во вселенной, из которых исходит это чрезвычайно интенсивное ра-
диоизлучение.
Вскоре из разных мест земного шара стали поступать сообщения
о вновь открываемых пульсарах. Сегодня их известно более трех-
сот. Периоды их лежат в пределах от 0,0016 секунд ( у PSR
1937+21 ) до 4,3 секунды ( у PSR 1845-19 ). Буквы PSR обозначают
слово "пульсар", далее даются прямое восхождение в часах ( 19 5h 0)
и минутах ( 37 5m 0 ) и склонение в градусах ( -19 5о 0 ).
Известно
шестнадцать пульсаров, периоды которых менее 12 миллисекунд.
Самый далекий пульсар находится на расстоянии 1,3 кпк. Самый
близкий пульсар отдален от Земли примерно на 60 пк ( в десятки
раз дальше, чем ближайшие звезды ), а самый далекий зафиксирован
на расстоянии около 25 кпк, т.е. далеко за центром Галактики.
Естественно предположить, что пульсары образуются и в других га-
лактиках. Пока открыли по одному короткопериодическому пульсару
в Большом и Малом Магеллановых Облаках. Девятнадцать пульсаров
найдено в шаровых скоплениях.
Хотя по форме отдельные импульсы не вполне повторяют друг
друга, период пульсара отличается высоким постоянством. Иногда
импульсы пропадают, но после возобновления приема следуют в точ-
ности в прежнем ритме.
Впоследствии удалось записать отдельные импульсы с более вы-
соким разрешением. При этом выяснилось, что они обладают еще бо-
лее тонкой структурой, чем показано на рисунке 2. Рекордная
быстрота изменения интенсивности составляет 0.8*10 5-6 0 секунды.
Это означает, что излучение исходит из области, не превышающей
250 метров в поперечнике.
Уже в первый год после открытия пульсаров обнаружилось, что
период многих из них постепенно увеличивается: со временем пуль-
сары становятся "медленнее". Однако частота следования импульсов
изменяется очень незначительно: чтобы период пульсара удвоился
должно пройти примерно 10 млн. лет.
Что же представляют собой пульсары ? Находятся ли они вблизи
Солнечной системы или также далеки от нас, как другие галактики
? Легко видеть, что пульсары располагаются среди звезд нашего
Млечного Пути. Мы уже знаем, что светлая полоса Млечного Пути,
которую мы видим на небе, это множество звезд, расположенных в
нашей Галактике. Особенно много звезд удается различить, если
смотреть по направлению к центру Галактики. Если нанести на кар-
ту звездного неба все известные пульсары, то они окажутся расп-
ределенными среди звезд нашей галактики, преимущественно в райо-
не Млечного Пути ( рис. 4 ).
Таким образом, пульсары распределены в пространстве так же,
как и звезды: они равномерно размещаются среди звезд. Это зна-
чит, что проходит не одна тысяча лет, пока сигналы от нескольких
пульсаров достигнут земных радиотелескопов. Соответственно, из-
лучения пульсаров должно иметь невероятную интенсивность, чтобы
его, несмотря на гигантские расстояния, можно было зарегистриро-
вать на Земле. И эта энергия исходит из области, диаметр которой
не превышает 250 метров ! Как только был открыт первый пульсар и
его местонахождения на небесной сфере было точно определено,
этот участок неба стали исследовать оптическими телескопами.
Звезда, координаты которой попали в область, указанную радиоаст-
рономами, оказалась самой обыкновенной. По всей видимости, она
не имела ничего общего с приходящим по этому направлению ради-
оизлучением. Сам же пульсар оставался невидимым.
Осенью 1968 года были обнаружены сигналы с периодом всего
лишь 0.03 секунды от пульсара в Крабовидной туманности. Сигналы
пульсара шли из облака, образованного остатками Сверхновой 1054
года, отмеченной в китайских и японских летописях. Нельзя ли
отождествить с пульсаром какой-либо из звездно подобных объектов
Крабовидной туманности ?
Как же определить, является ли невидимая звезда источником
пульсирующего радиоизлучения или нет ? Быть может, оптическое
излучение от звезды тоже пульсирует ? Однако человеческий глаз
неспособен заметить пульсации света от столь слабого источника.
Неособенно выручает и фотографические методы: в том месте, где
на фотопластинку попадает свет звезды она засвечивается вне за-
висимости от того, пульсирует попадающий на нее свет или нет.
Поэтому, чтобы выявить пульсации видимого излучения звезды,
приходится применят специальные методы. С телескопом соединяют
телевизионную камеру, и оптическое изображение передается на два
телеэкрана ( рис. 5 ). Период импульсов радиоизлучения нам уже
известен; в течение одной половины периода изображение поступает
на экран А, а в течение другой половины - на экран В. Если види-
мое излучение объекта пульсирует в том же ритме, что и радиоиз-
лучение, то может в принципе получиться так, что импульс будет
всегда наблюдаться на экране А, а на экране В изображение посту-
пает в те промежутки, когда импульса нет. Те источники, свет ко-
торых пульсирует с иной периодичностью, будут иметь на обоих эк-
ранах одинаковую яркость. Остается, таким образом, только срав-
нить изображения на двух экранах, чтобы выяснить, не изменяется
ли видимая яркость какой-либо звезды с тем же периодом, что ра-
диоизлучение.
То,что пульсар в Крабовидной туманности - видимая звезда
удалось обнаружить описанным выше методом. Используемая аппара-
тура работала по аналогичному принципу, только исследовался не
весь участок неба сразу, а каждая звезда по отдельности. Вместо
того чтобы наблюдать звезду на нескольких телеэкранах, ее свет
направляли поочередно на счетчики фотонов в соответствии с пери-
одом пульсара Крабовидной туманности. Схема подобного измерения
иллюстрируется на рис.6. Если свет звезды не пульсирует, то все
счетчики отмечают примерно одинаковое число световых квантов.
Если же от звезды идут вспышки с той же периодичностью, что и у
сигналов пульсара, то будут срабатывать те счетчики, которые за-
действованы в момент прихода светового импульса; остальные же
датчики ничего не регистрируют. Таким образом, за достаточно
долгое время показания счетчиков, на которые приходится "актив-
ная" доля периода, будут большими, а показания остальных счетчи-
ков, в которые попадает лишь фоновый свет от темного ночного не-
ба, остаются почти на нуле. Как говорят, подобная система счет-
чиков "накапливает" импульс.
В ноябре 1968 года два молодых астронома, Уильям Джон Кок и
Майкл Дисней, решили провести три ночных дежурства на 90-санти-
метровом телескопе обсерватории Стюарда в Тусоне ( штат Аризона
). Ни тот ни другой не имели еще опыта астрономических наблюде-
ний, и они хотели воспользоваться ночными дежурствами, чтобы
познакомиться с работой на телескопе. Они еще размышляли о том,
что именно будут наблюдать, когда в начале декабря в журнале
"Science" появилось сообщение об открытии пульсара в Крабовидной
туманности. Это натолкнуло молодых астрономов на мысль попытать-
ся обнаружить видимое излучение пульсара, тем более, что необхо-
димая для этого электронная аппаратура уже имелась в институте.
Дональд Тейлор построил эту аппаратуру для совершенно других це-
лей и воспользовался ею как "приданым", чтобы быть включенным в
группу наблюдателей. Итак, в отношении техники все было в поряд-
ке. И хотя никаких гарантий успеха не было - никому ведь еще не
удавалось отождествить пульсар с видимой звездой,- Кок и Дисней
имели возможность познакомиться с работой на телескопе, а Тейлор
- испытать свои приборы.
К началу января измерительная аппаратура была смонтирована
на горе Китт-Пик ( в 70 км от города Тусона ), и 11 января те-
лескоп был впервые направлен на Крабовидную туманность. Для каж-
дой звезды измерения проводились в течение 5000 периодов пульса-
ра, причем за каждый период световой сигнал распределялся после-
довательно между несколькими счетчиками. Но ни одна звезда в
исследованной области не давала накопления импульса на счетчи-
ках, и 12 января Тейлор вернулся в Тусон. Помогать Коку и Диснею
остался Роберт Мак-Каллистер, обслуживающий электронную аппара-
туру. 12 января погода начала портиться, а результатов все не
было. Еще две ночи, отведенные на это исследование, пропали
из-за плохой погоды, и все предприятие, казалось, было обречено
на неудачу.
Как часто все решает случай ! Уильям Тиффт - наблюдатель,
чье дежурство начиналось с 15 января, уступил незадачливым но-
вичкам ночи 15 и 16 января, чтобы они смогли вновь попытать
счастья. Здесь предоставим слово самому Диснею.
"Пятнадцатого днем было облачно, но к вечеру небо проясни-
лось. Мы начали ровно в 20 часов. Тейлор был еще в Тусоне; Кок и
я сменяли друг друга у телескопа, а Мак-Каллистер работал с ап-
паратурой Тейлора. Для начала мы сделали замер от темного неба,
в стороне от звезд. Для следующего измерения мы выбрали звезду,
которую Вальтер Бааде обозначил как центральную звезду Крабовид-
ной туманности. Всего тридцать секунд потребовалось для того,
чтобы прибор показал нарастающее накопление импульса на счетчи-
ках. Заметен был и слабый вторичный импульс, отстоящий от глав-
ного примерно на половину периода; он был значительно шире и не
такой высокий. В то время как Мак-Каллистер продолжал спокойно
обслуживать аппаратуру, мы с Коком поминутно переходили от исте-
рического возбуждения к глубочайшей депрессии. Действительно ли
это пульсар или просто какие-то ложные аппаратурные эффекты?
Ведь частота пульсара была в точности равна половине промышлен-
ной частоты переменного тока в США. Но при повторном измерении
импульс вновь появился во всей своей красе, и настроение под ку-
полом обсерватории поднялось.
В 20.30, через полчаса после начала наблюдений, позвонил
Тейлору. Он отнесся к моему сообщению скептически и предложил
изменить кое-что в аппаратуре, чтобы устранить возможные ошибки.
Лишь на следующую ночь, наблюдая своими глазами за накоплением
импульса, он перестал сомневаться.
В 1.22 появились облака. Наблюдения были окончены. У трех
наблюдателей в обсерватории не было ни малейшего сомнения в том,
что им посчастливилось открыть первый оптический пульсар".
Теперь и другие астрономы стали искать подтверждения откры-
тия.
После открытия пульсара в Крабовидной туманности стало ясно,
что пульсары каким-то образом связаны со взрывами сверхновых.
По-видимому, сигналы пульсары идут от того объекта, который ос-
тается на месте взрыва сверхновой. Это предположение подтвержда-
ется и другим пульсаром, излучение которого исходит из области,
где наличие газовых масс указывает на происшедший ранее взрыв
сверхновой. Этот взрыв, по всей вероятности, произошел очень
давно, задолго до аналогичного события в Крабовидной туманности.
В созвездии Паруса разлетающиеся газовые массы выглядят уже не
как компактное пятно, а как отдельные "нити", имеющие большую
протяженность. Период этого пульсара на 0,09 секунды больше пе-
риода пульсара в Крабовидной туманности. Это третий из самых
быстрых известных пульсаров.( После открытия миллисекундных ра-
диопульсаров его место 5-6). С самого начала велся поиск этого
объекта в видимой области спектра. Но успеха удалось добиться
лишь в 1977 году: письмо, полученное 9 февраля редакцией журнала
"Nature", в котором говорилось об отождествлении пульсара в соз-
вездии Паруса с видимой звездой, было подписано двенадцатью ав-
торами. Отметим, что наряду с этими двенадцатью учеными, работа-
ющими в Англии и Австралии, в предшествующие восемь лет многие
Страницы: 1, 2, 3
|