Tepat setengah abad yang lalu, para astronom menangkap isyarat aneh, yang pada mulanya disalah anggap sebagai mesej dari makhluk asing. Bagaimana pulsar menakutkan para saintis dan apa yang menjadi ahli astronomi 50 tahun kemudian, kata penyelidik terkemuka Universiti Negeri Moscow, Doktor Sains Fizikal dan Matematik, ahli astrofizik Sergei Popov.
- Sergey, tepat 50 tahun yang lalu ahli astronomi radio di Cambridge menemui radio pulsar untuk pertama kalinya. Bagaimana ini berlaku?- Pada tahun 1967, seluruh UK sedang bersiap untuk ulang tahun ke-50 Great October, Pink Floyd mengeluarkan album pertama mereka, The Beatles merakam Sgt. Pepper's Lonely Hearts Club Band, jika saya tidak salah. Jocelyn Bell, sebagai pelajar siswazah, menerima kertas sepanjang 30 meter setiap hari, di mana data mengenai isyarat radio ditulis dengan tangan perakam. Dan dia bekerja dengan mereka. Dengan perlahan, dia mula melihat isyarat aneh yang berulang kali datang dari kawasan langit yang sama. Dia melihat bahawa isyarat itu muncul setiap 23 jam 56 minit, iaitu, untuk tempoh revolusi Bumi berbanding dengan bintang-bintang. Isyarat pertama yang terdapat pada rakaman rakaman, yang dicatat olehnya, merujuk kepada 6 Ogos. Tetapi mereka mengenal pasti semua ini kemudian. Kemudian dia melaporkan hal ini kepada pemimpin, Anthony Hewish, dan mereka mempunyai banyak keraguan tentang betapa nyata isyarat ini. Diputuskan untuk menguji isyarat ini, dan pada 28 November, pengesahan mereka dimahkotai dengan kejayaan. Lebih-lebih lagi, pada saat itu mereka menyedari bahawa isyarat ini hadir dengan jangka masa 1.33 saat. Maka perlu membuang banyak pilihan, termasuk makhluk asing. Kami tidak akan tahu betapa seriusnya mereka yang mengambil versi ini - waktunya seperti itu, kesedaran semua diperluas. Tidak lama sebelum Krismas, ketika pergi untuk cuti, Jocelyn menemui sumber kedua. Jocelyn menemui sumber kedua. Jocelyn menemui sumber kedua.
Dan mereka tidak tergesa-gesa untuk memberitahu dunia mengenai penemuan itu?
- Terdapat kemungkinan yang sangat serius bahawa isyarat ini adalah buatan, dan oleh itu Hewish muncul dengan idea bahawa jika isyarat tersebut berasal dari planet tertentu, dan planet ini berputar di sekitar bintangnya, maka pergeseran isyarat Doppler yang agak kuat akan terlihat. Mereka dengan sengaja menyelidiki pilihan ini dan menolaknya, iaitu, mereka menyedari bahawa sumbernya bukan pada objek yang bergerak secara berkala di sekitar bintang. Nah, kemudian mereka menerbitkan sebuah artikel di Nature, di mana, sesuai dengan tradisi dan perintah pada masa itu, Huish adalah penulis pertama, dan Bell adalah yang kedua.
Kemudian ada perbincangan besar mengenai sifat objek, dan kurang dari tujuh tahun kemudian, agak cepat, Hadiah Nobel diberikan untuk ini.
Dan bukan tanpa skandal - Bell dibiarkan tanpa hadiah
- Ya, Frel Hoyle menulis sepucuk surat kepada surat khabar dan berbicara tentang fakta bahawa apa yang dia lakukan sama sekali tidak sengaja, dan dialah yang menyedari bahawa isyarat itu datang dari satu bahagian langit dengan perbezaan pada hari-hari sampingan. Terdapat beberapa perbincangan mengenai perkara ini, dan Jocelyn sendiri kemudian menulis bahawa dia tidak tersinggung dan tidak mempunyai aduan. Paling tidak, kita dapat mengatakan bahawa tidak ada yang mendorong atau mendorong orang di sana dengan sengaja.
Objek aneh itu ternyata bintang neutron, tetapi ini berlaku ketika keberadaannya diramalkan lebih awal?
Video promosi:
- Ya, bintang neutron telah membuat ramalan sejak tahun 1930-an. Pada mulanya, bahkan sebelum penemuan neutron, ada ramalan teoretikal abstrak yang dibuat oleh Landau bahawa mungkin ada bintang superdensif dengan kepadatan seperti inti atom. Kemudian, pada tahun 1934, ketika neutron ditemui, sebuah artikel oleh Baade dan Zwicky muncul, di mana dengan tepat diramalkan bahawa bintang-bintang neutron terutama terdiri dari neutron dan mereka dilahirkan dalam ledakan supernova. Mereka menunjukkan parameter penting. Kemudian, satu atau lain cara, kewujudan bintang-bintang neutron muncul di kalangan ahli teori, di suatu tempat pada pertengahan tahun 60-an mereka mula memodelkan secara terperinci penyejukan sumber-sumber ini. Dan secara umum, pada tahun ke-67, sebuah artikel ditulis oleh Franco Pacini, di mana sinaran pulsar hampir diramalkan.
Oleh itu, dengan penemuan tahun 1967, seluruh kelas objek baru berukuran besar seukuran sebuah kota besar menjadi terkenal bagi sains. Apakah jenisnya?
- Memang, terdapat banyak bintang neutron yang berbeza. Tetapi ini adalah pencapaian kebelakangan ini. Pada mulanya dipercayai bahawa semua bintang neutron muda serupa dengan pulsar di Nebula Ketam. Dan kita dapat melihat bintang neutron lama dalam sistem binari sekiranya jirim mengalir dari bintang pendamping. Dan kemudian ternyata bintang-bintang neutron muda dapat mewujudkan diri mereka dengan cara yang sangat pelbagai. Jenis sumber yang paling terkenal mungkin adalah magnetar.
Magnetar boleh dianggap sebagai salah satu penemuan astronomi Rusia-Soviet yang paling terang - objek berkelip, mencapai maksimum daya radiasi yang sangat hebat, lebih dari 10 bilion cahaya matahari.
Sebaliknya, masih ada bintang neutron muda. Tetapi mereka sama sekali berbeza dengan pulsar, iaitu jangan menampakkan diri sebagai pulsar. Contohnya, ini adalah bintang neutron penyejuk di persekitaran suria, yang disebut. Tujuh yang Hebat. Terdapat sumber-sumber dalam sisa-sisa supernova. Ia sangat indah apabila tepat di tengah-tengah sisa kita melihat sumber sinar-X titik kecil yang tidak menunjukkan sebarang aktiviti. Ia adalah bintang neutron muda, dan kita melihat sinaran dari permukaannya yang panas. Terdapat juga pelbagai varian pulsar yang menarik, misalnya, seperti radio transien berputar - objek yang memberikan dorongan tidak pada setiap revolusi.
Peranan apa yang dimainkan pulsar dalam astronomi dan masalah yang berlaku?
- Secara umum, semua saintis terkejut dengan kestabilan putaran pulsar, jadi pulsar berfungsi seperti jam yang sangat tepat.
Dan ini memberikan peluang yang sangat baik untuk menguji Relativiti Umum. Hadiah Nobel kedua untuk bintang neutron diberikan, sebenarnya, untuk memeriksa kerelatifan umum untuk objek-objek ini (khususnya, keberadaan gelombang graviti secara tidak langsung disahkan).
Zat dalam kedalaman bintang neutron berada dalam keadaan superdense - dalam keadaan yang tidak dapat kita terima di makmal di Bumi. Dan ini menarik bagi ahli fizik. Terdapat medan magnet yang sangat kuat di permukaannya, yang juga mustahil diperoleh di makmal. Pulsar kadang-kadang menunjukkan kesalahan tempoh yang berubah secara tiba-tiba. Dan idea pertama adalah bahawa ini disebabkan oleh pecahnya kerak bumi. Tetapi, pada kenyataannya, nampaknya ini bukan merupakan kerak pada kerak, tetapi ada kesan yang lebih menarik yang berkaitan dengan kenyataan bahawa terdapat pusaran neutron superfluid di kerak bumi. Dan apabila sistem pusaran ini dibina semula, maka kegagalan tempoh berlaku - bintang dengan cepat mempercepat putarannya.
Dan, seperti yang mereka katakan, pulsar adalah kepentingan ekonomi nasional.
Sejak sekian lama, dipercayai bahawa yang paling penting ialah kestabilan putaran mereka. Oleh itu, standard masa yang tepat berdasarkan pulsar radio dikembangkan dengan sangat serius.
Dan kenyataan bahawa mereka tidak dilaksanakan hari ini hanya disebabkan oleh fakta bahawa terdapat juga kemajuan yang sangat serius dalam bidang pembuatan jam atom. Oleh itu, bintang neutron tidak berguna di sini, tetapi ia diperlukan untuk menyelesaikan masalah lain.
Dalam penyelidikan ruang angkasa terdapat masalah navigasi satelit secara autonomi. Sekiranya kita mempunyai kapal angkasa yang terbang di suatu tempat antara Musytari dan Saturnus, maka idealnya ia perlu memutuskan sendiri di mana dan kapan menghidupkan enjin untuk membetulkan orbit. Untuk melakukan ini, dia perlu mengetahui kepantasan dan lokasinya. Sekarang ini diselesaikan dengan hubungan berterusan dengan Bumi. Tetapi ini buruk. Pertama, kerana isyarat boleh berulang-ulang selama beberapa jam, dan kedua, anda perlu menghidupkan pemancar radio yang kuat di atas kapal. Akan lebih baik sekiranya satelit dapat memutuskannya sendiri. Dan pulsar adalah penyelesaian yang tepat. Kerana mereka memberikan dorongan yang stabil.
Satelit bergerak relatif ke pusat jisim sistem suria. Dengan hormatnya, Sekiranya kita mengira masa kedatangan denyut nadi untuk barycenter, maka dari kelewatan masa ketibaan yang diukur kita dapat menentukan koordinat satelit di Sistem Suria.
Sekiranya satelit bergerak, maka kesan Doppler berlaku. Sekiranya bergerak menuju pulsar, maka kekerapan kedatangan denyut nadi meningkat. Sekiranya ke arah yang bertentangan, maka ia akan berkurang. Sekiranya beberapa pulsar seperti itu diperhatikan, maka kedudukan dan dimensi tiga dimensi radas dapat ditentukan dengan tepat. Hari ini, kemajuan teknologi menjadikan pengesan sinar-X cukup murah, ringan dan menjimatkan tenaga. Dan satelit China pertama dengan prototaip sistem navigasi seperti itu sudah terbang. Dan prototaip kedua kini sedang diuji di Stesen Angkasa Antarabangsa. Terdapat peranti Amerika NICER, sebagai sebahagian dari penggunaannya, eksperimen SEXTANT sedang dilakukan, di mana sistem navigasi sinar-X sedang diuji. Kemungkinan besar, stesen interplanetrik generasi akan datang sudah dipandu oleh pulsar.
Pavel Kotlyar
