Przejdź do treści

Pięćdziesięciolecie odkrycia pierwszego pulsara

To już ponad pięćdziesiąt lat! W lipcu 1967 roku doktorantka Jocelyn Bell jako pierwsza odkryła nietypową gwiazdę - pulsara. Artykuł na ten temat ukazał się wkrótce potem w Nature, a samo znalezisko zrewolucjonizowało naszą wiedzę na temat ewolucji gwiazd.

Latem 1967 podczas dyżuru obserwacyjnego w Obserwatorium Astronomicznym Mullarda (Uniwersytet Cambridge) Jocelyn Bell Burnell zanotowała “nieco szumu” w  rejestrowanych tam danych radiowych. Wraz ze swym promotorem naukowym, doktorem Antonym Hewishem, wkrótce zajęła się dokładniejszym śledzeniem tych dziwnych, nie znanych dotąd nikomu sygnałów. W lutym 1968 roku wraz z trojgiem innych współpracowników badacze opublikowali pierwszy artykuł na temat nowych źródeł w czasopiśmie Nature. Źródła te nazwano wkrótce potem pulsarami. Ze względu na ich regularnie powtarzający się sygnał niektórzy podejrzewali z początku, że są to jakiegoś rodzaju źródła sztuczne.

W lutym tego roku obchodziliśmy więc pięćdziesiątą rocznicę ukazania się tego przełomowego artykułu. Co ciekawe, zaproponowano w nim wówczas także wyjaśnienie promieniowania niezwykłych radioźródeł. Opierało się ono o "niestabilne oscylacje białych karłów lub gwiazd neutronowych". Dziś wiemy już, że pulsary to rzeczywiście obracające się gwiazdy neutronowe emitujące promieniowanie z obszarów związanych z ich biegunami magnetycznymi. Gwiazdy neutronowe leżące w pozostałościach po supernowych są przy tym dość losowo zorientowane w przestrzeni kosmicznej - ale czasami usytuowane są one względem nas tak, że ich silnie promieniowanie okresowo dosłownie omiata Ziemię - podobnie jak światło latarni morskiej.

Pulsary mają szereg zastosowań w nauce. Pozwalają astronomom testować teorie związane z ewolucją gwiazd oraz różne koncepcje z zakresu kosmologii, w tym takie jak Ogólna Teoria Względności. Są cenne ze względu na możliwe wykorzystanie w kosmicznej nawigacji - już w latach siedemdziesiątych użyto ich do sporządzenia mapy pozwalającej na łatwą lokalziację Układu Słoneczego w Kosmosie; mapa ta znalazła się na słynnej plakietce dołączonej do sondy Pioneer 10 - specyficznym liście adresowanym do Kosmitów.

Zdjęcie: M1, Mgławica Krab sfotografowana przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Źródło: NASA

Skąd się bierze to tajemnicze niegdyś, wysoce okresowe promieniowanie tych obiektów? Naukowcy zgadzają się dziś, że pulsary to silnie namagnetyzowane gwiazdy neutronowe, które nazywa się też magnetarami. Gwałtowne zapadnięcie się jądra gwiazdy - zachodzące na przykład przy wybuchu supernowej - prowadzi do znacznego wzrostu natężenia jej pola magnetycznego ze względu na konieczność zachowania strumienia magnetycznego. Zgodnie z zasadą zachowania momentu pędu zwiększa się też wówczas jej prędkość rotacji. Szybki obrót powoduje powstanie wokół gwiazdy neutronowej silnego pola magnetycznego i magnetosfery. Cząstki poruszające się wewnątrz niej są przyspieszane do prędkości relatywistycznych i wysyłają promieniowanie wewnątrz wąskiego stożka wzdłuż kierunku linii pola. Energia ta może być wypromieniowywana w całym zakresie widmowym – od promieniowania gamma aż do fal radiowych.

Jocelyn Bell urodziła się w Belfaście w Irlandii Północnej w 1943 roku. Jako doktorantka pomagała też m. in. w budowie radioteleskopów należących do Mullard Radio Astronomy Observatory. W roku 1974 Hewish wraz z Martinem Ryle’em otrzymał za odkrycie pulsarów Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Pominięcie Jocelyn Bell do dziś uważa się za jedną z najbardziej kontrowersyjnych decyzji w historii tej nagrody. Wspólny artykuł w Nature, opisujący odkrycie pierwszego pulsara, miał pięciu autorów, wśród których Bell figurowała jako drugi. Ona sama wskazywała jednak na to, że większa część odpowiedzialności naukowej spoczywała wówczas właśnie na Hewishu. Jej własna kariera naukowa rozwijała się zresztą dynamicznie dalej - po obronieniu doktoratu Bell kontynuowała badania w dziedzinie radioastronomii źródeł galaktycznych. Od 1991 do 1999 roku kierowała Wydziałem Fizyki Open University w Wielkiej Brytanii, w latach 2002–2004 stała na czele Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego, a do 2010 roku była prezydentem brytyjskiego Institute of Physics. Zdobyła też niezliczoną ilość nagród i wyróżnień naukowych.


Czytaj więcej:


Źródło: Physic&Astronomy

Zdjęcie: zarejestrowany z pomocą orbitalnego obserwatorium rentgenowskiego Chandra obraz centralnej części Mgławicy Krab - słynnej pozostałości po wybuchu supernowej. Znajduje się w niej pulsar - pozostałość po gwałtownej eksplozji gwiazdy, którą na Ziemi zaobserwowano w 1054 n.e.
Źródło: NASA Goddard