Загадки для знатоков. История открытия и исследования пульсаров

В 1892 году У. Роберте впервые сфотографировал Крабовидную туманность, а В. Слайфер в 1913 году получил ее первые спектрограммы. В отличие от прочих газовых туманностей спектр Краба оказался непрерывным. На этом фоне были видны раздвоенные линии излучения. Обычно, если излучает нагретое облако межзвездного газа, видны только линии излучения: ведь непрерывный спектр возникает в плотном непрозрачном теле, например в звезде. Но здесь-то излучала не звезда, а туманность! Загадка излучения Краба просуществовала долго — почти сорок лет.

В 1921 году, когда Лундмарк опубликовал свой список новых звезд, Крабовидная туманность преподнесла еще одну загадку. К. Лампланд сравнил две фотографии туманности, сделанные с интервалом в восемь лет, и обнаружил, что туманность за это время изменилась. Волоконца переместились друг относительно друга, причем очень заметно. Такое же исследование провел Дж. Дункан и пришел к еще более определенному выводу — туманность расширяется! «Перевернув» картинку, можно сказать, когда это расширение началось, конечно, если известно, с какой скоростью туманность расширяется. Снимки, которыми располагал Дункан, не позволяли еще сделать надежный расчет — нужны были более длительные измерения. Однако никто из наблюдателей не подумал о том, что эта расширяющаяся туманность может иметь какое-то отношение к взрыву звезды. Пусть не звезды-гостьи 1054 года (пресловутая опечатка «отодвигала» туманность прочь от места вспышки), но к любому другому взрыву. Ведь тогда уже было известно, что во время вспышек обычных новых звезд образуются расширяющиеся оболочки, не такие, впрочем, эффектные, как Крабовидная туманность. В 1917 году Е. Барнард обнаружил оболочку у новой Персея, а через год — оболочку у недавно вспыхнувшей новой в созвездии Водолея. Аналогия напрашивалась, но…

А ведь известно было и второе доказательство расширения Крабовидной туманности: раздвоение линий излучения в ее спектре. Почему могут раздваиваться спектральные линии? Либо потому, что атомы излучают в сильном магнитном (эффект Зеемана) или электрическом (эффект Штарка) поле, либо причиной расщепления может стать обычный эффект Доплера. Мы ведь наблюдаем оба края прозрачной расширяющейся туманности. Передний край ее приближается к нам, задний удаляется. Линии, излученные на переднем крае, смещаются из-за эффекта Доплера в голубую сторону, а линии, излученные на удаляющемся от нас заднем крае, — в красную. Вот и кажется, что каждая спектральная линия разделилась на две. Но… Как это обычно бывает при работе с помощью метода проб и ошибок, сначала делаются все возможные ошибки, даже если ошибочная идея явно неправдоподобна. В. Слайфер, который открыл расщепление линий в спектре Крабовидной туманности, писал: «Главные небулярные эмиссионные линии представляются расщепленными на два компонента, что заставляет предположить наличие эффекта Штарка, обусловленного электрическим полем». Прямо-таки заставляет…

Все же семь лет спустя мнение о том, что Крабовидная туманность может быть связана со вспышкой 1054 года, было высказано американским астрофизиком Э. Хабблом. Но на эту работу просто не обратили внимания! Причина была существенной — Хаббл опубликовал свою статью в журнале, не пользовавшемся популярностью, и о его выводе мало кто знал.

Сразу весь «букет» невезения: спектр туманности неправильно интерпретировали, в определение места вспышки звезды-гостьи вкралась опечатка, а верное мнение было опубликовано в издании, которое мало кто читал. И в результате эффектное астрономическое открытие запоздало на двадцать лет…

Таким было состояние исследований Крабовидной туманности в 1938 году, когда Лундмарк исправил наконец злосчастную опечатку.

В то время с фотографиями Крабовидной туманности работал американский астроном Р. Минковский. Он сравнил друг с другом фотографии, сделанные с интервалом в несколько лет, и определил среднюю скорость, с которой расширялась туманность: около 0,2 угловой секунды в год. Если туманность все время расширялась с такой быстротой, то семьсот лет назад она представляла собой точку. Тогда-то она и возникла.

Однако мы ведь знаем, что после явления звезды-гостьи прошло на два века больше! Минковский, впрочем, вовсе не утверждал, что Крабовидная туманность и звезда-гостья 1054 года — одно и то же. Надежно это было доказано лишь в 1942 году Н. Мейолом на Ликской обсерватории и одновременно — Ж. Оортом. Только тогда у астрофизиков появилась уверенность в том, что после вспышки 1054 года возникла газовая туманность, которую мы называем Крабовидной. Уверенность — великая сила. Если человек точно знает, что два явления связаны, а со скоростью расширения туманности получается неувязка, что он сделает? Он изменит скорость, будет утверждать, что раньше скорость расширения могла быть меньше. Именно такой вывод и был сделан на самом деле. Крабовидная туманность расширяется все быстрее и быстрее!

Так возникла еще одна загадка Краба, и отгадать ее удалось больше двух десятилетий спустя.