Pontosan fél évszázaddal ezelőtt a csillagászok furcsa jelzést kaptak, amelyet eredetileg tévedtek az idegenek üzeneteivel. Hogy rontotta a pulzárok a tudósokat, és miben váltak a csillagászok 50 évvel később, mondta a Moszkvai Állami Egyetem vezető kutatója, fizikai és matematikai tudományok doktora, Szergej Popov asztrofizikus.
- Szergej, pontosan 50 évvel ezelőtt a cambridge-i rádiócsillagászok először fedezték fel a rádió pulzort. Hogy történt ez?- 1967 volt az egész Egyesült Királyság, a nagy október 50. évfordulójára készülve, a Pink Floyd kiadta első albumát, a The Beatles felvette az Sgt-ot. A Pepper Lonely Hearts Club együttese, ha nem tévedek. Jocelyn Bell, mint végzős hallgató, napi 30 méteres papírt kapott, ahol a rádiójelek adatait felvevő karcsú kezével írták. És velük dolgozott. Lassan észrevette egy furcsa jelet, amely ismételten az ég ugyanazon területéről származik. Látta, hogy a jel 23 óránként 56 percenként jön, vagyis a Föld csillagokhoz viszonyított forradalmának ideje alatt. Az első ilyen jel, amelyet a felvevő felvételein észrevett, augusztus 6-án vonatkozik. De ezt később azonosították. Aztán bejelentette erről a vezetőt, Anthony Hewish-t, és sokan kételkedtek abban, hogy ez a jel valódi. Úgy döntöttek, hogy tesztelik ezt a jelet, és november 28-án igazolásukat sikeres koronázta. Sőt, abban a pillanatban rájöttek, hogy ez a jel 1,33 másodperc időtartamú. Aztán el kellett dobni egy csomóféle lehetőséget, beleértve az idegeneket is. Soha nem fogjuk tudni, mennyire komolyan veszi ezt a verziót - ilyen volt az idő, mindenki tudata kibővült. Nem sokkal karácsony előtt, miközben szabadságra távozott, Jocelyn felfedezte a második forrást. Jocelyn felfedezte a második forrást. Jocelyn felfedezte a második forrást.
És nem sietették, hogy tájékoztassák a világot a felfedezésről?
- Nagyon komoly esély volt arra, hogy ez a jel mesterséges, és ezért Hewish arra az ötletre jutott, hogy ha a jel egy bizonyos bolygóról származik, és a bolygó a csillag körül forog, akkor a jel meglehetősen erős Doppler-eltolása észlelhető. Szándékosan megvizsgálták ezt a lehetőséget, és elutasították azt, vagyis rájöttek, hogy a forrás nem olyan tárgyon található, amely periodikusan mozog a csillag körül. Nos, akkor egy cikket tettek közzé a Nature-ben, ahol az akkori hagyományokkal és parancsokkal összhangban Huish volt az első szerző, Bell pedig a második.
Aztán nagy vita folyt a tárgy természetéről, és kevesebb mint hét évvel később, viszonylag gyorsan, odaítélték ebből a Nobel-díjat.
És nem is botrány nélkül - Bell díj nélkül maradt
- Igen, Frel Hoyle levelet írt az újsághoz, és arról beszélt, hogy amit tett, egyáltalán nem véletlen, és ő volt az, aki észrevette, hogy a jel az ég egyik részéből származik, a különbség a napközben. Erről vitattak, és maga Jocelyn később azt írta, hogy nem sértette meg, és nincs panasza. Legalább azt mondhatjuk, hogy senki senki nem tolta vagy tolta oda szándékosan oda.
A furcsa tárgy neutroncsillagnak bizonyult, de ez volt az eset, amikor korábban megjósolták a létezésüket?
Promóciós videó:
- Igen, a neutroncsillagokat az 1930-as évek óta jósolják. Az elején, még a neutronok felfedezése előtt, Landau tett egy elvont elméleti jóslatot, hogy lehetnek olyan superdense csillagok, amelyek sűrűsége atomi atommag. Aztán 1934-ben, a neutron felfedezésekor Baade és Zwicky cikke jelent meg, ahol helyesen jósolták meg, hogy a neutroncsillagok elsősorban neutronokból állhatnak, és szupernóva robbanások során születnek. Fontos kulcsfontosságú paramétereket jelöltek meg. Aztán úgy vagy úgy, a teoretikusok körében felbukkantak a neutroncsillagok létezése, valahol a 60-as évek közepén elkezdték részletesen modellezni ezen források hűtését. És általánosságban elmondható, hogy a 67. évben Franco Pacini írt egy cikket, ahol szinte előre jelezték a pulsar sugárzást.
Tehát 1967-es felfedezésével a nagyváros méretű csillagtömeg új objektumainak egy egész osztálya ismertté vált a tudomány számára. Milyen típusúak?
- Valójában sok különböző neutron csillag létezik. De ez elsősorban az utóbbi évek eredménye. Eleinte azt hitték, hogy minden fiatal neutroncsillag hasonló a Rák-köd pulzárjához. És láthatjuk a régi neutroncsillagokat a bináris rendszerekben, ha az anyag egy társcsillagból áramlik rájuk. És akkor kiderült, hogy a fiatal neutroncsillagok nagyon változatosan manifesztálódhatnak. A leghíresebb típusú források valószínűleg a mágnesek.
A mágneseket az orosz-szovjet csillagászat egyik legfényesebb felfedezésének lehet tekinteni - villogó tárgyak, amelyek maximálisan fantasztikus sugárzási teljesítményt, több mint 10 milliárd napenergiájú fényt érnek el.
Másrészt még mindig vannak fiatal neutroncsillagok. De teljesen különböznek a pulzátoroktól, azaz nem nyilvánulnak meg pulzátorként. Ezek például a napenergia környékén lévő hűtött neutroncsillagok, az úgynevezett. A csodálatos hét. Vannak források a szupernóva maradványaiban. Nagyon szép, amikor közvetlenül a maradék közepén egy kis röntgenforrást látunk, amely nem mutat semmilyen tevékenységet. Ez egy fiatal neutroncsillag, és forró felületéről sugárzást látunk. A pulzátorok különféle érdekes változatai is vannak, például a forgó rádió tranziensek - tárgyak, amelyek nem minden fordulatot adnak impulzusnak.
Milyen szerepet kezdett játszani a pulzátorok a csillagászatban és az alkalmazott problémákban?
- Általában véve minden tudós megdöbbent a pulzátorok forgásának stabilitása miatt, tehát a pulsar nagyon pontos óraként működik.
Ez kiváló lehetőséget kínál az általános relativitás tesztelésére. A második Nobel-díjat a neutroncsillagokért valójában az általános objektumok relativitásellenőrzésének ellenőrzéséért kapták (különösen a gravitációs hullámok fennállását közvetetten megerősítették).
A neutroncsillagok mélységében lévő anyag túlméretezett állapotban van - olyan állapotban, amelyet a Föld laboratóriumaiban nem tudunk befogadni. És ez érdekes a fizikusok számára. A felületükön nagyon erős mágneses mező van, amelyet szintén lehetetlen laboratóriumban elérni. A pulzátorok időnként olyan hibákat mutatnak, amelyek hirtelen megváltoznak. Az első gondolat az volt, hogy ennek oka a kéreg törése. De valójában úgy tűnik, hogy ezek még mindig nem kéreghibák, hanem még érdekesebb hatás jár azzal a ténnyel, hogy a kéregben szuperfolyékony neutronok örvényei vannak. És amikor ezeknek az örvényeknek a rendszerét újjáépítik, akkor egy periodikus hiba lép fel - a csillag élesen felgyorsítja forgását.
És amint mondják, a pulzátorok nemzeti gazdasági jelentőséggel bírnak.
Régóta azt hitték, hogy a legfontosabb a forgási stabilitásuk. Ezért a rádió pulzátorokon alapuló pontos időszabványokat nagyon komolyan fejlesztették ki.
És az a tény, hogy manapság nem hajtották végre azokat, csak az a tény, hogy nagyon komoly előrelépés tapasztalható az atomórák készítése területén is. Tehát a neutroncsillagok itt nem voltak hasznosak, de szükségük volt egy másik probléma megoldására.
Az űrkutatás során felmerül az autonóm műholdas navigáció problémája. Ha van egy űrhajója, amely valahol a Jupiter és a Szaturnusz között repül, akkor ideális esetben saját maga kell eldöntenie, hogy hol és mikor kapcsolja be a motort a pálya kijavításához. Ehhez tudnia kell a sebességét és a helyét. Most ezt a Földdel való állandó kapcsolat révén oldják meg. De ez rossz. Egyrészt azért, mert a jel több órán keresztül tovább-vissza mehet, másodszor pedig egy erős rádióadót kell táplálni a fedélzeten. Nagyszerű lenne, ha a műholdas egyedül tudja eldönteni. És a pulzárok a tökéletes megoldás. Mert stabil impulzusokat adnak.
A műhold a Naprendszer tömegközéppontjához viszonyítva mozog. Illetőleg, Ha kiszámoljuk az impulzusok érkezési idejét a barycenter számára, akkor a mért érkezési idő késleltetéséből meghatározhatjuk a Naprendszer műholda koordinátáit.
Ha a műhold mozog, akkor Doppler-effektus lép fel. Ha a pulzár felé mozog, akkor növekszik az impulzusok érkezési gyakorisága. Ha ellenkező irányba mutat, akkor csökken. Ha több ilyen impulzus figyelhető meg, akkor a készülék háromdimenziós helyzete és sebessége pontosan meghatározható. Manapság a technológiai fejlődés miatt a röntgendetektorok meglehetősen olcsók, könnyűek és energiahatékonyak. És az első kínai műhold, amely egy ilyen navigációs rendszer prototípusát tartalmazza, már repül. És a második prototípust most kipróbálják a Nemzetközi Űrállomáson. Van egy amerikai eszköz NICER, amelynek részeként a SEXTANT kísérletet végzik, amelyben a röntgennavigációs rendszert tesztelik. Valószínű, hogy a következő generációs bolygóközi állomásokat a pulzárok irányítják.
Pavel Kotlyar