Нейтронные звезды. Как понять зомби из космоса

Рядом с изгородью, по другую сторону неработающего комплекса, раскинулось настоящее астрономическое кладбище: четыре неподвижных черных радиотелескопа на рельсах. Чаши их отражателей напоминают засохшие цветы, протягивающие увядшие лепестки к солнцу. Рядом, вблизи от закрытой аппаратной, еще одна бесхозная радиоантенна. Торчащие из земли деревянные столбы – все, что осталось от вошедшей в историю науки “Межпланетной сцинтилляционной матрицы”. Как многие легкодоступные “источники” меди, например церковные крыши, она стала жертвой временного большого скачка цен на это сырье: медная проволока, когда-то соединявшая столбы, была украдена и перепродана недобросовестным торговцам на металлолом.

Однако вернемся на полвека назад. Тогда жизнь на этих полях била ключом: шла напряженная работа, в которой участвовали усердные магистранты и ученые. Шестидесятые годы оказались плодотворным десятилетием для радиоастрономов. В 1963 году Мартин Шмидт из Калифорнийского технологического института разгадал загадку квазизвездных радиоисточников, или квазаров, и показал, что это далекие, сверхъяркие активные галактики, связанные со сверхмассивными черными дырами в их центре³.

Двумя годами позже американские радиоастрономы Арно Пензиас и Роберт Уилсон из Лаборатории Белла в городке Холмдел, штат Нью-Джерси, случайно открыли реликтовое излучение – остаточное свечение Большого взрыва⁴.

А здесь, в сельской местности графства Кембриджшир, вошла в историю Джоселин Белл, молодая магистрантка из Северной Ирландии, которая в 1967 году заметила странный, похожий на каракули сигнал (она назвала его “загривок”) на зеленых и белых рулонах миллиметровой бумаги километровой длины, выползающих из небольшого записывающего устройства. Этот “загривок” оказался далеким пульсаром, робко посылавшим приветствие людям. Но она в то время этого не знала. Никто не знал.

Чтобы начать рассказ об этом “загривке” и понять, насколько он важен, надо вернуться еще лет на пятьдесят назад. Рубеж XIX и XX веков оказался удивительным временем для физиков. Джозеф Джон Томсон только что, в 1897 году, открыл электрон; Резерфорд, перебравшийся в 1898 году в Университет Макгилла в Монреале, начал разбираться с последовательностью преобразований элементов в процессе радиоактивного распада. По возвращении в Манчестер он исследует рассеяние альфа-частиц большой энергии на тонкой золотой фольге. В 1911 году Резерфорд предлагает планетарную модель атома. Атом, согласно Резерфорду, представляет собой в основном пустое пространство с крошечным ядром из положительно заряженных частиц в центре. Ядро окружено вращающимся вокруг него облаком отрицательно заряженных электронов. Однако не все было ясно: если считать, что число электронов уравновешивает число протонов, то масса ядра оказывалась больше, чем ожидалось. Тогда ученые заподозрили, что и в ядре есть электроны, нейтрализующие “избыточный” положительный заряд. В 1920 году Резерфорд предположил, что, вероятно, ядро состоит не из электронов и протонов, а из протонов и нейтральных частиц, которые он назвал нейтронами. “Следующие десять лет, – говорит Лонгейр, – Резерфорд и Чедвик, перебравшийся в Кембридж из Манчестера вместе с Резерфордом, настойчиво, но безуспешно пытались обнаружить этот неуловимый нейтрон”⁵.

Наконец, в 1932 году, Чедвику удалось “поймать” нейтрон. Позднее он получил Нобелевскую премию по физике за это открытие⁶. “У нас сохранился прибор, с которым работал Чедвик”, – говорит Лонгейр, указывая на невзрачную металлическую трубку длиной сантиметров пятнадцать, выставленную за стеклом в Кавендишской лаборатории. Лонгейр уже давно отвечает за коллекцию старых фотографий и самых разных приборов, использовавшихся исследователями в течение последних полутора столетий. Это часть тщательно поддерживаемой выставки, которую он показывает публике (главным образом ученым и студентам). Однако на выставке демонстрируется не все: в своем кабинете Лонгейр показал мне тяжелый дубовый стол Резерфорда, за которым он следит особо.