Новые загадки космоса: мистериум и пульсары

Ф Зигель| опубликовано в номере №998, Декабрь 1968
  • В закладки
  • Вставить в блог

На вопрос, существуют ли во Вселенной высокоразвитые цивилизации, более могущественные по разуму, чем наша земная, ученые отвечают: да, и, по-видимому, таких цивилизаций много в необозримом пространстве Вселенной. Но сможем ли мы когда-либо встретиться со своими братьями по разуму или хотя бы установить с ними контакты! В этом вопросе нет единодушного мнения. Тем не менее поиски контактов продолжаются со все большей настойчивостью. Ученые стоят сейчас в самом начале этого долгого и сложного пути. Но уже сейчас перед пытливым умом человека Вселенная поставила трудноразрешимые задачи, на первых же шагах преподнесла ученым новые загадки.

О загадках Космоса, о попытках их разрешения, о возникающих гипотезах наш журнал неоднократно рассказывал своим читателям. В предлагаемой статье мы снова возвращаемся к этой волнующей теме.

Необычайно обильна и разнообразна информация, поступающая из Космоса на Землю в форме радиоволн. Ее сумели уловить и расшифровать — в этом причина бурного прогресса радиоастрономии. Непрерывно растут и совершенствуются радиотелескопы. Поперечник зеркала самого большого из них равен 300 метрам. Это в 60 раз превосходит диаметр зеркала величайшего из оптических телескопов-рефлекторов. Чувствительность самого лучшего радиоприемника в миллиард раз уступает чувствительности приемных радиоастрономических устройств. Не мудрено, что с помощью таких совершенных технических средств удалось обнаружить радиоизлучения Многих космических объектов, которые иногда не были доступны оптическим наблюдениям. В ряде случаев именно радиоизлучение указало на необычную природу объекта.

Так в 1963 году были открыты квазары — сверхмощные источники излучения, масса которых в миллиарды раз превосходит массу Солнца. Природа квазаров до сих пор остается предметом оживленных дискуссий, смелых догадок, трудно доказуемых гипотез. Одно несомненно: квазары — одни из самых удивительных объектов Космоса. Между тем внешне, для глаза они ничем не примечательны — обычные слабенькие звездочки, теряющиеся в звездной россыпи ночного неба.

Мы расскажем в этой статье о других не менее интересных открытиях радиоастрономии, быть может, — кто знает! — связанных с деятельностью внеземных цивилизаций. Речь пойдет о явлениях, скрытых под странными, малопонятными наименованиями «мистериум» и «пульсары».

Мистериум. Что это такое?

Наши представления о Космосе были бы гораздо более скудными, если бы облака межзвездного водорода не посылали радиосигналы на волне 21 сантиметр и если бы радиоастрономы не сумели их расшифровать. Эти успехи вдохновили астрофизиков на поиски других радиоизлучений межзвездного вещества.

Первые шаги в этом направлении были предприняты И. С. Шкловским еще в 1949 году. Длительные расчеты привели к выводу, что, кроме водорода, заметным для современных радиотелескопов радиоизлучением должны обладать молекулы так называемого гидроксила (его химическая формула — ОН). В земных условиях это химическое соединение кислорода и водорода крайне неустойчиво, и потому мы нигде на Земле его не встречаем. Но в космическом пространстве, в условиях почти абсолютного вакуума, молекулы ОН могут не только существовать длительное время, но и заявлять о своем существовании достаточно интенсивным радиоизлучением. Однако в отличие от водорода молекулы гидроксила излучают не одну, а четыре радиолинии, правда, с очень близкими длинами волн: 18,00; 18,01; 18,57 и 17,24 сантиметра.

Предсказание это было сделано членом-корреспондентом АН СССР И. С. Шкловским еще в 1953 году, но лишь десять лет спустя американские радиоастрономы нашли в спектре радиоисточника Кассиопея А две слабые радиолинии из тех четырех, которые принадлежат молекулам ОН. Позже следы ОН нашли и в радиоспектре источника Стрелец А. Интересно, что здесь радиолинии ОН оказались интенсивными и широкими, свидетельствующими о том, что в межзвездном пространстве есть быстродвижущиеся газовые облака, где концентрация молекул ОН весьма велика. Впрочем, в спектре других радиоисточников, таких, как Лебедь А и Крабовидная туманность, линии ОН вовсе не были обнаружены.

Все эти открытия, успехи и неудачи были бы, вероятно, интересны лишь для специалистов, если бы в феврале 1965 года не произошло неожиданное: в спектре одного из радиоисточников нашли яркую линию излучения гидроксила. А дальнейшие исследования показали, что очень тонкие и очень интенсивные линии излучения

ОН присутствуют в радиоспектрах примерно половины тех радиоисточников, которые отождествляются с межзвездными газовыми туманностями. Что же, однако, сенсационного в этих открытиях, всколыхнувших весь ученый мир?

Если радиолиния узка и при этом необычайно интенсивна, то это означает, что температура источника излучения исключительно высока. Между тем газовым туманностям, в спектре которых обнаружены очень «яркие» линии ОН, никак нельзя было приписать такую температуру. Ситуация казалась настолько загадочной, что некоторые радиоастрономы усомнились в принадлежности странных радиолиний молекулам гидроксила. И они решили, что излучает их особое межзвездное вещество, для которого тотчас придумали наименование «мистериум» (таинственное).

На этот раз загадка «мистериума» продержалась недолго. Уже спустя несколько месяцев после открытия таинственных, необычайно интенсивных радиолиний было доказано, что они могут принадлежать только молекулам ОН и ничему другому. Но броское наименование сохранилось, и до сих пор под «мистериумом» понимают всю совокупность очень странных, загадочных явлений, сопровождающих радиоизлучение молекул гидроксила.

Поразительные открытия следовали одно за другим. Оказалось, излучение гидроксила плоскополяризовано, то есть колебания в радиоволне совершаются в одной плоскости. Ничего похожего в других обычных радиоисточниках никогда не наблюдалось. Потом был открыт в излучении ОН и другой тип поляризации, еще более удивительный для естественных источников, — тан называемая круговая поляризация. И то и другое явление обычно порождается магнитными силами. Но магнитное поле, найденное в источниках «мистериума», оказалось непомерно мощным, совсем непохожим на то, которое можно было бы ожидать внутри весьма разреженных газовых туманностей.

Исследователей ждал и еще один сюрприз, требующий несколько более подробного пояснения. Каждая радиолиния, как и каждая вообще спектральная линия, имеет, как говорят, определенный профиль. Обычные линии излучения в оптическом спектре газовых туманностей имеют постоянные профили, зависящие от свойств туманности. А вот профили радиолиний ОН в некоторых туманностях вопреки ожиданиям оказались переменными, да к тому же эти профили заметно менялись за короткие сроки, иногда чуть больше месяца! Все это казалось совершенно необычайным: ведь газовые туманности имеют протяженность иногда в десятки и сотни световых лет, и если излучение радиолиний ОН порождено туманностью, то каким образом изменения в состоянии туманности смогли охватить всю ее быстрее, чем свет — самое быстрое в природе?

Чтобы усилить это недоумение, добавим, что в некоторых случаях отдельные детали профилей радиолиний ОН заметно изменялись ото дня ко дню. Но отсюда следует, что источники «мистериума» имеют размеры, не превышающие световых суток. А это — 3∙1015 см, что почти в двести раз больше расстояния от Земли до Солнца и всего лишь вдвое превосходит поперечник нашей планетной системы!

Всю эту цепь, казалось, невероятных, но твердо установленных фактов можно объяснить только одним: в Космосе действуют природные или искусственные лазеры — квантовые генераторы электромагнитных колебаний.

О лазерах, этих удивительных квантовых генераторах, способных посылать очень узкие пучки света, в которых сосредоточено колоссальное количество энергии, за последние годы написано много увлекательных книг и статей. К этой литературе мы и отсылаем читателя, интересующегося техническими подробностями устройства современных лазеров.

Мазер — это, в сущности, тот же лазер, тот же квантовый генератор, но действующий не в оптической части спектра, а в невидимом глазом радиодиапазоне.

Получается странная картина. То, что совсем недавно стало техническим открытием человека, оказывается, давным-давно существует в природе, да к тому же в масштабах, несравнимых с земными. Ведь эти далекие космические мазеры, работающие на молекулах гидроксила, посылают радиоизлучение такой мощности, что мы его можем обнаружить с расстояния в сотни световых лет!

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

В 4-м номере читайте о мрачном предании довлевшем  над родом князей Юсуповых на протяжении двух веков, о жизни и творчестве Максимилиана Волошина, русском и советском ученом, ставшем в 1904 году лауреатом Нобелевской премии Иване Петровиче Павлове, о популярнейшем актере Сергее  Маковецком, об истории создания картины «Портрет дамы с дочерью» Тициана, новый остросюжетный роман Виктора Добросоцкого «Белый лебедь» и многое другое...



Виджет Архива Смены

самое обсуждаемое

в этой теме

Первый космический микрофотоблоггер

Соичи Ногучи остается online, находясь на МКС

Космос становится ближе

Россия строит планы освоения Вселенной и использует спутники для посева пшеницы

в этом номере

Просто Райкин…

24 октября 1911 года родился Аркадий Исаакович Райкин