27/04/2008
03:29
|
09.04.2008 | наука Владимир Спирин
Начиналось все довольно банально. Известный уже к середине 1960-х британский радиоастроном Энтони Хьюиш поручил своей аспирантке Джоселин Белл сделать собственный телескоп для исследования небесного фона и поисков
новых квазаров. С помощью своих коллег она намотала на сотни деревянных столбов километры и километры проволоки, создав тем самым весьма чувствительную антенну, на которую и стали приходить странные регулярные сигналы.
Поначалу Джоселин думала, что это помехи, создаваемые расположенной неподалеку то ли военной, то ли коммерческой станцией. Потом стала проверять технические параметры своих проволочных заграждений. В
конечном итоге Джоселин пришла к выводу о том, что сигналы имеют
космическое происхождение.
Вместе с руководителем они поначалу даже испугались, подумав о «маленьких зеленых человечках», посылающих эдакий
закодированный месседж из глубин необъятного космоса. Полгода они скрывали ото всех открытие Белл, пока наконец в 1968 году не опубликовали в журнале Nature свой совместный отчет о пульсирующих сигналах.
Статья произвела эффект разорвавшейся бомбы. Весь мир заговорил об
объектах, название которых родилось буквально в одночасье – пульсары.
Подключившиеся теоретики довольно быстро рассчитали, что речь идет о
естественном этапе эволюции небольших звезд, гелиевая сердцевина
которых выгорела, а оставшаяся масса под действием гравитации
коллапсировала («схлопнулась») сама на себя. В результате электроны
оказались имплантированными в протоны с образованием нейтронов. Так
возникают нейтронные звезды, масса которых достигает 10 в 30-й степени тонн, а
диаметр не превышает 20 км. Сама Белл, говоря о плотности подобных
небесных объектов, приводит такое сравнение: «Представьте себе, что все
человечество «упаковали» в один небольшой наперсток!»
Гигантская энергия, сконцентрированная буквально в точке
пространства, заставляет нейтронную звезду вращаться со скоростью
несколько оборотов в секунду. Поскольку пульсары вращаются с одинаковой
скоростью, они являются одними из самых точных часов. Открытие
пульсаров позволило поставить первые реальные эксперименты по проверке
эйнштейновского релятивизма. Сегодня удалось получить подтверждение
общей теории относительности с точностью до 0,05%.
Со временем стало ясно, что пульсары представляют собой потухшие
остатки относительно небольших звезд разной массы. Если масса звезды
при ее рождении не превышает 100 солнечных, а содержание гелия
составляет 2-40 масс нашего светила, то ее эволюция приводит к
формированию маленького пульсара, в центре которого формируется черная
дыра. Все может закончиться не слишком яркой вспышкой сверхновой.
Открытие пульсаров подхлестнуло развитие космологии, которую физики
признали твердой наукой (по аналогии с твердыми валютами). Еще 15 лет
назад наш ученый Владимир Усов опубликовал в Nature статью, в которой
чисто теоретически рассматривал возможность существования
миллисекундных пульсаров, то есть вращающихся с частотой более 700
оборотов в секунду. Они должны были обладать гигантскими магнитными
полями и представлять из себя источники мощнейшего гамма-излучения
(даже не рентгеновского, а еще более мощного)!
Никто тогда себе и представить не мог, что всего лишь через какие-то
полтора десятка лет эти «блазары», или GRB – Gamma-Ray Bursts, будут
действительно открыты в глубинах Вселенной. Это одно из самых
замечательных открытий, сделанных в 2007 году. Я не удивлюсь, если оно
будет удостоено ближайшей нобелевской награды.
Изучение пульсаров не прекращается благодаря все новым спутникам,
космическим платформам и наземным телескопам. В одном из недавних
номеров Nature была опубликована статья Сергея Блинникова из
Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, где некогда «ковалась» первая
американская атомная бомба. В данной статье он разбирает природу
вспышки сверхновой 2006 года (SN2006gy – Super-Nova), которая как
минимум в 10 раз мощнее обычной.
Ученый считает, что классический коллапс сердцевины звезды – не
единственный механизм вспышек. В массивных звездах давление масс и
гравитация приводят к образованию пар электронов и их античастиц
позитронов – так называемых пар нестабильности. Они настолько
возбуждены, что начинают гореть со взрывом. Энергия сердцевины звезд
катастрофически уменьшается, и за их коллапсом следует второй взрыв с
выбросом нескольких солнечных масс материи. Столкновение двух взрывных
волн приводит к излучению огромного количества света, которое как
минимум в 10 раз больше светимости обычной сверхновой.
Пока это теория, основанная на расчетах энергетических потоков,
приходящих к нам из космоса от пульсирующих объектов. Но вполне
возможно, что в недалеком будущем мы станем свидетелями рождения других
сверхновых, подтверждающих правоту Блинникова. И может случиться так,
что за пульсары дадут вторую Нобелевскую премию. Первую дали в 1974
году одному лишь Хьюишу. Видимо, нобелевские эксперты посчитали, что
негоже высокую награду давать аспиранткам. Руководитель же на
соблюдении научного паритета не настоял, хотя в истории нобелевских
премий один такой пример имеется. Джоселин Белл на протяжении 40 лет
приходится оправдывать своего босса.
(Комментировать)
|
