Кто вы? - Петрович Николай Тимофеевич - Страница 14

В настоящее время лазеры генерируют колебания в диапазоне волн от 300 до 0,3 микрона, а излучаемая мощность достигает в непрерывном режиме десятков ватт, в импульсном — многих миллионов ватт.

Уже эти мощности позволяют выходить в космос через световое окно и освещать наших ближайших космических соседей. На Земле уже принят луч лазера, посланный к Луне и отраженный от нее.

Но ведь искусственное солнце только делает первые шаги.

В будущем это, по-видимому, грозный конкурент радиоволнам для межзвездной связи.

Мы установили, что две щели в доспехах Земли пропускают в обе стороны свет и радиоволны. Использованием этих окон в режиме «вовне» мы займемся в следующей главе. Здесь же нас интересует режим «извне», то, что поступает к нам в световое окно и известно всякому зрячему обитателю Земли. А что шлют нам звезды в радиоокно?

Тысячелетиями световое окно было для землян единственной щелью в окружающие бездны космоса.

Тысячелетиями астрономы несли непрерывную вахту у этого окна.

И вдруг революция! Открыта вторая щель — радиоокно. Через него люди увидели новую потрясающую картину. Имя ей — радиовселенная.

Первые радиовестники из космоса были приняты американским инженером Янским. Он изучал помехи земным радиолиниям на волне 15 метров и наткнулся на новое явление. В его первой публикации (1932 г.) мы читаем: «Полученные данные… указывают на присутствие трех отдельных групп шумов: группа 1 — шумы от местных гроз; группа 2 — шумы от дальних гроз; группа 3 постоянный шум неизвестного происхождения.

Направление третьей группы шумов постепенно изменяется в течение дня, делая почти полный оборот за 24 часа. Есть указания, что источник этих шумов каким-то образом связан с Солнцем».

Впоследствии оказалось, что в данном случае Янский напрасно подозревал наше светило. Источник оказался в миллионы раз дальше. Помехи исходили из центра Млечного Пути, который сильнее проявляет себя на радиочастотах, чем в оптическом участке.

Работа Янского осталась почти незамеченной. Во всем мире нашелся только один последователь — американский радиоинженер Рибер. Он собственными силами построил у своего дома первую параболическую антенну и провел серию наблюдений. Им, в частности, было открыто радиоизлучение Солнца (1940 г.).

Исследования Рибера привлекли внимание астрономов. Однако начавшаяся вторая мировая война приостановила эти работы.

Любопытный факт был обнаружен в Англии 26–28 февраля 1942 года. Работа радиолокатора дальнего обнаружения была нарушена действием очень сильных помех. Вначале считали, что эти помехи создает противник. Но более глубокий анализ показал, что они результат гигантской солнечной вспышки, которая была зарегистрирована оптически 28 февраля 1942 года.

Развитие радиоастрономии началось после войны. За эти годы получено много поразительных результатов. Было установлено, что источниками радиоизлучения являются различные космические объекты — Солнце, звезды, многие туманности, отдельные области Галактики, межзвездное вещество, Луна и т. д.

Различают два вида радиоизлучения — тепловое и нетепловое. Первое, связанное с тепловым движением заряженных частиц вещества, увеличивается с повышением температуры излучателя. Всякое тело на Земле и в космосе является источником теплового излучения. Оно имеет широкий спектр частот. Интенсивность излучения его в разных участках спектра различна, а величина хаотически меняется во времени и очень напоминает тепловые шумы радиоприемника.

Но каждое нагретое тело излучает не только радиоволны, но и свет и тепло. В зависимости от температуры доля этих трех излучений меняется. Высокая температура — тело излучает много света и тепла, радиоволн же очень мало. Слабо нагретые предметы, например человеческое тело, излучают в основном тепло (инфракрасный участок спектра).

При нетепловом излучении радиоволн действуют другие силы. Это могут быть гигантские электрические разряды, ускоренное и замедленное движение частиц за счет влияния магнитных полей, синхротронное излучение быстрых электронов в магнитном поле и т. д. Распределение энергии по спектру при нетепловом излучении существенно отличается от теплового: она может быть максимальной в радиодиапазоне и почти не наблюдаться в оптическом.

Какие же плоды сняты с радиоастрономической ветви уже сегодня?

Во-первых, радиометодами получена (пока, правда, не полная) картина радиовселенной. Она не только дополняет оптическую, но и имеет самостоятельную ценность. Здесь обнаружены объекты, которые оптически вообще невидимы.

Во-вторых, радиоволны в ряде случаев испытывают меньшее поглощение в космической среде, чем оптические. Например, скопления межзвездной пыли прозрачны для радиоволн и непрозрачны для световых. Следовательно, радиоастрономия как бы раздвинула пределы доступной нам вселенной.

Что мы обнаруживаем в картине радиовселенной?

Первое — это радиошумы так называемого космического фона (непрерывно распределенные по всему небу, они наблюдаются в метровом и дециметровом диапазонах). Величина этого фона меняется с изменением частоты наблюдения и участков наблюдаемого неба. Выдвинуты гипотезы, объясняющие происхождение этого излучения. Одна из компонент фона приписывается туманностям, связанным с горячими звездами. Другая компонента, равномерно распределенная по небу, по-видимому, связана с излучением так называемых релятивистских, или очень быстро движущихся в магнитном поле Галактики электронов.

На непрерывном фоне космического шума выделяются отдельные, так называемые дискретные (по пространству), источники шума. Таких источников обнаружено на небе около десяти тысяч. Из них изучена только небольшая часть.

В солнечной системе самое мощное излучение естественно принадлежит нашей звезде. Их два вида: тепловое радиоизлучение спокойного Солнца и мощные излучения возбужденного Солнца. Обнаружены также радиоизлучения Меркурия, Венеры, Марса, Сатурна и Юпитера.

Самым мощным дискретным источником радиоизлучения за пределами солнечной системы является источник в созвездии Кассиопеи. Он обозначается Кассиопея-А. Излучение его почти такой же интенсивности, как у «спокойного Солнца». Читатель, не будьте равнодушны к этому равенству! Вдумайтесь в этот факт! Ведь источник отстоит от Земли в сотни миллионов раз дальше, чем Солнце. Свет от Солнца бежит к нам приблизительно 8 минут, а от Кассиопеи-А — 10 тысяч лет! И, несмотря на это, наши приборы регистрируют примерно одинаковую их интенсивность. А она падает обратно пропорционально квадрату расстояния (см. следующую главу).

Всего в два раза уступает Кассиопее-А по величине излучения радиоисточник в созвездии Лебедя. Значит, если бы наше зрение реагировало не на свет, а на радиоволны (ведь у них единая природа — электромагнитная), то мы могли бы любоваться одновременно тремя солнцами почти равной яркости.

Третий по яркости радиоисточннк — Телец-А в созвездии Крабовидной туманности. Эта молодая туманность имеет захватывающую, почти детективную историю.

В 1054 году вспыхнула поразительно яркая звезда, которая была видна даже днем. Звезда светила около полугода и затем угасла. Этот факт и примерное положение ее на небе были занесены в китайские и японские летописи. Указанное положение этой вспышки совпадает с наблюдаемой в настоящее время Крабовидной туманностью. Наблюдения установили, что Крабовидная туманность расширяется во все стороны с колоссальной скоростью — более 1000 километров в секунду. Зная скорость, легко подсчитать, что эта туманность начала свое расширение около 900 лет тому назад. (Удивительно совпадает с записями в летописях, не правда ли!) Отсюда следует вероятная гипотеза, что Крабовидная туманность есть результат грандиозной катастрофы, имевшей место 900 + 5000 лет тому назад. «Скромная» добавка в 5000 лет связана с временем распространения световой вспышки по трассе Крабовидная туманность — Земля. Такие сверхмощные взрывы получили название вспышек сверхновых звезд (вспышки значительно меньшей силы называют вспышками просто новых звезд).