Slika 1. CSIRO Parkes radio teleskop je otkrio oko polovine od ukupnog broja nama poznatih pulsara. Credit: Wayne England
Pulsar je mala rotirajuća zvezda a zapravo je jedna džinovska lopta načinjena od neutrona i predstavlja ostatak neke sasvim obične zvezde koja je svoj životni vek okončala u vatrenoj eksploziji.
Sa prečnikom od svega 30-tak kilometara, obrne se oko svoje ose stotinama pita u toku jedne sekude odašiljući snop radio talasa (a ponekad i drugih zračenja kao što su X – zraci, na primer). Kada je snop uperen ka nama, odnosno našim teleskopima mi detektujemo impulsne signale.
Godina 2017-ta je pedesetogodišnjica otkrića prvog pulsara u istoriji. U međuvremenu, otkrili smo više od dvehiljadešeststotina pulsara i to uglavnom unutar naše Galaksije, u Mlečnom putu a neke od njih smo koristili radi detektovanja niskofrekventnih gravitacionih talasa kako bi joj istražili građu i proverili posledice Opšte teorije relativnosti.
Otkriće prvog pulsara
Tokom 1967-me godine veliki broj ljudi u Velikoj Britaniji je bio zaveden takozvanom seksualnom revolucijom i provodila se na "letu ljubavi". Za razliku od njih, jedna mlada studentkinja na postdoktorskim studijama na Univerzitetu Kembridž (Velika Britanija) je učestvovala u izgradnji teleskopa.
U pitanju su bile žice provodnika razapete na stubovima na površini od dva hektara (nešto manje od 57 teniskih terena) poznatiji među astronomima kao dipolni niz.
 |
Slika 2. Džoselin Bel Burnel, osoba koja je prva otkrila pulsar u istoriji astronomije. Credit: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/ |
Navedeni teleskop je sagrađen toko jula meseca. Studentkinja Džoselin Bel (Jocelyn Bell, sada [1]Dame Jocelyn Bell Burnell) je preuzela odgovornost za kontrolu rada novoizgrađenog teleskopa i za analizu podataka koji su se njime prikupili. U to doba, podaci su zapisivani na papirnim trakama i pisačem pri čemu je dnevno beleženo više od trideset metara teleskopskih posmatranja. Bel je prikupljene podatke svaki dan analizirala i to ručno, pregledavši trake pažljio sopstvenim okom.
Ono što je Džoselin pronašla jeste mala nepravilnost, [2]scruff na papirnom zapisu tokom jula meseca iste godine a ostalo predstavlja istoriju.
Kao i za većinu drugih otkrića, i za pulsare je bilo potrebno duže vreme. I konačno jednog novembarskog dana, tačnije dana 28.11.1967. godine, Bel i njen tutor Entoni Heviš ([3]Antony Hewish) su uspeli da opaze takozvanu brzu promenu, odnosno jedan od čudnijih signala.
Navedeni signal, koji je tretiran kao nepravilnost u zapisu se zapravo pokazao kao povorka impulsa sa periodom od 1,3 sekunde – Bel i Heviš su otkrili pulsare.
Iako deluje vrlo uočljivo, Džoselin i njenom kolegi je bilo potrebno dva meseca da odgonetnu sve moguće razloge koji su mogli dovesti do nepravilnosti snimljenih podataka kako bi izvršili pravilnu korekciju posmatranja i dobili ispravan signal.
Džoselin Bel je takođe otkrila još tri izvora koji su pomogli da se prevaziđu krajnje neobična objašnjenja za nepravilnosti poput onoga po kome signale šalju vanzemaljci. Otkriće je objavljeno u časopisu Nature 24.02.1968-me godine.
Ono što baca ljagu na nauku jeste i još jedna velika sramota i nepravda u istoriji dodele Nobelove nagrade kada je izostavljena Džoselin Bel dok su nagrađene njene kolege Heviš i Ser Rejli a u vezi otkrića pulsara (Nobelova nagrada za fiziku 1974-te godine).
Pulsar na novčanici
Prvo posmatranje pulsara je izvedeno radio teleskopom CSIRO Parkes (Australija) 1968-me godine i što je kasnije ovekovečeno zajedno sa čuvenim radio teleskopom na prvoj Australijskoj novčanici od pedeset dolara, popularno nazvanoj "ananas".
Slika 3. Prva Australijska novčanica od pedeset dolara, na njoj je prikazan Parkes teleskop i pulsar. Credit: https://theconversation.com
U narednih pola veka, navedenim radio teleskopom je otkriveno više od polovine nama poznatih pulsara. Molonglo teleskop Univerziteta Sidnej je takođe odigrao značajnu ulogu u otkrićima a oba radio teleskopa su i danas aktivna na polju istraživanja pulsara.
Šire posmatrano, jedan od novih i obećavajućih instrumenata današnjice predstavlja petstometarski Kineski radio teleskop FAST, [4]Five-hundred-metre Aperture Spherical Telescope. Pomenutim teleskopom je u skorašnje vreme otkriveno nekoliko novih pulsara i što je potvđeno Parkes-om, odnosno grupe CSIRO astronoma koji rade zajedno sa svojim kineskim kolegama.
Zbog čega posmatramo pulsare?
Mi želimo da saznamo šta su pulsari i dokučimo uzroke koji dovode do njihovog ponašanja koje možemo opaziti posmatranjima kao i njihovo mesto u opštoj populaciji zvezda. Krajnje neobični pulsari koji se odlikuju velikom ili malom brzinom obrtanja ili u slučaju da je njihova masa veoma velika nam pomaže u razmatranju mogućih modela pulsara kao i u istraživanjima materije kada joj je gustina dovedena do krajnje visokih granica. Kako bi ispunili navedene zadatke u pogledu takvih izuzetnih pulsara, nama je potreban što veći broj novootkrivenih.
Pulsari se često nalaze u parovima sa zvezdama, odnosno pratiocima i čine takozvane binarne parove pri čemu se pulsar i njegov pratioc kreću po orbitama jedan oko drugog. Priroda pomenutog pratioca nam govori i o istoriji formiranja samog pulsara. Mi smo do sada dosta toga saznali na pitanja "šta" i "kako" u vezi pulsara ali su takođe i mnoga druga pitanja ostala nerazjašnjena.
Kao i u svrhu razumevanja samih pulsara, mi ih takođe koristimo i kao svojevrsne časovnike. Praćenje otkucaja navedenih kosmičkih časovnika, pulsari nam omogućuje da opazimo i promene u gravitacionim talasima niskih frekvencija koji se prostiru kroz vasionu.
Pulsari nam takođe pomažu da izmerimo razne odlike naše Galaksije proučavajući promene signala tokom njihovog prostiranja kroz sredine različitih gustina materije na putu ka nama.
Koristeći se pulsarima, mi možemo utvrditi ispravnost Ajnštajnova Opšte teorije relativnosti, OTR. Naime, OTR uspešno odoleva svim našim naporima da je opovrgnemo već čitav vek i uverava nas da je zapravo ispravna. Ono što nam je preostalo jeste problem da se navedena teorija baš neuklapa sasvim dobro u ostale naše teorije kojim pojmimo vasionu kao što je kvantna mehanika. To nam govori da smo ipak u proučavanju prirode načinili nekakav propust, nešto bitno što nam smeta da dobijemo jedinstvenu teoriju kojom bi ispravno opisali celu vasionu sa svih nama poznatih aspekata i iz najmanje perspektive a u isto vreme i celokupno, odnosno sa stanovišta čitave nama poznate prirode. Pulsari nam upravo pomažu da razumemo navedeni problem.
Ono što astronome koji se bave pulsarima bukvalno drži budne tokom čitave noći jeste potraga za pulsarom koji se kreće oko neke crne rupe. Ukoliko se dogodi sretna okolnost da otkrijemo tako nešto, bićemo u prilici da isprobamo Opštu teoriju relativnosti u najtežim mogućim uslovima i što može dovesti do novog obrta u istoriji nauke, odnosno može da nam potpuno promenimo način na koji razumemo prirodu.
Konačno, pulsari nam pomažu i u svakodnevnom životu ovde na našoj planeti koristeći ih kao nastavno sredstvo u okviru različitih kurseva poput PULSE@Parkes program. Studenti posmatraju pulsare uz pomoć Parkes teleskopa preko interneta i u navedeni program je uključeno preko 1700 studenata iz Australije, Japana, Kine, Holandije, Velike Britanije i Južne Afrike.
Pulsari takođe pružaju mogućnost u pogledu navigacionih sistema budućih kosmičkih putovanja u duboki svemir. Kina je, na primer prošle godine u tu svhu lansirala [5]XPANV-1.
Iz navedenih razloga, od pulsara se mnogo očekuje u budućnosti da nam pomognu u otkrivanju vasione i prirode uopšte i njihov pravu važnost tek treba da utvrdimo.
Izvor teksta:
[1] Titula i počast koju dodeljuje Britanska monarhija: Dame of the Order of the British Empire
[2] nekakva neugledna pojava koja odudara od okoline, iritira i "štrči"
[3] Britanski radio astronom nobelovac
[4] Najveći pojedinačni radio teleskop današnjice. Radi osećaja veličine ovog kineskog svetskog čuda: kada bi sferni tanjir antene bio ispunjen vodom, u njemu bi komotno mogao do plovi čitav nosač aviona klase Nimitz
[5] eksperimentalni mini satelit čiji navigacioni sistem koristi periode pulsacije nekih X – zračnih pulsara
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
