13760
Президент РФ Владимир Путин подписал закон, дающий авиакомпаниям право продавать билеты на самолет по невозвратным тарифам, что должно способствовать снижению стоимости авиаперелета, сообщает агентство Прайм со ссылкой на пресс-службу Кремля
14542
Президент РФ Владимир Путин подписал закон об упрощенной выдаче российского гражданства соотечественникам, которые свободно владеют русским языком и живут либо проживали на территории СССР или Российской империи в границах современной РФ, сообщает РИА Новости
8250
Комиссия Госдумы по этике по поручению спикера Сергея Нарышкина, предположительно, на следующей неделе рассмотрит инцидент с участием лидера ЛДПР Владимира Жириновского, который оскорбил журналистку МИА «Россия Сегодня», сообщает РИА Новости.
2645
Парламент Крыма утвердил назначение экс-главы самообороны вице-премьером республики
5114
Роспотребнадзор не ожидает проблем с прохождением летнего оздоровительного сезона в Крыму, сообщает РИА Новости со ссылкой на главу ведомства Анну Попову
4413
Крымские отряды самообороны уберут все заборы, незаконно преграждающие проход к пляжам, сообщило правительство региона в своем микроблоге в Twitter.
2878
Высшая школа экономики продолжает цикл лекций в музеях Москвы. 24 апреля в Центре современной культуры «Гараж» состоится лекция «Истинная роль брендов в обществе постмодерна».
2133
Министр природных ресурсов: Природные пожары в этом году застали Россию врасплох
7708
Сотрудники столичной Госавтоинспекции ограничат движение в центре Москвы в понедельник из-за репетиции военного парада, который пройдет на Красной площади 9 мая, сообщает РИА Новости
6436
Власти Москвы могут отказаться от строительства одной станции на «зеленой» ветке метро
4915
Военную технику для участия в Параде Победы этой ночью перебросят на Ходынское поле
5442
Федеральное агентство по туризму (Ростуризм) выражает озабоченность вмешательством политики в туристическую отрасль на примере отказа чешского отеля принять российских туристов в знак протеста против присоединения Крыма к РФ, сообщила РИА Новости руководитель пресс-службы ведомства Ирина Щеголькова.
3675
МВД Украины утверждает, что телевышки в Донецке никто не захватывал, и каналы транслируются в обычном режиме, сообщает РИА Новости со ссылкой на сайт ведомства.
2848
В украинском Славянске неизвестные обесточили телецентр, транслирующий российские каналы
2357
Компромисс по ситуации на Украине должен быть найден внутри нее, а не между третьими игроками, например между РФ и США, заявил президент РФ Владимир Путин во время прямой линии с россиянами
2278
ЦБ РФ с 17 апреля отозвал лицензию у дагестанского банка «Каспий»
2708
Торговый дом «Шатер» рассматривает возможность строительства сафари-парка в Подмосковье
2077
Лоукост-авиакомпания «Добролет», созданная «Аэрофлотом», будет базироваться в Шереметьево
2102
«Ростелеком» построил линию связи с Крымом по дну Керченского пролива
3287
Павел Дуров: Мы не будем удалять ни антикоррупционное сообщество Навального, ни сотни других сообществ
2877
Google не раскрывает данные о первом дне продаж «умных» очков в США
2220
Чиновники бронируют адреса в новых доменах .москва и .moscow
1934
Компания Google отделила Крым от Украины на своих картах
3110
Суд отклонил иск мордовской колонии к Толоконниковой из-за ее письма об условиях труда
3050
Мировой суд в Москве рассмотрит дело Алексея Навального о клевете
2094
Глава Мосгорсуда Ольга Егорова подала документы в квалификационную коллегию на повторное занятие этой должности; таким образом, Егорова не претендует на занятие вакантного места председателя объединенного Верховного суда РФ
2128
Прокуроры заинтересовались художником, приковавшим гениталии к Красной площади
2396
Здания в центре Москвы украсят репродукциями знаменитых картин
2257
Фильм о русской Жанне Д'Арк покажут на открытии киномарафона в Крыму
2121
Харуки Мураками впервые за девять лет выпустил сборник новелл
2266
В Мексике скончался писатель Габриэль Гарсиа Маркес, его тело будет кремировано
3978
Менеджер Шумахера сообщила, что его состояние немного улучшилось
2908
Олимпийские кольца из Сочи подарят Греции
2671
Новый логотип чемпионата России по футболу будут выбирать болельщики
2276
Официальную песню чемпионата мира-2014 по футболу представили на YouTube
00:05 28/02/2012 Алексей Тимошенко 0 43

Траектория Краба

Астрономы приблизились к разгадке тайны знаменитого пульсара

Группе астрофизиков из Московского инженерно-физического института удалось приблизиться к разгадке тайны пульсара в туманности Краба — объекта, который уже полвека пристально изучается учеными со всего мира.

Статья Феликса Агароняна, Сергея Боговалова и Дмитрия Хангуляна (Боговалов — профессор МИФИ, а его соавторы являются выпускниками этого учебного заведения) опубликована в знаменитом научном журнале Nature. Исследователи описали процесс формирования пульсаром потока заряженных частиц с очень высокой энергией и то, как эти частицы взаимодействуют с гамма-излучением. На первый взгляд это частные вопросы.  Но на самом деле не будет преувеличением сказать, что ученые работают в той области астрофизики, которая выходит за пределы привычного нам мира.

Такое утверждение подтвердит простое описание объекта исследования. Большинство привычных нам объектов составляют атомы, тогда как пульсар Краба, быстро вращающаяся нейтронная звезда, даже не состоит из привычного нам вещества. В нем нет атомов, в нем не протекают термоядерные реакции, за счет которых светят звезды. Да и размеры нейтронных звезд вовсе не астрономические, всего лишь несколько десятков километров в поперечнике. Законы физики, описывающие поведение обычного вещества и даже часть правил, касающихся элементарных частиц, там не работают.

Например, нейтроны, которые в любой лаборатории примерно через 15 минут превращаются в пару из протона и электрона, внутри пульсара существуют неограниченно долгое время. Плотно сжатые вместе, они ведут себя как жидкость. Впрочем, один кубический сантиметр такой «жидкости» весит миллиард тонн, одна едва видимая капля перевесит груженый товарный состав. Такой экстремальный объект получается из обычной звезды после того, как она исчерпает запасы термоядерного горючего.

В такой обреченной звезде сначала начинают идти реакции, увеличивающие число нейтронов, потом растет плотность вещества в центре, а затем все светило коллапсирует в один сверхплотный объект. Если масса звезды была примерно равна массе Солнца, то получается белый карлик, десятикратное превышение дает нейтронную звезду, а еще большее (точные границы пока неизвестны) — черную дыру. Именно при схлопывании звезды происходит самое интересное: сжимается и окружающее небесное тело магнитное поле, резко возрастая по своей напряженности.

С мощными магнитными полями и связана та совершенно иная физика, о которой шла речь в статье российских ученых. Движущиеся в мощных магнитных полях заряды не просто отклоняются в сторону и начинают излучать фотоны, кванты электромагнитных волн: в таком поле эти кванты порождают новые частицы в буквальном смысле слова из вакуума. В результате рождается мощный поток как заряженных частиц, так и излучения. Причем энергия гамма-квантов настолько высока, что превышает в тысячи раз технические возможности человечества, не говоря уж о мощности излучения: пульсар Краба, невзирая на расстояние в шесть тысяч световых лет, является ярчайшим в гамма-диапазоне объектом на небе.

Про пульсар Краба известно уже довольно много. Например, мы знаем о том, что именно на этом месте произошла вспышка сверхновой, которую видели на Земле еще в 1054 году. Но долгое время оставалось неясным,  как именно взаимодействие поля, частиц и квантов излучения дает те эффекты, которые мы видим. Астрофизики говорили о потоке испускаемых пульсаром позитронов и электронов, но это казалось лишь очень хорошей гипотезой, прямых доказательств было немного.

Новые данные, собранные при помощи специализированных телескопов VERITAS и MAGIC (причем это не космические обсерватории, а наземные), указали на то, что мощнейший из известных ученым источников гамма-излучения в нашей Галактике еще и поразительно компактен. По крайней мере по астрономическим масштабам. Излучение с экстремально высокой энергией рождается в цилиндрической области, отстоящей от оси вращения пульсара на расстояние от 20 до 50 тысяч километров. Для сравнения, Солнце имеет диаметр свыше миллиона километров. Компактным источником излучения можно было бы назвать построенные человеком ускорители, но в них на порядки меньше энергия частиц, не говоря уж о суммарной мощности.

Компактность космического гамма-излучателя, по мнению российских физиков, говорит о том, что высокую энергию кванты излучения приобретают после столкновения с тем самым потоком заряженных частиц. В обычных условиях происходит, как правило, наоборот: фотон, сталкиваясь с какой-то частицей, теряет энергию; однако вблизи пульсаров эффект «меняет знак» и столкновения с потоком частиц не отнимает, а добавляет энергии квантам.

Если принять гипотезу о том, что пульсар действительно создает такой поток электронов и их античастиц, то данные новых наблюдений складываются в цельную картину. А это значит, что ученым удалось приблизиться к пониманию процессов, которые характеризуются совершенно иными масштабами и энергиями, чем привычные нам явления на Земле. Пока такая работа носит сугубо фундаментальный характер, но стоит отметить, что еще сто лет назад исследования строения атома тоже казались сугубо фундаментальной дисциплиной.

Сейчас, конечно, не стоит говорить о том, что изучение пульсаров может привести к появлению нового источника энергии. Но, как минимум, мы станем лучше понимать то, что происходит со звездами после того, как в них заканчиваются термоядерные реакции. А этот вопрос важен не только в контексте будущего Вселенной, но и ее прошлого. Ведь все элементы, которые стоят в таблице Менделеева после железа, от кобальта до плутония, возникают именно при гибели звезд. Медь, золото, уран в земной коре когда-то прошли через вспышку умирающего светила, и хотелось бы знать, что было раньше на месте нашей Солнечной системы. Дать ответ на такой вопрос можно лишь при хорошем понимании последних этапов звездной эволюции.

Впрочем, физика взаимодействия заряженных частиц с электромагнитным полем — это и новые ускорители, более компактные, эффективные, дешевые в эксплуатации. На сегодняшний день на планете работает более 17 тысяч ускорителей, большинство из которых стоит вовсе не в научных центрах: пучками частиц убивают раковые клетки или даже пробивают тонкие отверстия в мембранах фильтров. Не стоит однозначно ждать здесь прорыва именно со стороны астрофизики. Но в истории науки уже есть пример того, как ответ на сугубо фундаментальный вопрос о поведении быстрых частиц в магнитном поле дал миру ряд новых технологий.