Biblioteka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Biblioteka > Astronomia, Astronautyka > ŁOWCY PLANET  



[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8] 
Planety wokół pulsarów - druga odsłona

Kiedy zespół Andrew Lyne'a ogłaszał swoje odkrycie w lipcu 1991 roku, inny astronom był już na tropie planet pulsarowych, które miały się okazać pierwszymi prawdziwymi globami krążącymi wokół gwiazdy odmiennej niż Słońce.

Aleksander Wolszczan zainteresował się astronomią już w dzieciństwie. Urodził się w Polsce i tam jego rodzice pokazywali mu niebo, gwiazdy i ich konstelacje. Obserwował księżyce Jowisza przez mały teleskop, a szczególne wrażenie wywarł na nim gwiazdozbiór Oriona. "Zawsze żałowałem, kiedy znikał pod koniec zimy - wspominał Wolszczan - a potem cieszyłem się, kiedy pojawiał się znowu na niebie jesienią". Po krótkiej przygodzie z astronomią optyczną Wolszczan zajął się radioastronomią. Jego uniwersytet próbował zbudować układ teleskopów radiowych. "Należałem do zespołu projektującego to przedsięwzięcie - mówił Wolszczan. - Pomysł był wspaniały, ale kompletnie nierealistyczny. Brakowało technologii, pieniędzy i doświadczenia. Uprawianie astronomii w Polsce, zwłaszcza w dawnych, komunistycznych czasach, nie było łatwe. Środki przeznaczane na naukę były niewielkie, a swoboda podróżowania ograniczona nie tylko ze względów finansowych, ale również politycznych". Polska miała jednak bardzo długą tradycję astronomiczną, sięgającą czasów najsławniejszego polskiego astronoma Mikołaja Kopernika.

W grudniu 1981 roku komunistyczny dyktator Polski ogłosił wprowadzenie stanu wojennego. "Wiele osób straciło wtedy chęć do pracy i życia w tak surowym reżymie - mówił Wolszczan, który w 1983 roku wyjechał do Puerto Rico, gdzie znajduje się wielki radioteleskop Arecibo. - Nie obawiałem się życia w tym egzotycznym miejscu. I ja, i moja rodzina mieliśmy już tak dość politycznych zawirowań w Europie, że wyjazd do tego tropikalnego raju, położonego z dala od wielkiego świata, wydawał się nam znakomitym rozwiązaniem".

Radioteleskop Arecibo, zbudowany przez amerykański Uniwersytet Cornella, jest największym na świecie radioteleskopem złożonym z pojedynczej czaszy. Ma średnicę ponad 300 metrów i umieszczony jest w naturalnym zagłębieniu terenu. Na początku 1990 roku rutynowa inspekcja techniczna wykryła pęknięcia w strukturze teleskopu i został on tymczasowo unieruchomiony. Nie można było skierować go na żądany punkt na niebie, lecz jedynie rejestrować obiekty, które akurat nad nim przechodziły. Astronomowie, którzy planowali obserwacje konkretnych źródeł radiowych, mieli dużego pecha.

Problemy techniczne teleskopu umożliwiły Wolszczanowi przeprowadzenie poszukiwań osobliwych, bardzo szybko wirujących pulsarów. Pierwszy przedstawiciel tej grupy obiektów, nazwanych pulsarami milisekundowymi, został odkryty w 1982 roku - obracał się 642 razy w ciągu sekundy. Odpowiadało to okresowi rotacji równemu zaledwie 1,6 milisekundy. Pulsar ten obracał się ponad 20 razy szybciej niż najszybszy "normalny" pulsar w Mgławicy Krab. Do 1990 roku wykryto tylko kilka innych obiektów tego typu, po części z powodu ich mniejszej jasności radiowej. Poszukiwania pulsarów koncentrowały się głównie w pobliżu płaszczyzny Galaktyki, gdzie jest ich najwięcej.

Wolszczan natomiast chciał szukać pulsarów z dala od płaszczyzny Galaktyki. "W normalnych warunkach byłoby bardzo trudno uzyskać akceptację dla takiego przedsięwzięcia - mówił Wolszczan - ponieważ miało ono nikłe szanse powodzenia. Udało mi się przeprowadzić te poszukiwania tylko dlatego, że teleskop był uszkodzony. Mając do niego niemal nieograniczony dostęp, mogłem zrobić to, co uważałem, że zrobić należy".

Poszukiwania Wolszczana zaowocowały odkryciem dwóch pulsarów milisekundowych. Jeden z nich, znajdujący się w gwiazdozbiorze Węża, okazał się od razu bardzo interesującym obiektem, ponieważ towarzyszyła mu druga gwiazda neutronowa. Obie gwiazdy okrążały się w taki sposób, że ich obserwacje umożliwiły przeprowadzenie testów ogólnej teorii względności skuteczniej niż badania jakichkolwiek innych wcześniej odkrytych układów zawierających pulsara.

Drugi pulsar milisekundowy, PSR B1257+12, początkowo nie wyróżniał się niczym szczególnym, ale krył w sobie nieporównanie cenniejszy skarb. Położony w gwiazdozbiorze Panny, 1300 lat świetlnych od Ziemi, obracał się co 6,2 milisekundy. Od początku sprawiał kłopoty. "Nie sposób było dopasować żadnego modelu czasowego, jaki normalnie stosuje się do obserwacji pulsara milisekundowego - opowiadał Wolszczan. - Żaden nie pasował". Model taki powinien pozwalać na precyzyjne przewidywanie momentów, w których kolejne pulsy docierają do Ziemi, ale model obliczony przez Wolszczana zawodził. Wydawało się, że przyczyną może być niedokładne wyznaczenie pozycji pulsara na niebie - niewielki błąd zupełnie zniekształciłby model czasowy.

Wolszczan poprosił więc o pomoc Dale'a Fraila, młodego naukowca pracującego w amerykańskim Narodowym Obserwatorium Radioastronomicznym w Socorro w stanie Nowy Meksyk. "Nie nadaję się do nocnej pracy - mówił o sobie Frail. - Wstaję o szóstej rano. Między innymi dlatego zajmuję się radioastronomią". Warto przypomnieć, że z tego samego powodu radioastronomię wybrała Jocelyn Bell. "Każdego ranka myślę sobie: "Płacą mi za to, co robię, a to, co robię, jest fantastyczne" - mówił dalej Frail. - Ale żeby dostawać za to pieniądze, trzeba to robić dobrze, ponieważ jest bardzo wiele innych osób, które też chciałyby zarabiać na życie wykonując tak fantastyczne zajęcie. Dlatego czuję ogromną presję, by pracować ciężko i dobrze. Wielu moich kolegów, zdolniejszych ode mnie, musiało pożegnać się z astronomią. Ja zaliczam się do tych, którzy mieli szczęście".

Frail interesuje się pulsarami ze względu na ich związek z zagadnieniami ewolucji gwiazd. "Ciekawi mnie cały cykl życia gwiazd - jak się rodzą, jak żyją i jak umierają. Najbardziej zaś interesuje mnie końcowa faza ich ewolucji. Pulsary dają mi narzędzie do badania dróg ewolucyjnych gwiazd". Fraila nie trzeba było długo namawiać, by zmierzył pozycję nowo odkrytego pulsara milisekundowego. Użył do tego układu radioteleskopów zwanego VLA (ang. Very Large Array, dosłownie: "bardzo duży układ [teleskopów]"; w polskiej terminologii brak odpowiednika, powszechnie używa się angielskiego skrótu VLA - przyp. tłum.). Układ VLA w Socorro składa się z 27 anten, które działają jak jeden bardzo duży radioteleskop, co pozwala wyznaczać pozycje źródeł radiowych znacznie dokładniej niż przy użyciu pojedynczej czaszy w Arecibo.

"Próbowałem kilkakrotnie obserwować tego pulsara - wspominał Frail - ale nie mogłem go znaleźć". Wskutek oddziaływania gazu międzygwiazdowego na fale radiowe źródła tego promieniowania migoczą, a pulsar PSR B1257+12 migotał poniżej progu wykrywalności. Dlatego w styczniu 1991 roku Frail i Wolszczan wystąpili oficjalnie o przydzielenie im czasu obserwacyjnego na VLA, aby ostatecznie wyjaśnić sprawę opornego pulsara. Nie podejrzewali nawet, że problem z przebiegiem czasowym jego pulsów może być związany z istnieniem planet. Sądzili raczej, że towarzyszy mu druga gwiazda, której grawitacja zakłóca jego ruch.

Oczekując na zaakceptowanie projektu obserwacji za pomocą VLA, Wolszczan, posługując się radioteleskopem Arecibo, zebrał więcej danych, które miały mu pomóc w zrozumieniu istoty problemu. Pomimo bardzo szybkiej rotacji pulsary milisekundowe zwykle zachowują się "poprawnie". Dzieje się tak dlatego, że są to obiekty stare i stabilne, na tyle stare, iż nigdy nie znajdują się w obszarze zawierającym wciąż pozostałości po wybuchu supernowej. Są to w istocie gwiazdy neutronowe, które kiedyś były zwykłymi pulsarami. Ich promieniowanie radiowe zanikło, ale później zostało ożywione wskutek przepływu materii z sąsiadującej, zwykłej gwiazdy. Materia ta, opadając na gwiazdę neutronową, powoduje, że zaczyna się ona kręcić bardzo szybko, stając się pulsarem milisekundowym. Ponieważ jednak gwiazda neutronowa jest bardzo stara, wiruje ona w sposób stabilny, w przeciwieństwie do zwykłych, młodych pulsarów, których wnętrza ulegają jeszcze zaburzeniom wpływającym na tempo obrotu.

[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8] 
[  góra strony  ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach