Страница 14 из 26
Но вот был открыт пульсар с «мерцанием» в десятые и сотые доли секунды. И сразу же из числа претендентов отпали белые карлики, так как расчеты показали, что с такой скоростью колебаться или вращаться они не могут. Были отвергнуты и двойные звезды. Дело в том, что период пульсации этих таинственных объектов незначительно увеличивается. Всего на сотые доли секунды в год, а для старых и того меньше. Но все же увеличивается. Однако у устойчивой системы из двух звезд частота следования сигналов должна быть постоянной. Если же звезды сближаются, то скорость их обращения вокруг общего центра тяжести должна увеличиваться, а следовательно, и частота радиоимпульсов возрастает. На опыте этого не наблюдалось.
Остаются неизвестные источники, о которых мы говорить не будем — к чему голые фантазии? — и нейтронные звезды.
Если Солнце или Землю раскрутить до такой скорости, с которой вращается вокруг своей оси пульсар, находящийся в Крабовидной туманности, то возникшая в них центробежная сила будет настолько велика, что разорвет их. Чтобы этого не произошло, нужны более массивные и компактные объекты, в которых сила тяготения превышала бы центробежную силу. Под такие требования подходят нейтронные звезды. Но не любые, а только намагниченные, у которых ось вращения совпадает, как и у нашей планеты, с магнитной осью.
Сейчас считается, что у пульсаров излучение узким пучком исходит из некоего «горячего пятна», прилегающего к магнитному полюсу. Такая модель получила название «карандашной». Однако другая группа ученых утверждает — излучение идет из областей, прилегающих к экватору, и распространяется узким веером. Так как из-за наклона оси вращения экватор этого космического «маяка» качается, то и получается мерцание.
Какая из версий наиболее верная, покажет время. Мы же так подробно говорили об этих новых для астрофизиков небесных телах потому, что они также являются поставщиками космических частиц и, значит, радиоуглерода.
Магнитная оболочка пульсара вращается вместе с ним. Поэтому заряженные частицы, имеющиеся в оболочке, могут ускоряться центробежной силой, возникающей при вращении звезды. Они двигаются по магнитным линиям, как по рельсам. Если частицы попадают на линии, удаляющиеся на большие расстояния от поверхности, то могут разогнаться так, что магнитное поле уже не может их удержать — и они вылетают из этой своеобразной пращи.
Благодаря большой скорости вращения пульсара и огромным магнитным полям ускоряющиеся заряженные частицы могут достигать очень высоких энергий.
Таким образом, сейчас в нашей Галактике на роль главного источника космического излучения претендуют два астрофизических объекта: сверхновые звёзды и пульсары. Нельзя пренебрегать и вкладом новых звезд. Хотя энергия их вспышки в тысячу раз меньше, чем сверхновых, зато они вспыхивают в тридцать тысяч раз чаще и поставляют частицы меньших энергий.
А нет ли еще каких-нибудь факторов, влияющих на приток к Земле космических частиц?
ГЛАВА IX
МАГНИТНЫЙ ЩИТ ЗЕМЛИ
Делая географические открытия, древние мореплаватели полагали, что компас указывает всегда на «волшебные железные горы», которые и притягивают конец стрелки к себе. В средние века капитаны втолковывали юнгам: «Магнитная стрелка, как подсолнух к Солнцу, поворачивается к Полярной звезде». «Там, где хвост Большой Медведицы, имеется магнитный камень», — говорили они. И это не удивительно, что поведение магнитной стрелки связывали с действием волшебных камней. Магнитные явления известны по крайней мере с V века до нашей эры. Некоторые камни, найденные вблизи города Магнезия (теперь Манисса) в Турции, обладали необычным свойством: они, если их свободно подвешивать, всегда ориентировались в определенном направлении. Как утверждают, по имени города Магнезии и получил свое название магнит.
За 3000 лет до наших дней появились первые компасы — небольшие кусочки намагниченного железа на пробке, плавающей в глиняном сосуде с водой. Такие примитивные приборы применяли кочевники при переходах через бескрайние пески гобийских пустынь. Причем эти компасы были настолько ценными, что их держали в специальных ящиках между горбами очень редко встречающихся белых верблюдов.
Хотя люди и использовали магниты, их свойства долго приписывали неким сверхъестественным силам. Лишь начало XVII века привело к открытию истины. В 1600 году Вильям Гильберт Колчестерский опубликовал книгу «О магните, магнитных телах и о большом магните — Земле», в которой обобщил результаты своих почти двадцатилетних опытов. Это был первый действительно научный труд о магнетизме.
Самый известный эксперимент был поставлен с целью объяснить магнетизм Земли. Гильберт изготовил из магнитного материала шар — тереллу (то есть землицу) — и исследовал, как этот шар будет действовать на поднесенную к нему маленькую железную стрелку. Оказалось, что она ведет себя так же, как стрелка компаса в различных точках Земли. У тереллы тоже были полюса и экватор. Все это позволило Гильберту сделать вывод, что Земля — магнит и стрелка компаса ориентируется по его силовым линиям.
Еще великий адмирал Христофор Колумб через месяц после того, как его корабли покинули Испанию, 13 сентября 1492 года, заметил, что где-то посреди Атлантического океана стрелка компаса перестала указывать на Полярную звезду и отклонилась к западу. На следующий день она отклонилась еще больше. Когда 17 сентября штурман определил азимут по Солнцу, то оказалось, что стрелка сместилась почти на пятнадцать градусов. Известие об этом вызвало среди суеверных моряков панику, которая грозила перерасти в бунт. Однако Колумб поступил весьма решительно-Он повернул шкалу компаса так, чтобы стрелка указывала прежнее направление, а команде каравеллы объяснил, что «Полярная звезда сместилась со своего места». Так мореплаватели впервые столкнулись со склонением, которое измеряется углом между направлениями на магнитный и географический полюсы; так была введена первая «поправка» на склонение. Впоследствии, чтобы можно было ориентироваться в морях и океанах, моряки стали составлять специальные таблицы и карты поправок на склонение. Ведь если допустить в прокладке курса ошибку всего в пять градусов, то, пройдя тысячу километров, судно окажется почти в ста километрах от намеченной цели!
Одну из таких карт с уникальными замерами магнитного склонения во многих морях и океанах мира привезли в подарок Гильберту его друзья — королевские пираты: Френсис Дрейк, совершивший второе после Магеллана кругосветное путешествие, и Генри Кэвендиш. На ней были нанесены лишь отдельные измерения. Первую же карту склонений составил по поручению английского адмиралтейства в 1701 году морской офицер и известный астроном Эдмонд Галлей.
Однако и эта карта была неполной, так как Галлей составил ее по измерениям, которые он произвел во время своего плавания на военном судне только в Атлантическом и Тихом океанах. А необходимость знать склонение с развитием мореходства становилась все насущнее. Поэтому и не удивительно, что многие ученые занимались сбором необходимых дачных и составлением карт. Так, например, великий политик и ученый Лейбниц писал создателю русского флота Петру I: «Если бы Ваше царское величество повелеть изволили учредить таковые наблюдения (склонения), то тем оказали бы важное пособие к усовершенствованию мореплавания в пользу всем морякам».
Михаил Васильевич Ломоносов для изучения земного магнетизма предлагал построить большое число специальных лабораторий. Он считал, что измерять магнитное поле нужно не только на море, но и на суше. Однако мечта великого русского ученого начала воплощаться лишь через шестьдесят лет. Сейчас наша страна обладает самой широкой сетью магнитных обсерваторий.