A dipólus teleszkóp - az 57 teniszpálya területére kiterjedő huzalok és oszlopok tömege - több mint két évet vett igénybe a Cambridge-i Egyetem hallgatói számára. De miután a távcső 1967 júliusában befejeződött, csak néhány hét telt el, amíg Jocelyn Bell Burnell végzős hallgató felfedezte a csillagászat területét felölelő valamit.
kapcsolodo tartalom
- Évtizedek után, amikor átadták a Nobelért, Jocelyn Bell Burnell esedékes
- A világ legnagyobb rádióteleszkópja kéme az első pulzátorát
Az óriás hálószerű távcső elegendő adatot hozott létre, hogy hetente 700 láb papírt töltsön be. Ennek elemzésével Bell Burnell észlelt egy halk, ismétlődő jelet, amelyet „scruffnak” hívott - egy szabályos impulzusok sorozatát, 1, 33 másodperc távolságra. Felügyelője, Antony Hewish segítségével Bell Burnell később, ősszel és télen ismét képes volt a jelet rögzíteni.
A jel olyan volt, mintha egy csillagász még soha nem látott volna. Még régen, Bell Burnell felfedezte több kis jelzőfényt odakint, akárcsak az elsőket, de az ég különböző részein különböző sebességgel pulzáltak.
Miután kiküszöbölték az olyan nyilvánvaló magyarázatokat, mint a Föld rádióinterferenciája, a tudósok LGC-1 fantáziadús becenevet adtak a „kis zöld emberek” számára (később CP 1919 lett a „Cambridge pulsar” számára). Noha komolyan nem gondolták, hogy földönkívüliek lehetnek, továbbra is felmerült a kérdés: mi más jelenthet az univerzumban egy ilyen állandó, szabályos blip-et?
Szerencsére a csillagászat területe együttesen kész volt a rejtélybe merülni. Amikor a felfedezés megjelent a tekintélyes Nature folyóiratban, 1968. február 24-én, más csillagászok hamarosan választ kaptak: Bell Burnell felfedezte a pulzárokat, egy korábban képtelenített neutroncsillag formáját, amely gyorsan forog, és röntgen- vagy gamma-sugárzás sugárzását bocsátotta ki. .
„A pulzárok teljesen váratlanok voltak, tehát figyelemre méltó volt valami olyan felfedezéséhez, amelyre még soha nem gondolkodtunk elméletvezérelt szempontból” - mondja Josh Grindlay, a Harvardi Egyetem asztrofizikusa, aki Harvardon doktori hallgató volt, miközben az izgalom körbeforgott a felfedezés. „A pulzátorok felfedezése úgy tűnik, hogy azt mondja nekünk, hogy a kompakt tárgyak világa nagyon valóságos volt.” Az elmúlt 50 évben a kutatók becsléseik szerint egyedül a galaxisunkban több tízmillió pulzátor létezik.
Bell Burnell 1967-ben, abban az évben, amikor megfigyelte, amit az asztrofizikusok hamarosan azonosítanak az első ismert pulzátorként. (Wikimedia Commons) Kompakt tárgyakként a Grindlay azokat az egzotikus égitesteket jelenti, amelyek fekete lyukakat és neutroncsillagokat tartalmaznak. A neutroncsillagokat 1934-ben Walter Baade és Fritz Zwicky fizikusok javasolták, ám ezeket túlságosan sötétnek és perceknek tartották, hogy a tudósok azonosítsák a valóságot. Ezeket a hihetetlenül kicsi, sűrű csillagokat gondoltak a szupernóva folyamat kimenetelére - amikor egy hatalmas csillag felrobban, és a fennmaradó anyag összeomlik önmagában.
Baade-nek és Zwicky-nek igaza volt. Ahogy az asztrofizikusok felfedezték, a pulzárok a neutroncsillagok kis részét képezték - és mivel láthatók voltak, bizonyították más neutroncsillagok létezését. Szorosan összecsomagolt neutronokból készült pulzátorok átmérője csak kb. 13 mérföld, de a Nap tömegének kétszerese lehet. A perspektíva szerint a cukorkocka méretű neutroncsillag egy része ugyanolyan súlyú, mint a Mount Everest. Az univerzum egyetlen tárgya, amelynek nagyobb sűrűsége van, mint a neutroncsillagok és pulzátorok, a fekete lyuk.
A pulzátorok különböznek a többi neutroncsillagoktól az a tény, hogy úgy forognak, mint a felsők, egyesek olyan gyorsan megközelítik a fénysebességet. Ez a forgó mozgás az általuk létrehozott mágneses mezőkkel kombinálva azt eredményezi, hogy mindkét oldalukból kiugrik egy sugár - nem annyira, mint a Nap állandó fénye, hanem inkább, mint egy világítótorony forgó reflektorfénye. Ez a villódzás tette lehetővé az asztrofizikusok számára, hogy megfigyeljék és detektálják a pulzusokat, és következtetni tudják a láthatatlan neutroncsillagok létezésére.
„Akkor, amikor ez történt, nem tudtuk, hogy van-e cucc a csillagok között, nem is beszélve arról, hogy viharos” - mondta Bell Burnell 2017-ben a New Yorkernek, visszatekintve történelmi megfigyelésére. "Ez egyike azoknak a dolgoknak, amelyek a pulzárok felfedezéséből fakadtak - több tudás a csillagok közötti térről."
Amellett, hogy bizonyították a neutroncsillagok létezését, a pulzátorok megtisztították a részecskefizika megértését és további bizonyítékokat szolgáltattak Einstein relativitáselméletéhez. "Mivel annyira sűrűek, befolyásolják a téridőt" - mondja Fridolin Weber a San Diego Állami Egyetem fizikusa. "Ha jó adatai vannak a pulzátorokról, akkor Einstein elméletét ki lehet próbálni a versengő elméletekkel szemben."
Ami a gyakorlati alkalmazásokat illeti, az impulzusok majdnem olyan pontosak, mint az atomórák, amelyek pontosabban mérik az időt, mint bármi más, az energiájú atomok szabályos mozgása révén. Ha valaha is űrhajósokat küldünk mélyen az űrbe, akkor a pulzátorok navigációs pontként működhetnek - mondja Weber. Valójában, amikor a NASA elindította a Voyager szondákat az 1970-es években, az űrhajó 14 pulzátoron alapuló térképünket tartalmazta Napunk galaxisában való elhelyezéséről (bár egyes tudósok kritikát vettek a térképről, mert megtudtuk, hogy a galaxisban sokkal több pulzáló található). mint korábban hitték).
A közelmúltban a tudósok optimizmussá váltak abban, hogy a pulzátorokat alkalmazzák a gravitációs hullámok észlelésére, figyelemmel kísérve őket a minimális rendellenességekre. Ezek a téridőben fellépő hullámok, amelyek igazolják Einsteint és segítettek a tudósoknak megérteni, hogy a szuper masszív és sűrű tárgyak miként hatnak az űrre, megszerezték felfedezőiknek a 2017. évi Nobel-fizika-díjat - ugyanúgy, mint Antony Hewish 1974-ben elnyerte a Fizikai Díjat (Bell Burnell nem volt elnyerte a díjat, talán azért, mert fokozatos hallgató státusza van, amint azt állítja, vagy nőként való létezése miatt, ahogyan mások azt sugallták.) A tudósok most pulzátorokat használnak olyan gravitációs hullámok megtalálására, amelyeket még a LIGO sem képes észlelni.
Mégis sok kérdés merül fel a pulzátorok viselkedésével és a galaxisban elfoglalt helyükkel kapcsolatban. "Még mindig nem értjük teljesen a rádióimpulzusok pontos elektrodinamikáját" - mondja Grindlay. Ha a tudósok megfigyelhetnék egy pulzárt egy bináris rendszerben, egy fekete lyukkal - a két objektum kölcsönhatásba lépve -, ez még további betekintést nyújtana a fizika és az univerzum természetébe. Az új távcsöveknek, például a dél-afrikai négyzetkilométeres elrendezésnek és a kínai Ötszázméteres Aperture Spherical Teleszkópnak (FAST) köszönhetően a fizikusoknak valószínűleg sokkal több adat áll rendelkezésükre, hogy hamarosan együtt dolgozzanak.
"Rengeteg modellünk van a szuper sűrű anyagról és tárgyakról (például pulzátorokról), de ahhoz, hogy tudjuk, mi történik valójában, és hogyan tudjuk részletesen leírni őket, magas színvonalú adatokra van szükségünk." - mondja Weber. „Ez az első eset, amikor megkapjuk ezeket az adatokat. A jövő nagyon izgalmas. ”
