"Маленькие зеленые человечки"

Мы видим звезды мерцающими потому, что их свет проходит в земной атмосфере слои различной плотности. Радиоизлучение из Вселенной также проникает через области межпланетного газа различной плотности. В середине 60-х годов в радиоастрономическом центре в Кембридже было создано специальное приемное устройство, предназначенное для измерения "мерцаний" в диапазоне радиоволн. Предполагалось, что период мерпании должен составлять порядка секунды, и, следовательно, приемное устройство должно было реагировать на такие колебания интенсивности радиоизлучения космических объектов. Когда в 1967 г. Джокелин Бэлл занялась расшифровкой записей сигналов космических радиоисточников, ей бросилось в глаза нечто удивительное: при зондировании некоторого участка неба были обнаружены радиосигналы в виде отдельных импульсов, следовавших друг за другом с одним и тем же временным интервалом. Это казалось необъяснимым. С присущим им юмором ученые предположили, что некие "маленькие зеленые человечки", желая привлечь к себе наше внимание, посылают нам со строгой закономерностью сигналы из глубин Вселенной.

Последовательность импульсов пульсара СР 1919 в радиодиапазоне

Вначале астрономы решили не предавать гласности это открытие, поскольку ему невозможно было дать сколько-нибудь удовлетворительное объяснение. Но в конце 1967 г. обнаружилось еще несколько объектов с подобными свойствами - иными были лишь интервалы между импульсами. После этого материал был собран для публикации^*. Однако поиски продолжались, и к 1969 г. насчитывалось уже более 20 подобных объектов. Было высказано предположение, что таинственные импульсы испускают белые карлики; вновь открытые своеобразные объекты получили название "пульсары". Но такое толкование не выглядело убедительным, поскольку никак не удавалось идентифицировать пульcap и белый карлик. Томас Голд выдвинул другую гипотезу, которая привлекла к себе внимание специалистов: пульсары - это быстро вращающиеся нейтронные звезды.

^*(Руководителю этой радиоастрономической группы Э. Хьюишу за открытие пульсаров в 1974 г. была присуждена Нобелевская премия. - Прим. перев.)

Согласно теории нейтронных звезд, в процессе гравитационного коллапса за короткое время выделяется огромное количество энергии, что приводит к выбросу большей части массы звезды. Поэтому образование нейтронных звезд связывают со вспышками сверхновых. Отсюда следовало, что пульсары надо искать там, где находятся остатки взрывов сверхновых. Самым известным и впечатляющим объектом, который уверенно можно считать результатом распада сверхновой, является Крабовидная туманность в созвездии Тельца. Наблюдения японских и китайских астрономов, выполненные еще в XI в., убедительно свидетельствовали о том, что именно там, где сегодня простираются многочисленные волокна Крабовидной туманности, в 1054 г. вспыхнула огромная сверхновая. И вскоре систематический поиск пульсаров в этой области увенчался успехом: примерно на месте бывшей вспышки сверхновой был обнаружен объект, излучавший радиоимпульсы с удивительно коротким периодом - порядка 0,033 с.

Рудольф Минковский (1895-1976) и Вальтер Бааде на основании спектральных исследований отождествили центральную звезду Крабовидной туманности с остатком сверхновой, вспыхнувшей в 1054 г. Однако оставались нерешенными еще два вопроса: действительно ли эта центральная звезда идентична пульсару; изменяется ли ее яркость в оптическом диапазоне с тем же периодом - 0,033 с? И тот и другой вопрос удалось решить довольно быстро.

В 1054 г. японские и китайские астрономы зарегистрировали весьма интересное явление: в начале июля при убывающей Луне выше звезды из созвездия Тельца появилась 'новая звезда' (сверхновая - по современной терминологии). Сегодня на месте остатков взрыва сверхновой наблюдается Крабовидная туманность, в центре которой находится пульсар

Зарегистрировать столь частые изменения яркости ("мигания") в оптическом диапазоне оказалось делом весьма трудным. Здесь не годились ни фотографические пластинки, ни глаз человека; оставалось только надеяться на электронику. Соответствующая аппаратура была изготовлена на обсерватории Кит Пик в Аризоне. В ночь с 15 на 16 января 1969 г. там было установлено, что пульсар в Крабовидной туманности и в оптическом диапазоне мерцает с периодом в 0,033 с. Позднее с помощью специальной аппаратуры, поднятой на шарах-зондах в верхнюю атмосферу, удалось показать, что тот же период колебаний наблюдается и в рентгеновском диапазоне.

Эти результаты давали определенные основания считать, что пульсар в Крабовидной туманности представляет собой гипотетическую нейтронную звезду. Однако, возможно, при объяснении этого явления нельзя исходить только из теории нейтронных звезд, а необходимо рассмотреть и другие механизмы.

Со времени публикации первых захватывающих результатов о пульсарах прошло уже более десятка лет. Сегодня известно около 200 пульсаров, обнаруженных в самых равных уголках космического пространства. Теперь мы знаем о них много больше, чем можно было даже мечтать в первые годы наблюдений; в целом уже удалось обрисовать возможный механизм данного явления и объяснить ряд наблюдавшихся фактов, например, что частота импульсов связана с частотой вращения звезды. Однако многие детали наблюдений по-прежнему остаются непонятными и не укладываются ни в какую теорию. В случае пульсаров мы имеем дело с такими формами существования вещества во Вселенной, которые невозможно воспроизвести в земных лабораториях. Пульсары служат еще одним подтверждением того, что процессы, протекающие во Вселенной, дают нам единственную в своем роде возможность исследовать новые, еще неизвестные свойства материи.

Фотография Крабовидной туманности, сделанная Робертсом (1895 г.)