Нейтронные звезды. Как понять зомби из космоса - Москвич Катя

Однако в мае 1991 года астрономы заметили нечто странное в периоде пульсара – примерно каждые 180 дней регулярность всплесков излучения нарушалась. Сначала они не придали этому особого значения, решив, что сбой – это “шум тайминга”, возникающий из-за неравномерности вращения пульсара. Такие неравномерности могут возникать случайным образом, и астрономы не совсем понимают, по какой причине это происходит. Аспирант Сетнам Шемар после изучения данных предположил, что колебания могут быть связаны с телом планетной массы, которое обращается вокруг нейтронной звезды с периодом, равным полугоду. Эндрю Лайн и Мэтью Бейлз, наблюдая пульсар в течение нескольких лет, увидели, что странности с периодом оставались неизменными, то есть величина его отклонений была стабильной.

“Единственное объяснение, которое мы смогли тогда придумать, заключалось в том, что эти отклонения могли быть связаны с обращением очень маленького тела планетной массы вокруг нейтронной звезды”, – рассказывал мне Лайн в июле 2019 года, когда мы с ним сидели рядом с телескопом Lovell в обсерватории Джодрелл-Бэнк. Лайн и тогда выглядел удрученным. Понятно, что ему тяжело вспоминать события тех дней.

Планета, по расчетам Шемара, должна иметь массу Урана и двигаться по орбите, похожей на орбиту Венеры, с периодом обращения вокруг пульсара, равным полугоду. Планета, обращающаяся вокруг пульсара! Невероятно!

Лайн, Шемар и Бейлз опубликовали свою статью в журнале Nature 25 июля 1991 года под заголовком “Первая планета за пределами нашей Солнечной системы[27]”. Это открытие вызвало ажиотаж в средствах массовой информации: журналисты из популярных и научных изданий в течение нескольких недель писали о нем, а астрофизики поздравляли с открытием.

Тем не менее что-то в шестимесячном периоде обращения планеты казалось подозрительным и продолжало беспокоить Лайна. Он боялся, что где-то может скрываться ошибка и что странные изменения периода связаны с движением Земли вокруг Солнца. Во время рождественских и новогодних каникул, когда у него наконец появилось немного свободного времени, он решил перепроверить все расчеты.

2 января 1992 году Лайн еще раз подробно проанализировал результаты. Он и его коллеги фиксировали через определенный период времени два разных положения пульсара, отличающиеся друг от друга всего на одну девятую градуса. Обычно при определении нового положения оба они взаимно корректируются, но в тот раз этого не произошло.

Когда Лайн вставил в модель новое положение пульсара, шестимесячная периодичность внезапно исчезла. Команда Лайна просто неверно истолковала циклические колебания во времени прихода импульсов, объяснив их гравитационным влиянием планеты. А на самом деле они неверно учли поправку на эллиптичность орбиты Земли вокруг Солнца. Значит, никакая планета вокруг этого пульсара не обращалась.

“Я просто никак не мог в это поверить, – говорил Лайн. – Я был один в кабинете, в другом конце обсерватории. И вы можете представить себе все мысли, которые лезли мне в голову после этой шумихи и всего остального. А потом я осознал, что наше открытие – ошибка”.

Орбита Земли – не идеальная окружность. Она слегка эллиптическая, и ее сплюснутость составляет чуть больше 1 %. И если в вычислениях вместо эллипса использовать окружность, необходимо вносить поправку порядка секунд. В вычислениях, проведенных командой Лайна, при внесении этой поправки они ошиблись на какие-то миллисекунды, и это привело к появлению шестимесячной периодичности. Когда Лайн в своих новых расчетах изменил предполагаемое местонахождение пульсара на его фактическое положение и повторил анализ, скорректировав в формуле орбиту Земли, стало ясно, что планеты там нет. Нейтронная звезда оказалась одинокой.

Как вспоминал Бейлз, за несколько недель до конференции 1992 года, рано утром Лайн появился в его доме в Чешире. “Вы знаете, почему я здесь?” – спросил он Бейлза. “Планета? – нервно спросил Бейлз. – Она… исчезла?” Лайн вздохнул: “Боюсь, что да”.

Лайну и его команде нужно было самим опровергнуть выводы своей статьи, и такая возможность представилась на конференции, куда Лайна пригласили рассказать об открытии новой планеты. И такого поворота публика не ожидала. Еще до того, как докладчик закончил говорить, журналисты начали выбегать из комнаты, чтобы сообщить сенсационную новость: первая экзопланета, увы, не обнаружена. Ошеломленная публика зааплодировала.

“Люди думали, что я сказал это, потому что храбрый, но у меня не было выбора. Я знал, что другие ученые все проверят и очень скоро придут к тому же выводу, что и я. Кто-нибудь вскоре обнаружил бы это”, – признавался Лайн. “Для меня и тем более для Лайна воспоминания об этом опыте все еще сидят в сердце как заноза”, – говорил Бейлз.

Лайн сошел со сцены и взглянул на следующего докладчика. Это был Алекс Вольщан, астроном из Корнелла. Только Лайн, Вольщан и президент астрономического общества астрофизик Джон Бахколл, организатор мероприятия, заранее знали о том, что Лайн собирается опровергнуть собственные результаты.

Вольщан вышел на сцену, включил проектор и начал демонстрировать свои слайды. Еще накануне он чувствовал себя участником марафона, который приходит к финишу вторым. Но поздно вечером, всего за несколько часов до выступления Лайна, он узнал, что победитель марафона сам себя дисквалифицировал. Вольщан заявил аудитории, что на самом деле именно он, Алекс Вольщан, обнаружил первую планету вне Солнечной системы, и не одну, а две (позже он нашел и третью). По его словам, эти планеты обращались вокруг миллисекундного пульсара. И на этот раз открытие экзопланет оказалось реальным.

Я нахожусь на высоте сто пятьдесят метров над землей, на узком подвесном мосту, который раскачивается от сильного ветра. Ограждение из металлической сетки с обеих сторон придает некоторую уверенность, но от высоты у меня перехватывает дыхание. Думаю, как бы чего не уронить, ведь достать это потом будет невозможно, кроме того, есть опасность повредить находящуюся внизу огромную, трехсот пяти метров в поперечнике, невероятно чувствительную антенну. Добро пожаловать на телескоп Arecibo, затерянный в тропических лесах Пуэрто-Рико, телескоп, благодаря которому Алекс Вольщан в 1990 году обнаружил планеты, находящиеся за пределами Солнечной системы и обращающиеся вокруг пульсара. Его открытие изменило наше представление о том, как образуются планеты.

С 1983 по 1992 год Вольщан был одним из постоянных сотрудников обсерватории Аресибо, и в его обязанности входила регулярная проверка состояния приемников и другого оборудования, размещенного на платформе, висящей высоко над центром тарелки. Чтобы туда попасть, он пробегал по тому же мосту, по которому я сейчас осторожно крадусь, как минимум дважды в неделю. “По разным причинам мне необходимо было туда подниматься, но ощущение там, наверху, всегда было очень захватывающим, ведь оттуда видно, какая это гигантская конструкция, – вспоминал он. – И когда вы глядите на эту тарелку сверху, у вас реально возникает другая перспектива”.

Когда я ступаю на платформу, у меня появляется легкое головокружение и я чувствую себя немного Джеймсом Бондом: ведь именно здесь, на этом мосту и на этой платформе, агент 007 сражался с главным злодеем в фильме “Золотой глаз”. Но мне рассказали, что во время съемок Пирс Броснан, исполнявший роль Бонда, из-за боязни высоты никогда не ходил по этому мосту – это делал его дублер. Я улыбаюсь, когда мне говорят, что я круче Джеймса Бонда. И еще один факт, разоблачающий суперспособности секретного агента: тарелка никогда не поднималась из искусственного озера – этот трюк был проделан с помощью миниатюрной модели Arecibo, а Бонд в ней оказался с помощью комбинированных съемок. Технический менеджер Луис Кинтеро рассказал мне и о других фокусах. В фильме тарелка находится на Кубе, а не в Пуэрто-Рико, кроме того, в реальной жизни по самой тарелке никто никогда не перебегал, не говоря уже о том, что никто в нее не падал. Еще одно большое отличие объясняется не фантазиями кинематографистов, а реальностью. Во время съемок не было красивого Григорианского купола, внутри которого в 1997 году на треугольной платформе установили подвижные приемники. Все это дополнительное оборудование появилось только через два года после того, как фильм показали в кинотеатрах.