6.8.4. Пульсары

Сравнительно недавно (в 1968 г.) были обнаружены еще одни небесные объекты, являющиеся источниками переменного ра­диоизлучения, причем пульсация происходит с частотой около 1 колебания в секунду, которые получили название пульсаров. Голдом была предложена модель, согласно которой пульсар — это вращающаяся нейтронная звезда. Время жизни пульсара ~10⁸ лет. Механизм возникновения переменного излучения со­стоит в том, что электроны и протоны захватываются сверхсиль­ным магнитным полем звезды. Вместе со звездой вращаются

магнитное поле и захваченные им частицы (рис. 6.11). Вблизи внешней границы плазмы, которая удерживается магнитным по­лем, частицы движутся со скоростями, близкими к световой. Со­гласно квантовой электродинамике они испытывают ускорение и, следовательно, излучают. Ускорение очень большое, и интен­сивность излучения поэтому велика. Следствием релятивистско­го характера движения частиц является то, что излучение в ос­новном испускается вдоль направления движения частиц. По­скольку вращение происходит вместе с магнитным полем звезды, то она излучает, как «прожектор», луч которого обегает небо. При каждом обороте пульсара на Земле наблюдается вспышка.

Вращающееся магнитное

Вращающаяся нейтронная

Ч

Земля

\

Рис. 6.11. Модель пульсара, предложенная Голдом.

Ч

Также недавно, в 1972 г., экспериментально были обнаруже­ны всплески космического гамма-излучения, когда американцы запустили спутник «Вела» (название — от испанского слова velar — быть на страже), желая установить, не производят ли русские тайные испытания ядерных устройств, при которых должны возникать кратковременные всплески гамма-излучения большой энергии. Оказалось, что всплески длительностью по­рядка секунды происходят примерно раз в сутки, но их источни­ки равномерно распределены по всему небу и они происходят где-то в дальнем Космосе. Предполагают, что гамма-всплеск происходит при слиянии пары нейтронных звезд, падении нейт­ронной звезды на черную дыру или слиянии двух черных дыр. При этом выделяется гигантская энергия порядка 10³⁹ — 10⁴⁰ Дж в области 10 — 100 км за время около секунды. Согласно теории

освобожденная при столкновении черных дыр энергия может привести также к распространению в космосе гравитационных волн.

В ноябре 1999 г. появилось сообщение об экспериментах на релятивистском коллайдере (ускорителе — сталкивателе тяжелых ионов, в котором частицы разгоняются до скорости, равной 99,9 скорости света) в Брукхевенской национальной лаборато­рии США по получению кварк-глюонной плазмы (КГП) — того самого состояния вещества, в котором находилась масса нашей Вселенной через Ю^-5 с после БВ. В КГП с плотностью 3,6 • 10⁶ т/мм³ и температурой 1,5 ■ 10⁹ К кварки теряют свою привязанность к отдельному адрону и начинают «чувствовать» кварки адронов-соседей. Весь объем ядра заполняется кварками и глюонами, но в целом состояние КГП очень неустойчиво, и кварки снова склеиваются в адроны.

Другими словами, экспериментаторы решили рукотворно на Земле осуществить процесс, напоминающий Большой Взрыв! Это вызвало неоднозначную реакцию даже среди профессиона­лов-физиков. Дело в том, что в таких условиях может возник­нуть материя из «странных» кварков, начаться неконтролируе­мая реакция по превращению всей «нашей» материи в «стран­ную материю», в новое состояние со сверхплотным веществом и температурой в триллион градусов, и в итоге может образоваться черная дыра. Если теоретики не ошибаются, что рождение Все­ленной вызвал БВ, а экспериментаторы смогут воссоздать его на Земле, то об успешности такого моделирования судить придется уже не нам!

В связи с проблемой CETI можно предположить, что молча­ние далеких цивилизаций и вспышки сверхновых звезд могли быть вызваны энтузиастами, которым не терпелось узнать прав­ду о зарождении Вселенной и даже посоревноваться с природой. Результатом такой спешки и могли быть очередные черные ды­ры во Вселенной.

В связи с классификацией звезд и происходящих в них атом­ных и ядерных процессов и испусканием различных излучений остановимся кратко на неоптических методах наблюдений аст­рофизических объектов, возникших из-за того, что видимый свет, как видно на примере «скрытой» массы, несет не всю ин­формацию о том, что происходит в Космосе. Инфракрасное и рентгеновское излучения сильно поглощаются атмосферой Зем­ли. Нейтрино вообще слабо взаимодействует с веществом. По­этому для исследования инфракрасного и рентгеновского излу­чений используют ракеты и спутники, а для наблюдения нейт­рино строят глубокие шахты, чтобы максимально защитить детекторы от фона. Например, такая лаборатория имеется в Бак- санском ущелье на Кавказе. Имеются также проекты использо­вания для этой цели толщи вод Байкала. В июне 2001 г. в нейт­ринной обсерватории Садбери установили, что (анти)нейтрино, испускаемое Солнцем за время движения к нашей планете, ме­няет свой тип. Таким образом, найдено объяснение недостатка количества солнечных (анти)нейтрино, фиксируемых на Земле. Это крупное открытие с очень значительной долей достовернос­ти позволяет считать, что нейтрино имеет массу покоя. Метода­ми радиоастрономии были обнаружены радиоисточники в на­шей Галактике, часть которых (около 200) удалось отождествить с видимыми галактиками или звездами. Первый внегалактиче­ский источник, расположенный в созвездии Лебедь, обнаружен в 1948 г.

В 1999 г. на рентгеновской установке Чандра (названна в честь Нобелевского лауреата индийского физика С. Чандрасек- хара), установленной на американском спутнике, была обнару­жена нейтронная звезда, оставшаяся от сверхновой звезды Кас­сиопея А, вспыхнувшей около 300 лет назад. Жесткое рентгенов­ское излучение от сверхновой звезды, находящейся в Большом Магеллановом облаке, было обнаружено при помощи обсервато­рии «Квант», установленной на нашем орбитальном комплексе «Мир». Наблюдения на «Кванте» и другом российском рентге­новском телескопе «Гранат» позволили подтвердить гипотезу о существовании в центре нашей Галактики массивной черной дыры.