Рудольф Сворень - В просторы космоса, в глубины атома [Пособие для учащихся]

Каков же механизм генерации радиоимпульсов? Что собой представляет само излучающее тело, сам пульсар?

Для ответа на первый вопрос физика представляет ограниченное число возможностей. Мощность радиоизлучения пульсара столь велика (импульсная мощность — около 10 22Вт), а размеры объекта столь малы, что появление радиоимпульсов не может быть связано с независимым излучением отдельных электронов (как это бывает обычно у большинства астрономических объектов). Наблюдаемая мощность излучения может появиться только в двух случаях. Либо большое количество электронов колеблется синхронно, подобно тому как это происходит в антенне нашего земного радиопередатчика. Либо в пульсарах происходит нечто похожее на когерентное излучение в лазерах. И в том и в другом случае электроны при излучении должны двигаться со скоростями, близкими к скорости света.

Вопрос о том, что представляет собой пульсар как космическое тело, много сложнее. Первоначально обсуждалось несколько гипотез. Согласно одной из них пульсары — это белые карлики, т. е. самые плотные из наблюдаемых звезд. Вещество в них сжато настолько сильно, что оно, вероятно, больше похоже на твердое тело, чем на газ, несмотря на то что температура внутри звезды может доходить до сотен миллионов градусов. Радиус белого карлика — несколько тысяч километров, масса примерно такая же, как у Солнца, или несколько меньше.

Почти одновременно с гипотезой белого карлика были высказаны предположения, что пульсары — это нейтронные звезды — звезды, плотность которых много выше, чем у белых карликов, а радиус составляет несколько километров. Наконец, имелся ряд гипотез, в которых излучение пульсаров связывалось не с радиальными пульсациями, а с вращением какого-то тела вокруг своей оси или вращением одного тела вокруг другого. Здесь весьма интересна аналогия с импульсным радиоизлучением Юпитера Эти импульсы, правда, не имеют такой строгой периодичности, как у пульсаров, но все же движение по орбите спутника Юпитера довольно регулярно меняет интенсивность радиоизлучения самой планеты.

Своеобразным дополнением к докладу стали сообщения о том, как велись наблюдения за пульсарами на советских радиотелескопах. И сразу же после этих сообщений — общая дискуссия. Первым берет слово академик Я. Б. Зельдович. Он подходит к доске, и вскоре она покрывается наползающими друг на друга формулами. Ученый отмечает, что никакой полной теории явления пока, конечно, нет. И хотя кое-кто считает, что ее никогда не будет, можно все же говорить о путях, которые представляются разумными. На доске появляются ориентировочные расчеты, подтверждающие или отвергающие различные гипотезы. Цель и ход всех расчетов подробно поясняются.

Свое «особое мнение» о возможной природе излучения излагает горьковский радиофизик профессор В. С. Троицкий. Он полагает, что не следует исключать возможность искусственного происхождения сигналов, и приводит один «сильный довод»: импульсы очень выгодны для передачи информации. Используя определенные свойства среды, можно получить своего рода временную фокусировку, «схлопывание» импульсов на определенном расстоянии от излучателя. При этом уровень сигнала увеличится в миллион раз.

По поводу этой идеи в зале вспыхивает короткая дискуссия, своеобразный итог которой подводит академик В. Л. Гинзбург. Он замечает, что идея о внеземных цивилизациях заслуживает внимания только в связи с наступлением периода летних отпусков, поскольку теоретиков эта идея освобождает от необходимости думать и искать более простое объяснение открытого явления. А такое объяснение наверняка может быть найдено. Вот лишь один из возможных вариантов: превращение большой звезды в белый карлик сопровождается сильнейшей концентрацией магнитного поля — оно в сотни тысяч раз сильнее магнитного поля Земли. Такое сильное поле, по сути дела, «запирает» всю звезду, оставляя заряженным частицам лишь два узких выхода в полярных областях. Именно сквозь эти области выбрасываются огромные сгустки плазмы, напоминающие две антенны.

Следующий доклад посвящен нашему Солнцу. Этот объект сравнительно близок, но он так же, как и далекие пульсары, снабжает астрофизиков сложными проблемами. Одна из них — магнитные поля Солнца. То, что структура этих магнитных полей чрезвычайно сложна, общеизвестно. Но какова эта структура в деталях? Как изменяется? Каковы интимные механизмы участия магнитных полей в физических процессах на Солнце?