В ноябре 1967 года при анализе данных радионаблюдений, полученных с четырёхмильного радиоинтерферометра Кембриджского университета, была зарегистрирована регулярная последовательность радиоимпульсов с периодом 1,3373 секунды. Первичное обнаружение провела Джоселин Белл, аспирантка Кембриджского отделения кафедры радиоастрономии, при обработке полученных на ленте данных наблюдений.
В Телеграмм канале «Этот день. Наука» публикуются сокращённые версии наших статей об открытиях и новости из научного мира - всё самое интересное за пару минут чтения.
🔬 Методология исследования:
Систематический анализ реестров радиоизлучений выявил источник с номенклатурным обозначением CP 1919 (Cygnus Pulsar 1919, по координатам в созвездии Лебедя). Источник характеризовался следующими параметрами:
- Период повторения импульсов: 1,337301 секунды.
- Ширина импульса: ~16 миллисекунд.
- Линейная поляризация радиоизлучения.
- Стабильность периода: дрейф периода ~10⁻¹⁵ секунды в сутки.
- Спектральный индекс радиоизлучения: характерный для синхротронного механизма.
🔍 Процесс верификации:
Мотивированная необычностью результатов, Белл провела серию независимых проверок для исключения помех от аппаратуры и земных источников:
- Анализ временных корреляций с техногенными источниками (железнодорожный транспорт, электросетевые помехи).
- Многократная проверка калибровки радиометра.
- Наблюдение дополнительных частот в диапазоне метровых волн.
- Поиск идентичных источников на других участках неба.
Результаты независимых наблюдений подтвердили космическое происхождение излучения.
⚙️ Теоретическая интерпретация:
Под руководством профессора Э. Р. Хьюиша было выдвинуто предположение о природе источника. Исключив традиционные классы астрономических объектов (переменные звёзды, активные ядра галактик), авторитеты в области радиоастрономии пришли к выводу о наличии компактного пульсирующего объекта, генерирующего узконаправленный пучок радиоизлучения.
Дальнейшие наблюдения показали, что такие объекты представляют собой быстро вращающиеся нейтронные звёзды - конечные продукты эволюции массивных звёзд, образующиеся в результате гравитационного коллапса. Механизм излучения связан с наличием сильного магнитного поля (~10¹² Гаусс) и вращением объекта.
🪐 Научное значение открытия:
Обнаружение пульсаров явилось поворотной точкой в развитии теоретической и наблюдательной астрофизики:
- Первое прямое свидетельство существования нейтронных звёзд, предсказанных теоретически.
- Открытие нового класса компактных объектов для изучения сильных гравитационных полей.
- Инструмент для верификации общей теории относительности в экстремальных условиях.
- Прецизионные тесты теории гравитации через анализ релятивистских эффектов в двойных системах с пульсарами.
📊 Второй открытый пульсар:
Последующие наблюдения выявили второй пульсар (CP 0950) с периодом 0,253 секунды, продемонстрировав существование класса объектов с различными характеристиками.
🏆 Признание:
Открытие опубликовано в журнале Nature (февраль 1968) под авторством Э. Р. Хьюиша, С. Дж. Белла, Дж. Д. Х. Пилкингтона, П. Ф. Скотта и Р. А. Динга.
За данное открытие Э. Р. Хьюиш и М. Райл удостоены Нобелевской премии по физике в 1974 году. Научный вклад Дж. Белл, несмотря на её роль в первичном обнаружении, не был учтён при присуждении премии, что впоследствии явилось предметом дискуссии о критериях оценки научных достижений и роли ассистентов в фундаментальных исследованиях.
🔗 Наследие:
На сегодняшний день известно более 3000 пульсаров. Эти объекты служат как естественные «космические часы» для тестирования гравитационной физики, поиска гравитационных волн и изучения состояния вещества при экстремальных плотностях.
Первоисточники
- Оригинальная статья в Nature (24 февраля 1968, т. 217, с. 709–713): Hewish A., Bell S.J., Pilkington J.D.H., Scott P.F., Collins R.A. "Observation of a Rapidly Pulsating Radio Source" (https://www.nature.com/articles/217709a0)[1]
- Перепечатка в Nature (1969): "Observation of a Rapidly Pulsating Radio Source (Reprinted from Nature, February 24, 1968)" (https://www.nature.com/articles/224472b0)[2]
🏷 #радиоастрономия #пульсары #нейтронныезвёзды #Кембридж #астрофизика #историянауки #космос