Радиоволны, обнаруживаемые почти во всех уголках Вселенной, вполне могли бы лечь в основу метода передачи данных между цивилизациями с разных планет. Этот вид излучения, правда, имеет и естественные источники: некоторые звезды и галактики, межзвездный газ и так далее. Но в 1967 году был обнаружен сигнал, который что-то испускало через строго одинаковые промежутки времени, словно пытаясь достучаться.
Вклад овец в астрономию
Радиотелескоп, построенный будущим лауреатом Нобелевской премии Энтони Хьюишем, должен был помочь в изучении межпланетных мерцаний (сцинтилляций). Это явление представляет собой колебания радиоволн в космосе, происходящие за считанные секунды. Вызваны они прохождением через поток частиц солнечного ветра. Впоследствии телескоп IPS Array (Interplanetary Scintillation Array) действительно внес вклад в изучение космической погоды, а сегодня он уже давно выведен из работы. Но известен он другим открытием.
В постройке радиотелескопа, занимавшего 16 тысяч квадратных километров на юге Англии, принимал участие и сам Хьюиш, и его студенты. А его обслуживание было частично поручено овцам. Животные поедали траву, так как газонокосилка во многих местах просто не проходила.
Работает как часы
Обработку информации, которую получал телескоп, планировалось производить на компьютере. Дело было в 1967 году, поэтому для начала решили просматривать данные вручную. Аспирантка Хьюиша, Джоселин Белл, спустя некоторое время заметила в них повторяющуюся странность. Сам ученый решил, что странный сигнал мог быть помехой от радиоисточника на Земле. Белл, однако, настояла на необходимости глубже изучить его, так как видела, что на помеху он не похож.
На полученном графике рассмотреть сигнал было невозможно, так как перо с чернилами двигалось слишком медленно. Из-за этого множество пиков сливались почти воедино, образуя плотный частокол. Тогда Хьюиш и Белл записали сигналы заново, но заставили бумагу под пером двигаться быстрее. Так пики разошлись на большее расстояние. Ученым удалось увидеть, что на самом деле их странный сигнал был чередой импульсов разной интенсивности. При этом время между двумя импульсами было строго равно 1,33 секунды.
Оставался риск того, что этот пульсирующий сигнал был вызван дефектом радиотелескопа. Но оказалось, что и другие приборы регистрировали те же импульсы. Учитывая точность до десятых долей секунды, первооткрыватели рассматривали идею о том, что этот сигнал отправила неземная цивилизация. Поэтому и источник они в шутку назвали LGM-1 (little green men — маленькие зеленые человечки). Но в том же году зарегистрировали сигналы, которые исходили от другого источника. Шансы на обнаружение сразу двух цивилизаций в разных уголках Вселенной за менее чем год, конечно, крайне малы, поэтому идею отмели.
Кто и что открыл
Что же было источником повторяющихся сигналов? Многие ученые вскоре после публикации открытия в Nature предположили, что импульсы исходили от нейтронных звезд. На тот момент эти объекты были гипотетическими, хотя предсказали их еще в 30-х годах. Нейтронные звезды представляют собой одну из стадий эволюции звезд. К концу своей жизни звезда может превратиться в черную дыру, имея достаточную массу. Иначе она вспыхивает (это стадия сверхновой), а затем превращается в нейтронную звезду. Их радиусы очень малы и измеряются десятками километров, а скорость вращения велика — до сотен оборотов в секунду.
Итак, довольно быстро ученые сошлись в том, что обнаружена первая нейтронная звезда. Хьюиш из-за импульсного характера излучения назвал ее пульсаром. Равные отрезки времени между сигналами возникают из-за постоянного вращения звезды. Это можно сравнить с работой маяка: его луч попадает в одну и ту же точку с постоянной частотой.
Позже выяснилось, что нейтронные звезды испускают различное излучение, не только радиоволны. В том числе оптическое и рентгеновское. Сегодня известны уже тысячи радиопульсаров. Некоторые из них вращаются с невероятной скоростью. Например, пульсар в Крабовидной туманности делает 30 оборотов в секунду при диаметре 25 км. Эта звезда довольно молодая, ей всего тысяча лет, и сохранились даже данные о том, что в 1054 году на Земле наблюдали, как она вспыхнула, став сверхновой. А пульсар PSR J1748-2446ad из созвездия Стрельца, открытый в 2004 году, вращается со скоростью 716 оборотов в секунду. Скорее всего, это не предел, и XTE J1739−285 из созвездия Змееносца делает 1122 оборота в секунду, но это пока не подтверждено.
За открытие пульсаров Энтони Хьюишу и Томасу Голду, который первым интерпретировал открытие Хьюиша как нейтронную звезду, вручили Нобелевскую премию по физике в 1974 году. Роль Джоселин Белл ученый отметил в своей речи на вручении. Тот факт, что премия ей не досталась, критиковался некоторыми учеными, включая учеников Хьюиша. Но она сама, кажется, не переживает по этому поводу. Напротив, она отметила, что такой расклад вполне нормален, ведь именно научный руководитель несет ответственность за проект. Тем не менее ее вклад признали, и в последние десятилетия она регулярно получает награды за свое открытие и настойчивость, включая специальную премию Мильнера по фундаментальной физике, медаль Копли, медаль Майкла Фарадея и множество других. Премию Мильнера (3 млн долларов), полученную в 2018 году, она полностью пожертвовала на поддержку женщин, недопредставленных этнических меньшинств и студентов-беженцев, которые хотят стать физиками.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
