Загадки для знатоков: История открытия и исследования пульсаров. - Павел Амнуэль

Это было противоречие между наблюдением и его интерпретацией. Разрешил его в 1953 году советский астрофизик И. С. Шкловский. Он предположил, что в Крабовидной туманности излучает вовсе не газ, а электроны, движущиеся с почти световыми скоростями в магнитном поле туманности. Физикам такое излучение было известно, называлось оно синхротронным. Причина излучения такова. Электрон — заряженная частица. Попав в магнитное поле, он подвергается действию так называемой силы Лоренца. Действие силы приводит к тому, что заряд начинает двигаться ускоренно. А ускоренно движущийся заряд должен излучать. Чем больше ускорение (создаваемое магнитным полем, а значит, чем больше поле) и чем больше энергия электрона, тем интенсивнее он излучает. А сверхбыстрые, так называемые ультрарелятивистские, электроны, «запутавшись» в магнитном поле Крабовидной туманности, излучают во всех диапазонах длин волн. Идея была проста и объясняла наблюдательные данные так естественно, что сразу была принята. Правда, от объяснения загадки свечения Крабовидной туманности нисколько не прибавилось веры в то, что в этой туманности находится нейтронная звезда.

Никто, даже В. Бааде с Р. Минковским, не возвращался к загадке южной звезды. А ведь она стала еще загадочнее, чем была! Если излучение Крабовидной туманности синхротронное, то нагревать газ в туманности вовсе не нужно, и значит, нет необходимости предполагать, что в туманности находится горячая звезда. А размер южной звезды был получен Р. Минковским именно в предположении, что звезда очень горячая. Все рассыпалось… Что же это такое — южная звезда? Есть ли теперь основания считать ее остатком взрыва?

Казалось бы, основания есть. Ведь для того чтобы существовало синхротронное излучение, нужны сверхбыстрые электроны. Откуда им взяться, если не из южной звезды?

Можно возразить: электроны большой энергии могли остаться в туманности и со времен взрыва. Об этом писал еще Ф. Цвикки, когда объяснял происхождение космических лучей.

Но это предположение было опровергнуто в 1956 году советским астрофизиком С. Б. Пикельнером. Вот ход его рассуждений. Чем больше скорость движения электрона, чем больше его энергия, тем быстрее электрон эту энергию теряет. Электроны, ответственные за радиоизлучение Крабовидной туманности, теряют энергию не очень быстро, они действительно могли остаться после вспышки и «дожить» до наших дней. Но электроны, ответственные за оптическое излучение, за сто лет должны растерять весь свой запас энергии! А взрыв произошел девять веков назад. Девять раз должен был обновиться в туманности состав «оптических» электронов. Электроны, которые излучают сейчас, не могли возникнуть при взрыве — они появились в туманности значительно позже. В Крабовидной туманности должна быть «пушка», непрерывно стреляющая быстрыми электронами. Где же эта пушка? Одно из двух: либо электроны как-то ускоряются в самой туманности, либо источником их является южная звезда. Вспомним опять о ее необычных свойствах: отсутствии спектральных линий, высокой скорости движения…

Однако астрономы-наблюдатели на эти странности не обращали внимания вплоть до шестидесятых годов. Исследование остатков вспышек сверхновых пошло иным путем.

В 1948 году английские радиоастрономы М. Райл и Ф. Смит обнаружили мощный источник в созвездии Кассиопеи — самый мощный на небе. Еще раньше, в 1946 году, голландский астроном Ж. Оорт обратил внимание на огромную оптическую туманность в созвездии Лебедя, имевшую форму тонких волокон. В туманности не было яркой звезды, способной заставить светиться такую массу газа. Это и навело Ж. Оорта на мысль, что волокнистая туманность в Лебеде, как и Крабовидная, — остаток вспышки сверхновой. Источник в Кассиопее тоже образовался после взрыва сверхновой. Были обнаружены радиоисточники и оптические волокнистые туманности и на местах, где вспыхивали сверхновые Тихо и Кеплера. Именно исследованием остатка сверхновой Кеплера и занялись В. Бааде с Р. Минковским после того, как отступились от южной звезды в Крабовидной туманности. В. Бааде еще в 1943 году обнаружил на месте вспышки сверхновой Келлера слабенькую туманность и сказал — вот остаток! А ведь долгие годы на месте вспышки звезды Кеплера найти ничего не удавалось. И вот появились сразу несколько «подозреваемых», появилась возможность искать погибшие звезды не только в Крабовидной туманности.

Но… исследовались туманности, а не возможные звездные остатки в них. В конце сороковых годов в существование таких звездных остатков верили только Ф. Цвикки, В. Бааде и Р. Минковский. Что они могли сделать втроем? В. Бааде и Р. Минковский изучали газовые туманности, оставшиеся после вспышек сверхновых, — это была кропотливая работа, отнимавшая все силы. А Ф. Цвикки вернулся к патрулированию сверхновых в других галактиках.

Кроме того, внимание астрономов было привлечено открытием в конце сороковых годов первых радиозвезд, природа которых представлялась совершенно загадочной. Впоследствии удалось доказать, что это — далекие галактики, проявляющие небывалую, немыслимую по масштабам активность. Исследование радиозвезд отвлекло силы наблюдателей и теоретиков от природы сверхновых.

И еще. Ф. Цвикки говорил о конце жизни звезды, а астрономов в то время больше интересовало начало ее жизни. Связано это было с тем, что в 1947 году советский астрофизик В. А. Амбарцумян открыл скопления горячих голубых звезд, названные им звездными ассоциациями. И сделал заключение, буквально перевернувшее представления астрономов о Галактике. Звезды рождаются и в наши дни, причем не поодиночке, а группами, комплексами, — таким было заключение. В Галактике есть звезды самых разных возрастов, в том числе и звезды-младенцы. Находятся эти младенцы в колыбелях — звездных ассоциациях. Интересы астрофизиков сконцентрировались в четко очерченных областях — происхождение звезд и внегалактическая астрономия. Этим объясняется временный спад интереса к исследованиям звездных взрывов.

Но ведь и теоретики не занимались нейтронными звездами! Расследование «гибели» звезд затянулось на десятилетия… Пожалуй, и это объяснимо. Попытка найти нейтронную звезду в Крабовидной туманности не удалась — южная звезда оказалась даже больше белого карлика. Это было ошибкой, но Р. Минковский ее не увидел. Для идеи, тем более парадоксальной, нужна мощная поддержка энтузиастов. Такой поддержки у идеи нейтронных звезд не было. Кроме того, сверхновые — явление экзотическое. Что важнее для астрофизики? Выяснить причину взрывов, которые происходят один раз в несколько столетий, или понять, как возникают звезды, которых только в нашей Галактике — сотня миллиардов? Дилемма ясная — нейтронным звездам пришлось подождать… Подождем и мы, отложив продолжение расследования до следующей главы. А пока история науки идет своей дорогой, поразмышляем о пути, поговорим о методике открытий.

* * *

В конце сороковых годов в инженерном деле начал использоваться еще один способ ускорения генерирования новых идей. В американских промышленных фирмах начали применять предложенный А. Осборном метод, названный мозговым штурмом. А. Осборн заметил, что одни люди больше склонны к генерированию новых идей, чем другие. В творческом коллективе всегда есть признанные генераторы идей, и есть люди, которым это не удается, но зато разработка готовой идеи получается у них лучше. А. Осборн предложил собрать вместе генераторов идей, запретить им критиковать друг друга и предложить решить какую-нибудь техническую задачу. В момент «штурма» любая высказанная идея может лишь подхватываться и развиваться (никакой критики!). Все критические замечания откладываются на потом. Доброжелательное отношение к любой идее создает особый психологический климат, расслабляет тормоза в сознании, расшатывает инерцию мышления. Возникают экстравагантные идеи, которые обычно в голову не приходят. Из них-то и выбирается потом решение.

Мозговой штурм хорош тем, что лучше метода направленной интуиции снимает психологическую инерцию. Но систематичности у него нет, и значит, нет гарантии, что решение не будет упущено. Обычно мозговой штурм используется для решения не очень сложных задач, когда необходимая «мера безумия» не очень велика.

В науке, где безумные идеи играют значительно большую роль, чем в технике, метод А. Осборна все же не привился. Как, впрочем, и другие методы активизации творчества, придуманные инженерами. А разве не заманчиво было бы, скажем, собрать конференцию по космическим лучам, посадить за круглый стол десяток ученых — признанных генераторов идей, дать им полную свободу. Воображайте, предлагайте, но не критикуйте!

Попробуем представить себе такую конференцию по космическим лучам. Она прямо связана с нашим расследованием. Ведь именно проблеме космических лучей была посвящена статья В. Бааде и Ф. Цвикки…