběhla velká diskuse o povaze objektu a za méně než sedm let byla za to udělována Nobelova cena, poměrně rychle.
A nebylo to bez skandálu - Bell zůstal bez ceny
- Ano, Frel Hoyle napsal dopis do novin a hovořil o skutečnosti, že to, co udělala, nebyla vůbec nehoda, a ona si všimla, že signál pochází z jedné části oblohy s rozdílem v hvězdných dnech. O tom byla nějaká diskuse a Jocelyn sama napsala, že nebyla uražena a neměla žádné stížnosti. Přinejmenším můžeme říci, že nikdo tam nikoho netlačil ani nikoho netlačil úmyslně.
Ukázalo se, že podivným objektem byla neutronová hvězda, ale to byl případ, kdy byla jejich existence předpovídána dříve?
Propagační video:
- Ano, neutronové hvězdy předpovídají od 30. let. Na začátku, dokonce před objevem neutronů, Landau vytvořil abstraktní teoretickou předpověď, že by mohly existovat superdense hvězdy s hustotou jako atomové jádro. V roce 1934, kdy byl objeven neutron, se objevil článek Baade a Zwicky, kde bylo správně předpovězeno, že neutronové hvězdy se mohou skládat hlavně z neutronů a že se rodí při výbuchu supernovy. Označují důležité klíčové parametry. Pak se mezi teoretiky vynořila existence takových neutronových hvězd, někde v polovině 60. let začali podrobně modelovat chlazení těchto zdrojů. Obecně lze říci, že v 67. roce napsal článek Franco Pacini, kde bylo téměř předpovězeno pulsarové záření.
S objevem v roce 1967 se vědě dozvěděla celá třída nových objektů hvězdných hmot velikosti velkého města. Jaké jsou jejich typy?
- Ve skutečnosti existuje mnoho různých neutronových hvězd. Je to však hlavně úspěch posledních let. Nejprve se věřilo, že všechny mladé neutronové hvězdy jsou podobné pulsaru v Krabské mlhovině. A můžeme vidět staré neutronové hvězdy v binárních systémech, pokud na ně proudí hmota z doprovodné hvězdy. A pak se ukázalo, že mladé neutronové hvězdy se mohou projevovat velmi rozmanitým způsobem. Nejznámějším typem zdrojů jsou pravděpodobně magnetary.
Magnetary lze považovat za jeden z nejjasnějších objevů rusko-sovětské astronomie - blikající objekty, dosahující maxima absolutně fantastické energie záření, více než 10 miliard sluneční svítivosti.
Na druhé straně stále existují mladé neutronové hvězdy. Jsou však zcela odlišné od pulsarů, tj. neprojevují se jako pulsary. Jedná se například o chlazení neutronových hvězd ve slunečním prostředí, tzv. Velkolepý sedm. Ve zbytcích supernovy jsou zdroje. Je velmi krásné, když přímo ve středu zbytku vidíme malý bodový rentgenový zdroj, který nevykazuje žádnou aktivitu. Je to mladá neutronová hvězda a vidíme záření ze svého horkého povrchu. Existují také různé zajímavé varianty pulsarů, například rotující rádiové přechody - objekty, které dávají impuls ne každou revoluci.
Jakou roli začali pulsary hrát v astronomii a v aplikovaných problémech?
- Obecně byli všichni vědci ohromeni stabilitou rotace pulsarů, takže pulsar funguje jako velmi přesné hodiny.
A to poskytuje vynikající příležitost k testování obecné relativity. Druhá Nobelova cena za neutronové hvězdy byla ve skutečnosti udělena za kontrolu obecné relativity těchto objektů (zejména byla nepřímo potvrzena existence gravitačních vln).
Látka v hloubkách neutronových hvězd je ve stavu superdense - ve stavu, který nemůžeme přijmout v laboratořích na Zemi. A to je zajímavé pro fyziky. Na jejich povrchu je velmi silné magnetické pole, které je také nemožné získat v laboratoři. Pulsary někdy vykazují poruchy období, které se náhle změní. A první myšlenkou bylo, že je to kvůli přerušení kůry. Ve skutečnosti se však zdá, že se nejedná o krustální chyby, ale ještě zajímavější účinek je spojen s faktem, že v kůře jsou víry superfluidních neutronů. A když se systém těchto vírů přestaví, dojde k selhání období - hvězda prudce zrychlí její rotaci.
A jak se říká, pulsary mají národní ekonomický význam.
Dlouho se věřilo, že nejdůležitější věcí je jejich rotační stabilita. Přesné časové standardy založené na rádiových pulsarech byly proto vyvinuty velmi vážně.
A skutečnost, že nebyly dosud implementovány, je způsobena pouze skutečností, že v oblasti vytváření atomových hodin existuje také velmi závažný pokrok. Neutronové hvězdy zde tedy nebyly užitečné, ale musely vyřešit další problém.
Ve vesmírném výzkumu je problém autonomní navigace satelitů. Pokud někde mezi Jupitery a Saturnem létá kosmická loď, v ideálním případě se musí rozhodnout, kde a kdy zapnout motor, aby korigovala orbitu. K tomu potřebuje znát svou rychlost a umístění. Nyní je to řešeno neustálým kontaktem se Zemí. Ale to je špatné. Za prvé, protože signál se může pohybovat tam a zpět po několik hodin, a za druhé, musíte na palubu napájet výkonný rádiový vysílač. Bylo by skvělé, kdyby se o tom mohl rozhodnout satelit sám. A pulsary jsou perfektním řešením. Protože dávají stabilní impulsy.
Satelit se pohybuje relativně ke středu hmoty sluneční soustavy. Respektivně
Vypočítáme-li doby příchodu impulzů pro barycentrum, pak můžeme ze zpoždění v měřené době příjezdu určit souřadnice satelitu ve sluneční soustavě.
Pokud se satelit pohybuje, dochází k Dopplerovu efektu. Pokud se pohybuje směrem k pulsaru, zvyšuje se frekvence příchodu pulsů. Pokud je v opačném směru, pak se snižuje. Pokud je pozorováno několik takových pulsarů, pak lze přesně určit trojrozměrnou polohu a rychlost přístroje. Technologický pokrok dnes učinil rentgenové detektory docela levnými, lehkými a energeticky účinnými. A první čínský satelit s prototypem takového navigačního systému již letí. A druhý prototyp je nyní testován na Mezinárodní vesmírné stanici. Existuje americké zařízení NICER, v rámci jeho používání se provádí experiment SEXTANT, ve kterém se testuje rentgenový navigační systém. Meziplanetární stanice příští generace budou s největší pravděpodobností vedeny pulsary.
Pavel Kotlyar