Знание - сила, 2005 № 09 (939)

А в начале 2004 года группа английского астронома Лайна открыла первую бинарную группу, состоящую из двух активных пульсаров, молодого, делающего 44 оборота в секунду, и старого, лениво поворачивающегося раз в 2,8 секунды. Эта пара все еще изучается, но уже установлено, что более быстрый пульсар излучает с какого-то небольшого участка своей поверхности мощный «ветер» заряженных частиц, который омывает медленный пульсар расходящимся конусом и искажает поле его излучения.

Все эти новые открытия позволили постепенно уточнить теорию строения и излучения пульсаров и шире — нейтронных звезд вообще, разработанную еще в семидесятые годы прошлого века. Причина излучения пульсаров оказалось самой трудной загадкой для теоретиков. Как показали расчеты, оно сильно искажается их огромными магнитными полями. Силовые линии магнитного поля охватывают испускаемые пульсаром мощные потоки заряженных частиц и электромагнитных волн (от радиоволн до рентгеновских лучей и гамма- излучения) и собирают их в узконаправленные пучки. Этот механизм до сих пор не вполне еще ясен, но очевидно, что в силу такого же, как на Земле, несовпадения оси магнитного поля и оси вращения эти направленные пучки излучения, испускаемого пульсаром, вращаются вместе с ним, как лучи маяка. Поэтому они улавливаются земными телескопами лишь в тот момент, когда поворачиваются точно в сторону Земли. Это происходит, разумеется, столько же раз в секунду, сколько раз в секунду поворачивается пульсар. Так возникают те «пульсации», благодаря которым пульсары и были обнаружены впервые.

Как уже сказано, на сегодняшний день число зарегистрированных пульсаров достигло полутора тысяч. Половина из них была обнаружена за первые 30 лет изучения, вторая — за последние 7 лет, когда австралийский 64- метровый радиотелескоп Паркс начал систематическую «охоту» за ними. Это количество позволяет уже сделать некоторые статистические обобщения.

Такая статистика показывает, что большинство пульсаров относится к классу «обычных», с периодами вращения от десятых и сотых долей секунды до секунды. Возраст этих пульсаров составляет от 1 до 10 миллионов лет. Меньшую часть пульсаров составляют «миллисекундные» («реставрированные») с возрастом порядка 1 — 10 миллиардов лет. Можно набросать и некий общий сценарий, историю жизни типичного пульсара. Первые 10 тысяч лет своей жизни, а то и больше, он проводит внутри расширяющейся оболочки бывшей сверхновой, подгоняя ее ураганными потоками излучения и заряженных частиц, которые непрерывно испускаются с его поверхности. После этого бурного «детства» наступает не менее бурная «зрелость», и пульсар переходит в класс обычных «радиопульсаров», постепенно замедляя, однако, свое вращение, пока, по истечении миллионов лет, оно не спадает до нескольких оборотов в секунду. Еще позже в своей жизни некоторые из этих старых медленных пульсаров переживают своего рода «вторую молодость» — по счастливой случайности попадают в «переработку» в топке умирающей звезды и, высасывая ее газ, возрождаются к жизни, превращаясь в сверхбыстрые «миллисекундные» пульсары.

Мир пульсаров поистине причудлив и богат неожиданностями. Время открытий в этой области далеко еще не закончилось. Так, в 1992 году у одного из пульсаров была открыта своя планетная система — две большие планеты размером с Юпитер и одна поменьше. Еще более сенсационным оказалось обнаружение в 1998 году совершенно нового класса пульсаров (и нейтронных звезд вообще) — так называемых «магнитаров».

Настоящая сенсация должна быть подобна революционной идее — она должна овладевать массами и побуждать их к экстраординарным поступкам. Например, броситься к компьютеру и написать запрос ученому соседу (а все мы — соседи по интернету): «Не эта ли вспышка магнитара была причиной недавнего цунами в Юго- Восточной Азии?»

Еще вчера человек представления не имел, что на свете существуют какие-то там магнетары, никогда в жизни не слышал даже этого слова, а если бы услышал, то, скорее всего, опасливо сплюнул бы через левое плечо, за которым всегда находится нечистая сила. Но вот газеты принесли сенсацию: «Вспышка магнитара по ту сторону Млечного пути, достигшая Земли 27 декабря 2004 года, была такой мощной, что, произойди она поближе, наша атмосфера лишилась бы своего озона, а мы все — своих кредитных карточек» — и вот гражданин-налогоплательщик срывается с места и бросается к компьютеру с законным возмущением: «Как это, чтобы какой- то там магнитар размагнитил мою кредитную карточку?* Я жаловаться буду! Распустили, понимаешь!»

Успокоим читателя: к недавнему цунами упомянутый магнитар не имеет никакого отношения и нашим кредитным карточкам ничего не грозит, потому что активные магнитары в природе вообще весьма редки, их на сегодняшний день во всей нашей галактике обнаружено всего 11 штук, и за все время существования Земли, за все ее невообразимые четыре с половиной миллиарда лет ни один магнитар, судя по всему, вблизи нашей Солнечной системы не вспыхивал. Хотя, впрочем...

Давайте попробуем разобраться по порядку. Магнитары — это весьма экзотическая разновидность пульсаров, грубо говоря — это сверхнамагниченные (как указывает само их название), очень медленные и очень молодые пульсары. Однако мысль о существовании нейтронных звезд, одновременно и очень молодых, и очень медленно вращающихся, и сильно намагниченных, кажется противоречивой и, будучи впервые высказанной еще в 1987 году, встретила понятное недоверие ученых.

Мысль эта, однако, не была чисто спекулятивной. Ее породило странное событие, произошедшее 5 марта 1979 года, когда астрономические приборы зарегистрировали колоссальный поток гамма-излучения, продолжавшийся всего две десятые секунды, но по энергии равный всему излучению Солнца за 10000 лет. Астрономия знает подобные гамма- вспышки, но они обычно очень коротки и сразу же обрываются; в данном же случае налицо была загадочная особенность: после первого импульса вспышка продолжалась еще 200 секунд, и все это время демонстрировала отчетливые и регулярные пульсации с периодом в 8 секунд каждая.

Место вспышки совпадало с остатком сверхновой звезды в Большом Магеллановом облаке. И периодичность, и место вспышки говорили о пульсаре, причем о пульсаре старом, уже успевшем сильно затормозиться (молодые пульсары, как мы помним, совершают десятки оборотов в секунду), а между тем та сверхновая, на месте которой наблюдался этот пульсар, взорвалась сравнительно недавно — несколько тысяч лет тому назад. Обычным путем, то есть постепенным сбрасыванием вращательной энергии, пульсар так быстро затормозиться не мог, и поэтому возникла мысль, что его тормозит какое-то поле.