Темная миссия. Секретная история NASA
Шрифт:
В обычной физической модели предполагается, что звезды «рождаются» в результате вращения газовых и пылевых туманностей. Поскольку они сжимаются (под воздействием притяжения), то должны вращаться быстрее. Это основной принцип фундаментального закона (обычной) физики, который называется «сохранение вращательного момента». Предполагается, что единственный способ, которым звезда может избавиться от этой фиксированной величины вращательного момента, заложенного в ней при рождении, — «передать» его в космос при помощи одного из двух основных механизмов: прямая потеря массы и/или магнитное взаимодействие (ускорение) между звездами и любыми окружающими их туманностями или телами (такими, как система планет или еще одна звезда на орбите).
Предполагается,
Когда массивная звезда (масса которой составляет от пяти до двадцати масс Солнца) достигает конца своего существования (в обычной физике это называется «исчерпанием ее ядерного горючего»), она становится сверхновой. В этой модели приблизительно девяносто процентов оболочки звезды покидает ее (сверхбыстрое перемещение массы в космос — более 5000 миль в секунду!), оставляя сжатое сверхплотное ядро. Теперь это уже быстро вращающаяся «нейтронная звезда». Этот вращающийся, невероятно плотный объект (в сущности, имеющий массу Солнца и плотность атомного ядра, сжатые до размеров небольшого города), согласно теории, является сердцевиной пульсара.
Таким образом, при «рождении» на бурном завершающем этапе эволюции звезды этот быстро вращающийся объект предположительно должен получать посредством упоминавшегося механизма) величину вращательного момента не такую как у звезды, из которой он образовывается (поскольку ври взрыве большая часть массы теряется, забирая с собой и определенный вращательный момент), а гораздо меньшую.
Рис 2-9. Схема «эффекта маяка» прецессирующего пульсара PSR В 1 828-11 относительно радиотелескопов на Земле.
Колебание (или прецессия) — это движение оси вращения пульсара, при котором он в течение времени описывает круговую коническую поверхность (см. темную и светлую оси). Движение очень похоже на колебание верхушки волчка, В результате мы видим конусообразный световой луч радиопульсара при различных углах, что приводит к изменению очертаний и времени прибытия радиоимпульсов.
Трое ученых из обсерватории Джодрел Бэнк (Ингрид Стейерс, Эндрю Лин и Сетнам Шернар) изучали данные за 13 лет по пульсару PSRB1828-11.
Этот пульсар делает 2,5 оборота в секунду, но, в отличие от других, колеблется в течение 1000-летнего периода. Движение очень похоже на колебание верхушки волчка, Колебания, или прецессия, имеет два проявления: наблюдаемый импульс меняет свою форму, вследствие чего меняется время его варьирования, которое становится иногда короче, иногда длиннее. В статье «Nature» от 3 августа 2000 эти астрономы из Манчестера доказывают, что такая вариативность указывает на то, что нейтронная звезда не идеальная сфера, а немного сплюснута у полюсов.
В вытекающем из этого «феномене пульсара», таком, как быстрое вращение, гораздо более вероятно, что сильно намагниченный объект взаимодействует с близлежащими газовыми облаками и т.п., а не с исходной звездой. Это происходит вследствие того, что оригинальное магнитное поле исходной звезды предположительно также должно сохраняться. Сейчас же оно сворачивается до нового объема «размером с город», который меньше исходного примерно в триллион раз. После этого очень сильные магнитные
Если планета, например Земля, находится на пути этих пучков материи, мы можем наблюдать эффект маяка. Если же нет — мы никогда не найдем пульсар. В соответствии с моделью, из-за того что этот необычный, быстро вращающийся, сравнительно небольшой объект (при этом имеющий массу Солнца) активно взаимодействует (посредством своих очень мощных электромагнитных полей поверхности) с по-прежнему медленно (образно говоря) раскрывающимся «бутоном» внешних слоев (от взрыва сверхновой звезды), он также должен передавать свою собственную конечную величину вращательного момента большему по размеру облаку. Это неизбежно должно привести к медленному, равномерному и различимому «замедлению вращения» нейтронной звезды. В ходе наблюдений радио-, оптического и рентгеновского или гамма-излучения почти 1000 известных пульсаров, которые велись с момента их открытия в 1968 г., эффект «замедления вращения» был зафиксирован в различных вариациях. Периодичность пульсаций радио-, оптического и рентгеновского или гамма-излучения этих звезд очень четкая. Время от времени наблюдается небольшое, однако поддающееся измерению увеличение интервалов между импульсами на протяжении нескольких лет, что является признаком очень медленного «затормаживания» этих маленьких звезд. Такое замедление вращения подтверждает известный закон сохранения вращательного момента и позволяет определять возраст этих звезд, являясь своего рода «импульсными часами» с предполагаемым постоянным полупериодом жизни.
Поскольку около половины известных звезд являются двойными, когда одна из них взрывается и становится сверхновой, она отталкивает себя от компаньонов в противоположном направлении с орбитальной скоростью. Пульсар в созвездии Стрельца с течением времени вылетает прямо из медленно расширяющегося газового обрамления, образовавшегося от взрыва (расходящаяся взрывная волна идет в межзвездное облако и замедляется, ядро нейтронной звезды — нет). Используя известное расстояние, космическую скорость и геометрию взаимоотношения пульсар/облако, новейшие измерения действительной космической скорости этого пульсара, произведенные при помощи радиотелескопа с большой антенной системой (VLA), показали, что она составляет только 300 миль в секунду — гораздо меньше прогнозировавшихся ранее 1000 миль в секунду.
Исходя из «скорости замедления», возраст нейтронной звезды/пульсара (при взрыве сверхновой) оценивался ранее примерно в 16000 лет. Однако, исходя из «кинематического» возраста звезды (измеренного по ее известной скорости за пределами ее собственной внешней границы расширения), момент изначального взрыва отодвигается в прошлое примерно на 170000 лет. В результате мы имеем более чем десятикратную разницу в оценке возраста нейтронной звезды.
Поскольку современное измерение космической скорости пульсара обсуждению не подлежит (это очень простое измерение в сравнении с моделью затормаживания пульсара), время формирования пульсара (и отделения от своего компаньона) должно быть примерно тем же: 170000 лет. Итак, пульсар существовал 170000 лет, хотя скорость, с которой замедлялось его вращение, указывала на гораздо более молодой возраст. Очевидно, что принципиальная ошибка имеется в самой модели пульсара с конечной величиной вращательного момента, уменьшающегося при расширении.