Крабовидная туманность возникла в результате чего
Крабовидная туманность
Крабовидная туманность снятая через узкополосные фильтры
XVIII век стал примером коллективного труда астрономов разных стран над изучением звездного неба и созданием стройной системы классификации, обнаруженных на нем объектов. Находясь в разных местах, они делились полученной информацией, публикуя в печатных изданиях свои работы, атласы и зарисовки.
История открытия
Крабовидная туманность или M1, пожалуй, самый характерный пример такого совместного творчества. Первым в 1731 году на нее обратил внимание английский астроном-любитель Джон Бевис. Француз Шарль Месье в 1758 году включил ее в свой каталог, в котором фиксировал объекты, схожие с кометами, но ими не являющиеся. А в промежутке между этими событиями в 1744 году ирландец Уильям Парсонс, зарисовал эту туманность и решил, что она очень напоминает внешность краба.
Откуда пошло название туманности
Снимок в стиле Tilt-Shift
Тот, кто будет пытаться отыскать сходство туманности с известным членистоногим животным, будет сильно удивлен полным отсутствием такового. Однако этому есть очень простое объяснение. Ирландский ученый имел в виду не обычного краба, а, скорей всего, мечехвоста – его очень дальнего родственника, напоминающего покрытую панцирем подкову с длинным шипастым хвостом, называемого в Англии «horseshoe crab». Впрочем, судя по имеющимся фотографиям, и на это ископаемое чудо природы Крабовидная туманность тоже совсем не похожа. Но это – на взгляд живущего в XXI веке. Что в очередной раз подтверждает тезис, что человечество постепенно утрачивает способность к образному мышлению.
Как умирают звезды
Комбинированный снимок туманности, полученный космическими телескопами Хаббл и Гершель
Крабовидная туманность получила особую популярность, когда ученые предположили, что она образовалась в результате космической катастрофы, последствия которой земляне смогли увидеть в середине XI века. Согласно историческим летописям в 1054 году, а именно 4 июля, жители Земли увидели уникальное явление, когда в небе неожиданно возникла новая звезда, видимая даже днем. Затем новое светило стало затухать и через год совсем потерялось из вида. Произошло все это в созвездии Тельца. Такое явление называется вспышкой сверхновой. На самом деле никакой новой звезды нет, а есть старая, которая внезапно стала светить в десятки тысяч раз ярче. Точной математической модели, способной описать подобное явление, пока нет, но в целом физикам механизм явления достаточно понятен.
Снимок в узких фильтрах и показывает излучение ионизованного кислорода и водорода (синий и красный)
Схематично процесс представляется следующим образом. При определенных условиях ядерные процессы, происходящие в звезде, охватывают все ее слои, что приводит как к резкому повышению светимости, так и к образованию в ядре железа, начинающего тушить термоядерную реакцию. Под действием гравитационных сил небесное тело начинает сильно сжиматься, что опять приводит к увеличению температуры, распаду элементов и новой цепной реакции, заканчивающейся взрывом. В результате центральная часть «схлопывается» до нейтронной звезды или черной дыры, а остальное разлетается в разные стороны космического пространства, образуя туманность.
Что в центре туманности
Пульсар в Крабовидной туманности
Проведя астрономические расчеты, ученые сделали вывод, что в это время на месте вспышки находилась Крабовидная туманность, а значит, она и есть остатки той самой взорвавшейся звезды. Длительные наблюдения подтверждают, что со временем она увеличивается в размерах, то есть расширяется, что и должно было произойти после космической катастрофы.
Пульсар в Крабовидной туманности
Послушайте как звучит пульсар
Основные данные, известные науке
Крабовидная туманность располагается на расстоянии примерно 6500 световых лет от Солнечной системы. Это космическое новообразование, имея оценочные размеры в 6–11 световых лет, продолжает расширение со скоростью, лежащей в пределах 1000–1500 км/с.
Видео показывает расширение Крабовидной туманности в период между 1999 и 2012 годами. Первое изображение — снято телескопом VLT. Фотография от 2012 года была сделана с помощью 0,8 м. телескопа на горе Леммон.
В центре туманности располагается нейтронная звезда, делающая за 1 секунду 30 оборотов вокруг своей оси, и излучающая электромагнитные волны в диапазоне от радио- до гамма-лучей. Исследования показали, что этот пульсар существенно отличается от ранее известных. Его особенность – стабильность рентгеновского излучения, по которому можно калибровать приборы.
Структура туманности
Знаменитая Крабовидная туманность в высоком разрешении
Туманность имеет вид продолговатого пятна, которое легко наблюдать даже с помощью бинокля. Но увидеть ее структуру (клочковатость, волокна) возможно лишь вооружившись хорошим телескопом от 12 дюймов. Но даже это не позволит рассмотреть то, что можно увидеть на фотографиях, выполненных с помощью современной и совершенной техники наблюдения за космическими объектами. На них Крабовидная туманность выглядит неоднородным сгустком газа с сетью ярких прожилок, что говорит о неоднородности состава и температуры в различных ее участках.
Состав
Крабовидная туманность M1. Автор Peter Lopez
Предполагается, что ее основу, как и любой другой газовой туманности, составляет водород, который вместе с небольшим количеством гелия присутствует во всех космических образованиях. Но особенности ее образования позволяют предполагать наличие и множества других элементов: углерода, кислорода, азота, серы, аргона и даже фосфора, который был обнаружен в подобных условиях после взрыва сверхновой в созвездии Кассиопея.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Где находится и как выглядит радиоактивная Крабовидная туманность
Созвездие Тельца содержит в себе туманность, которую назвали Крабовидной, или М1. Она образовалась вследствие взрыва сверхновой SN 1054. Сама туманность имеет диаметр 6 световых лет, видимый угловой радиус = 2,5′, расстояние до неё 6, 5 тыс. световых лет. Скорость расширения 1 тыс. км/с.
В центре скопления находится пульсар, иначе говоря — нейтронная звезда. В диаметре он составляет около 30 км. Излучает радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи в гамма-диапазоне выше 30 кэК. Туманность Краба представляет собой мощный источник радиоизлучения в нашей галактике.
Как появилась туманность
Раньше астрономы предполагали, что М1 образовалась в результате катастрофы, последствия которой люди увидели в 1054 году. В небе возникла новая звезда, которая отличалась от остальных размерами и яркостью, поскольку видна была даже днем. Этот феномен возник из-за того, что звезда из созвездия Тельца стала светить ярче в десятки тысяч раз.
Точного научного доказательства процессов нет. Но есть гипотетическое объяснение. Некоторые термоядерные процессы самой звезды повысили ее светимость. Гравитационная сила сжала звезду. Это вызвало повышение температуры и распад элементов, что и привело к взрыву. Он заставил ядерную часть небесного тела превратиться в нейтронную звезду, а остальные элементы разлететься, образовав туманность.
Эдвин Хаббл в 1928 выдвинул предположение, что SN и Крабовая туманность связаны между собой. После это подтвердилось при математических расчетах. Многолетние наблюдения и точно указанные координаты расположения, массы и объема доказали неразрывность этих двух небесных объектов.
Крабовидная туманность несет в себе не только красоту, но и множество загадок, которые ученым еще предстоит выяснить. Но пока что, даже самые передовые астрономические технологии не могут предоставить расширенную информацию.
История открытия
Крабовидную туманность впервые открыли Джон Бевис в 1731 и Мессье в 1758 году при изучении созвездия Тельца. Уильям Парсонс в 1844 году, наблюдая тело через телескоп «Левиафан», сделал зарисовку туманности, которая совпадала с видом краба-подковы (мечехвоста). Это и легло в основу современного названия.
Физические свойства
Крабовидная туманность относится к южной стороне созвездия Тельца. Она напоминает небольшое светлое пятно на слабых телескопах, т. к. имеет шестнадцатый по величине размер среди тел Солнечной системы.
Состав М1 — гелийсодержащая поверхность вращения. Она имеет вид полосы, которая пересекает центр туманности с востока на запад.
Центральное место туманности занимает пульсар, являющийся нейтронной звездой. Он образовался при взрыве сверхновой. Пульсар ежесекундно оборачивается вокруг себя около 30 раз и имеет массу в миллион раз больше массы Земли, а размер радиуса всего примерно 60 км.
Сама Крабовидная туманность имеет свой диаметр в одиннадцать световых лет. С каждой секундой она расширяется примерно на 1,5 тыс. км. Туманность имеет вид пятна, если наблюдать его через бинокль или слабенький телескоп. Волокнистую структуру можно рассмотреть с помощью современного оборудования. В отличие от любительских телескопов с дипскай-фильтрами, профессиональные подавляют засветы от городов за счет специальных LPR-фильтров.
Основу Крабовой туманности составляет газовая смесь. В состав ее входят:
Эти элементы дают туманности своеобразную структуру и разнообразие красок.
Соседи
Крабовидная туманность имеет соседей, по которым ее легко найти. Если отправиться на восток к созвездию Близнецов, можно заметить рассеянные скопления М35 и плеяды М45. Северная сторона имеет рассеянные звездные скопления М36, М37 и М38. Южная сторона соседствует с туманностью Ориона, ее отражательной и эмиссионной туманностями.
Калибровка
М1 обладает странной особенностью для других типов пульсаров. Это плотность и постоянство потока энергии, а также особая яркость в рентгеновских и гамма-диапазонах. Это позволило ученым долго использовать M1 в калибровке рентгеновской и гамма-астрономии, создав впоследствии единицы измерения плотности потока Crab и milliCrab.
Крабовидная туманность является радиоисточником, который зафиксирован в астрономических каталогах как «Телец А» и «3С 144». В Середине ХХ века рентгеновские излучения впервые уловили. Излучаемая энергия выделяет больше 30 КэВ.
Сигнал, что создает пульсар, идеально периодичен и до сих пор применяется для проверки временных интервалов в соответствующих аппаратах.
Крабовидная туманность – факты, которые нужно знать
В нашей галактике Млечный Путь около 3000 туманностей. Из 3000 туманностей лишь немногие из них известны, такие как трубчатая туманность, туманность змея, туманность креветки, темная туманность и т.д. Крабовидная туманность – одна из них. Итак, без дальнейших церемоний, давайте начнем изучать факты крабовидной туманности.
История Крабовидной туманности
№2. Яркий свет взрыва был виден ровно 23 дня и сиял в шесть раз ярче Венеры!
№3. Даже невооруженным глазом можно было наблюдать яркий свет в течение 653 дней (примерно 2 года).
№4. Позднее, эта туманность была замечена английским астрономом Джоном Бевисом в 1731 году.
№6. Остаток взрыва сверхновой – крабовидная туманность. Эта туманность также известна как М1, Телец А и NGC 1952.
№7. В 1757 году Алексис Клеро предсказал возвращение кометы Галлея в 1758 году после пересмотра расчетов Эдмунда Галлея.
№8. Алексис Клеро, Николь-Рейн Лепоте и Жером Лаланд продолжили подсчеты и пришли к выводу, что комета появится в созвездии Тельца.
№9. В то же время французский астроном Шарль Мессье снова открыл крабовидную туманность в 1758 году. Ранее он думал, что это комета Галлея. Однако, заметив, что небесный объект не двигался, он пришел к выводу, что это не комета Галлея.
№10. Уильям Гершель несколько раз наблюдал крабовидную туманность с 1783 по 1809. Он пришел к выводу, что туманность состоит из множества звезд.
Это составное изображение Крабовидной туманности. Здесь отображены видимые длины волн с выбросами ионов кислорода и серы (синий), пыли (красный). При изучении пылевого слоя были найдены линии излучения из гидрида аргона
№11. Название крабовидной туманности дал 3-й граф Россе Уильям Парсонс. Он наблюдал этот объект в 1844 году в замке Бирр с помощью 36-дюймового телескопа и заметил, что туманность напоминает краба. Позже, он наблюдал ее и в 1848 году на большом телескопе (72 дюйма), но не смог подтвердить форму туманности.
№12. Но название «крабовидная туманность» осталось.
№13. Крабовидная туманность является частью созвездия Тельца и, следовательно, называется Телец А.
№14. Весто Слайфер изучал крабовидную туманность в своем спектроскопическом исследовании в 1913 г. Дальнейшие исследования крабовидной туманности показали, что она расширяется.
№15. Также было обнаружено, что крабовидная туманность была видна на Земле около 900 лет назад.
№16. В 1921 году Карл Лэмпленд обнаружил некоторые структурные изменения в крабовидной туманности. В том же году Джон Чарльз Дункан продемонстрировал, что крабовая туманность расширяется.
№17. В 1921 году Кнут Лундмарк снова отметил близость крабовидной туманности к звезде 1054 года.
№18. В 1928 году Эдмунд Халли предложил связать небесный объект (крабовидную туманность) со звездой 1054 года.
№19. Однако это предложение было спорным, пока природа сверхновых не была ясна.
№20. Николас Мейолл указал, что звезда 1054 года была сверхновой, которая взорвалась и в итоге породила крабовидную туманность.
№21. Начались поиски исторических сверхновых. Семь исторических наблюдений были найдены путем сравнения древних астрономических документов с современными наблюдениями за остатками сверхновых.
№24. Крабовидная туманность – первый небесный объект, связанный со взрывом сверхновой.
№25. В 1960-х годах крабовидная туманность снова оказалась в центре внимания с открытием пульсаров.
№26. Франко Пачини предсказал, что крабовый пульсар существует впервые. Звезда была обнаружена в 1968 году. Весь эпизод с крабовидной туманностью и ее сверхновой привел к пониманию сверхновых.
№27. У крабовидной туманности внутренняя часть ветровой туманности пульсара в виде раковины, окружающей крабовый пульсар.
№28. Крабовидная туманность, испускающая гамма-лучи сверх 100 ТэВ, была зарегистрирована в 2019 году. Она стала первым идентифицированным источником, испускающим гамма-лучи сверх 100 ТэВ.
Физические характеристики Крабовидной туманности
Фотография Крабовидной туманности, полученная космическим телескопом Хаббл
В этом разделе фактов о крабовидной туманности мы поговорим о различных физических состояниях крабовидной туманности, таких как масса, расстояние, форма и т.д.
№29. Крабовидная туманность состоит из овальной массы нитей длиной около 6 угловых минут и шириной 4 угловые минуты.
№30. Считается, что в трехмерном изображении у нее сплющенный или вытянутый сфероид.
№31. Нити являются остатками атмосферы звезды-прародителя. Эти нити содержат ионизированный водород, гелий, кислород, углерод, азот, неон, серу и железо.
№32. Температура нитей составляет от 11000 до 18000 К, а их плотность составляет около 1300 частиц на кубический сантиметр.
№33. Расстояние от Земли составляет 6290 ± 360 световых лет. Крабовидная туманность расширяется со скоростью около 930 миль в секунду.
№34. Диаметр крабовидной туманности – 10 световых лет. Считается, что масса крабовидной туманности составляет 4,6 ± 1,8 солнечной массы.
В центре туманности
Белая точка в центре – нейтронная звезда. Внутреннее рентгеновское кольцо – ударная волна. Она отмечает черту между туманностью и потоком материи и антиматерии от пульсара. Перпендикулярные кольцу струи выходят из частичек. На внешней границе туманности можно рассмотреть петли, созданные высокоэнергетическими магнитными силами.
№35. В центре крабовидной туманности две слабые звезды. Одна из двух звезд отвечает за само существование туманности.
№36. У крабового пульсара (одной из звезд в центре Крабовидной туманности) диаметр от 28 до 30 километров. Пульсар производит энергию в размере ста тысяч солнц!
№37. Звезда, взорвавшаяся как сверхновая, обычно упоминается как звезда-прародитель сверхновой.
Что, как и почему: ответы на вопросы о Крабовидной туманности
Что такое туманность сверхновой?
Туманность сверхновой – это когда звезда умирает насильственной смертью, а ее вещество выбрасывается и в конечном итоге создает постоянно расширяющуюся волну пыли и газа.
Как образуются остатки сверхновых?
Остатки сверхновой образуются при сильном давлении внутри звезды. Когда давление внутри звезды больше ее силы тяжести – звезда взрывается.
Почему крабовидная туманность так важна?
Крабовидная туманность – одна из первых туманностей, которая была найдена. Благодаря ней ученые смогли понять природу сверхновых звезд, звезд-прародителей и т.д. позволило ученым понять, что такое сверхновые звезды, звезды-прародители и т. д. Также она используется в качестве источника калибровки в рентгеновской астрономии.
Примечание: источник калибровки – это тест, используемый для сравнения устройства, чтобы узнать какое-то неизвестное значение, с устройством с известным и стандартизированным значением (и крабовидная туманность служит объектом с известным значением и используется для вычисления значения другого объекта).
Сколько лет крабовидной туманности?
Крабовидной туманности около 1001 года.
В какой галактике находится крабовидная туманность?
Крабовидная туманность находится в нашей галактике Млечный путь.
Общие факты о Крабовидной туманности
Изображение Крабовидной Туманности, полученное пятью телескопами, охвативших практически всю ширину спектра.
№38. Крабовидная туманность выбрасывает газ и пыль со скоростью 3 миллиона миль в час или 4,8 миллиона километров в час.
№39. На самом деле вы можете увидеть крабовидную туманность в бинокль, но она может быстро потускнеть. С 16-дюймовым телескопом вы точно сможете хорошо рассмотреть туманность.
№40. В 1967 году Чарльз Шислер, офицер ВВС США, заметил колеблющийся радиоисточник. Он даже заметил, что положение совпало с положением краба.
№41. В 1968 году Пуэрто-Рико наблюдал тот же флуктуирующий радиоисточник и после дальнейших исследований обнаружил крабовый пульсар.
№42. И последний интересный факт: крабовый пульсар мелькает 30 раз в секунду!
Краб в созвездии Тельца
Крабовидная туманность в рентгене (с космического телескопа «Чандра»)
Крабовидная туманность — один из самых известных небесных объектов. Огромное количество важнейших астрономических открытий связано с ней! На небе нет туманности, более известной и изученной и в то же время более загадочной. А история ее изучения подобна детективному роману.
Памятник воображению
Впервые эту туманность наблюдал в 1731 году английский физик и астроном-любитель Джон Бевис. Он обозначил туманность в атласе «Уранография Британика», который собирался издать. Но издатель обанкротился и Бевис умер, не дождавшись публикации. Лишь полвека спустя, в 1786 году, карты Бевиса (без упоминания его имени!) вошли в изданный в Лондоне звездный атлас. К тому времени туманность заново открыл Шарль Мессье, астроном при дворе короля Людовика XV.
Мессье занес туманность в каталог под первым номером и дал обозначение М1. Вильям Гершель считал, что это далекое звездное скопление, и будь у него телескоп побольше, он разглядел бы в туманном пятнышке отдельные звезды. Такой телескоп был у лорда Росса, но и тот не смог увидеть в туманности М1 ни одной звезды. Однако Росс сделал две важные вещи. Во-первых, обнаружил, что туманность имеет странную волокнистую структуру. Во-вторых, при еще более внимательном рассмотрении туманность показалась ему похожей на краба, и Росс назвал ее Крабовидной. Под этим названием туманность известна и сегодня — памятник воображению, способному разглядеть всё что угодно в туманном пятнышке.
Первые загадки Крабовидной туманности
В 1892 году британский астроном Вильям Робертс впервые сфотографировал Крабовидную туманность, а американский астроном Весто Слайфер в 1913 году получил ее первые спектрограммы. В отличие от прочих газовых туманностей, спектр Краба оказался непрерывным. На этом фоне были видны раздвоенные линии излучения. Непрерывный спектр (с линиями поглощения) обычно имеют звезды, но здесь-то излучала туманность! Почему спектр оказался непрерывным, а не линейчатым?
Загадка излучения Краба просуществовала долго. Более того, она стала чуть ли не неразрешимой, когда в 1936 году было доказано, что Крабовидная туманность находится на небе точно в том месте, где в 1054 году вспыхивала ярчайшая «звезда-гостья», которую можно было на протяжении нескольких месяцев видеть даже при ярком солнечном свете.
Сейчас такие ярчайшие вспышки называют сверхновыми. Название придумали в 1930-е Вальтер Бааде и Фриц Цвикки, работавшие в американских обсерваториях. «Пусть, — сказали они, — очень яркие новые звезды называются сверхновыми». Название довольно бессмысленное, потому-то, наверное, и прижилось. Так же, как Краб.
В работе Бааде и Цвикки, опубликованной в 1934 году, было много правильных идей. Они подошли к проблеме сверхновых как теоретики, но использовали весь имевшийся в их распоряжении наблюдательный материал. Начали они, однако, не с загадки сверхновых. Их интересовала не менее актуальная в те годы проблема происхождения космических лучей. Бааде и Цвикки впервые связали два явления и сделали вывод: космические лучи могут генерироваться при вспышках сверхновых.
Вторая идея Бааде и Цвикки была еще интереснее и, если можно так выразиться, еще правильнее. Они предсказали, что при вспышках сверхновых рождаются нейтронные звезды.
В 1934 году еще не было правильных идей насчет того, как эволюционируют звезды. Нейтрон был открыт всего двумя годами ранее. Теории ядерных превращений практически не существовало. Идея Бааде и Цвикки выглядела фантастикой, хотя и научной.
Южная звезда — остаток вспышки?
Пока Бааде и Цвикки исследовали Крабовидную туманность, американский астроном Рудольф Минковский изучал две слабенькие звездочки, издавна наблюдавшиеся на фоне М1. Одна из звездочек, как он надеялся, могла быть искомым объектом — «огарком» вспыхнувшей звезды. Минковский выяснил, что южная звезда движется со скоростью более 100 км/с. Что заставило звезду лететь с такой скоростью?
Еще более удивительным оказался спектр южной звезды. Линий в нем не было вовсе! Никаких: ни поглощения, ни излучения. Тем не менее Минковский пришел к выводу: туманность греется южной звездой. Он ошибся.
На ошибку указал в 1948 году радиоастроном Джон Болтон. Он обнаружил на небе четыре ярких источника радиоизлучения. Один из них был расположен в созвездии Тельца. Год спустя Болтон уточнил координаты источника и объявил, что они в точности совпадают с положением Крабовидной туманности. Оказалось, что Крабовидная туманность излучает в радиодиапазоне слишком много, гораздо больше, чем в оптике. Значит, южная звезда не нагревает туманность? Значит, ее радиоизлучение имеет иную природу?
Почему излучает туманность?
Разрешил это противоречие в 1953 году советский астрофизик Иосиф Шкловский, предположив, что в Крабовидной туманности излучает не газ, а электроны, движущиеся в магнитном поле с почти световыми скоростями. Такое излучение называется синхротронным. Ультрарелятивистские электроны, «запутавшись» в магнитном поле Крабовидной туманности, излучают во всех диапазонах длин волн и во всех направлениях. Идея была проста и объясняла наблюдательные данные так естественно, что против нее и возражать не стали.
Никто не возвращался в те годы к загадке южной звезды. А ведь звезда стала еще загадочнее, чем была! Если излучение Крабовидной туманности синхротронное, то нагревать газ в туманности не нужно, и значит, нет необходимости предполагать, что в туманности находится горячая звезда. А размер южной звезды Минковский вычислил именно в предположении, что звезда очень горяча. Всё рассыпалось.
Электроны большой энергии могли остаться в туманности и со времен вспышки. Об этом писал еще Цвикки, когда объяснял происхождение космических лучей. Но это предположение было опровергнуто в 1956 году советским астрофизиком Соломоном Пикельнером. Электроны, ответственные за радиоизлучение Крабовидной туманности, теряют энергию не очень быстро, они действительно могли остаться после вспышки и дожить до наших дней. Но электроны, ответственные за оптическое излучение, за сто лет должны были растерять весь запас энергии! Вспышка произошла девять веков назад. Электроны, излучение от которых доходит в наше время, не могли возникнуть при вспышке — они появились в туманности значительно позже. В Крабовидной туманности должна быть «пушка», непрерывно стреляющая быстрыми электронами. Где же эта пушка? Одно из двух: либо электроны ускоряются в самой туманности, либо источником их является южная звезда.
Мозаичное изображение, полученное космическим телескопом «Хаббл»
Рентгеновское окно
В 1962 году ракеты серии Aerobee впервые подняли на высоту ста километров детекторы рентгеновского излучения. В первом же полете был обнаружен мощный источник космического рентгеновского излучения в созвездии Скорпиона, а во время второго полета открыли еще один источник, и расположен он был в направлении на Крабовидную туманность.
Но что же излучало: вся туманность или знаменитая южная звезда? Приборы того времени не обладали хорошей разрешающей способностью, с их помощью невозможно было получить изображение туманности в рентгеновском диапазоне и выделить излучение южной звезды.
Идею проверки предложил Иосиф Шкловский. 7 июля 1964 года должно было произойти довольно редкое событие — затмение Крабовидной туманности Луной. Если рентгеновским источником является не туманность, а звезда, то Луна закроет ее мгновенно, и рентгеновское излучение исчезнет. Если же излучает вся туманность, то источник начнет ослабевать постепенно, по мере того, как Луна будет наползать на туманность. Полное затмение продолжится 12 минут, затем источник появится вновь.
В момент включения прибора на Aerobee скорость счета фотонов составляла 300 импульсов в секунду, плавно уменьшалась, и две минуты спустя источник исчез. Стало ясно: излучает не южная звезда, а туманность!
С новой силой дало о себе знать старое противоречие. В туманности обязательно должен быть инжектор релятивистских электронов. А в ней не обнаружили пока ничего, кроме южной звезды! Крабовидная туманность ежесекундно излучает во всех диапазонах электромагнитных волн в тысячи раз больше, чем Солнце. В нейтронной звезде (если, как предполагали Бааде и Цвикки, южная звезда — нейтронная) не могло быть таких мощных источников энергии. Откуда им взяться в мертвом и остывшем шаре?
Вариант решения предложил в 1964 году советский астрофизик Николай Кардашёв. Звезда, вспышка которой привела к явлению «звезды-гостьи», обладала магнитным полем и вращалась вокруг оси. В 1054 году она взорвалась. Оболочка разлетелась, а ядро стало нейтронной звездой. Оболочка унесла с собой и силовые линии магнитного поля. Нейтронная звезда быстро вращается, и силовые линии наматываются на нее, как на барабан. Магнитное поле, проходящее сквозь туманность, становится подобным спирали, ветви которой скручиваются всё туже. Увеличивается магнитное поле, растет и магнитное давление. А давление магнитного поля расталкивает плазму в туманности, заставляет ее расширяться всё быстрее.
Однако и решение Кардашёва не объясняло, откуда в туманности ультрарелятивистские электроны, ответственные за излучение. Не из нейтронной же звезды! В 1964 году всё еще существовало сильнейшее и ничем не поколебленное предубеждение: нейтронная звезда — мертвое тело.
Пульсар в Крабовидной туманности
Снимок небольшой области, демонстрирующей неустойчивости Рэлея — Тейлора (рост малых отклонений параметров от равновесных значений) в сложной волокнистой структуре
Через год австралийские радиоастрономы открыли в Крабовидной туманности пульсирующий радиоисточник, координаты которого точно совпали с положением южной звезды. Открытие было ожидаемым, но, тем не менее, стало сенсацией. У пульсара в Крабовидной туманности оказался рекордно малый период повторения импульсов — всего 33 миллисекунды.
Зимой 1968 года всем стало очевидно, что нейтронные звезды наконец-то обнаружены. Более того, блестяще подтвердилась идея Бааде и Цвикки о том, что образуются нейтронные звезды при вспышках сверхновых, в процессе катастрофического коллапса.
Но возник естественный вопрос: если радиоизлучение южной звезды так сильно пульсирует, почему этого не происходит ни с оптическим, ни с рентгеновским излучением?
Может, и происходит, сказали наблюдатели, мы об этом не думали. Действительно, никому в голову не приходило искать быстрые пульсации у оптической звезды и тем более у рентгеновского источника. Новых ракетных стартов не потребовалось. Группа американских ученых, возглавляемая Эдвином Болдтом, заново обработала результаты полета ракеты в марте 1968 года с учетом того, что переменность рентгеновского источника может быть быстрой. И переменность нашли — точно такую же, как у радиопульсара, с периодом 33 миллисекунды.
Смущенные наблюдатели решили реабилитировать себя до конца: найти быструю оптическую переменность у южной звезды. В январе 1969 года в Обсерватории Стюарда при Аризонском университете провели серию оптических наблюдений, использовав фотоумножители, способные фиксировать быстрые колебания блеска, и открыли первый оптический пульсар.
Морозными январскими ночами 1969 года завершилась тридцатипятилетняя эпопея поиска нейтронной звезды в Крабовидной туманности.
Крабовидная туманность — объект поистине уникальный. Сверхновую 1054 года видели при свете солнца. Первым газообразным остатком взрыва сверхновой, обнаруженным астрономами, была Крабовидная туманность. Первым остатком сверхновой, для которого удалось определить возраст, был Краб. Первым остатком, у которого была обнаружена внутренняя активность, стал Краб. Первый остаток, в центре которого наблюдается оптическая звезда: Краб. Южная звезда в Крабе — первый объект, на который пало подозрение, что это нейтронная звезда. Одним из первых радиоисточников, обнаруженных на небе, был Краб. Один из первых открытых рентгеновских источников — Краб. Повезло даже в том, что Крабовидная туманность регулярно затмевается Луной — наблюдения затмений позволили впервые определить размеры рентгеновского источника. Пульсар в Крабе вращается быстрее многих известных пульсаров.
Целый паноптикум астрофизических аномалий! И наконец: сверхновая 1054 года вспыхнула на расстоянии «всего» шести тысяч световых лет от Солнца. Вспышка ведь могла произойти и на противоположном краю Галактики. Кто знает, как развивалась бы тогда наука — и не только астрофизическая. Многие открытия запоздали бы, а может, и вовсе не были бы сделаны!
1 См.: Амнуэль П. Далекие маяки Вселенной. Фрязино: Век-2, 2007.