точками сферы, приходит к наблюдателю в различные моменты време-
ни: вначале поступает сигнал от центра "видимого диска", который
ближе всего к наблюдателю, затем от окружающей его области, и,
наконец, от краев. Таким образом, регистрируемый наблюдателем
импульс "размазывается" - он имеет большую длительность, чем ис-
ходный короткий импульс света. Продолжительность импульса увели-
чивается на то время, за которое свет проходит расстояние, рав-
ное радиусу сферы. Сказанное можно распространить не только на
короткие световые импульсы, но и на любые изменения яркости све-
чения сферы, поскольку сигнал, соответствующий, как уменьшению,
так и увеличению яркости, доходит до наблюдателя от различных
точек сферы за неодинаковое время. "Размазывание" сигнала будет
наблюдаться и в том случае, когда форма излучающего объекта от-
личается от сферической.
Таким образом, если регистрируемые изменения яркости источ-
ника происходят, скажем, за десятитысячные доли секунды, то из
этого следует, что размеры источника не могут быть существенно
больше того расстояния, которое свет проходит за это время, то
есть 30 км. Если бы источник имел большие размеры, то изменения
яркости "размазывались" бы на более длительное время. В пределах
одного импульса интенсивность изменяется в течение одной десяти-
тысячной доли секунды; это видно по крутым фронтам зубцов на ри-
сунке 2. Поскольку радиоизлучение распространяется со скоростью
света, из этого можно заключить, что объект, от которого исходит
импульс, имеет в поперечнике не больше нескольких сотен километ-
ров. Подобные размеры чрезвычайно малы по сравнению с теми, с
которыми мы привыкли иметь дело во Вселенной. Диаметр белых кар-
ликов составляет несколько десятков тысяч километров; диаметр
Земли равен примерно 13 тыс. км. Таким образом, сигналы пульса-
ров несут сведения о том, насколько малы те области пространства
во вселенной, из которых исходит это чрезвычайно интенсивное ра-
диоизлучение.
Вскоре из разных мест земного шара стали поступать сообщения
о вновь открываемых пульсарах. Сегодня их известно более трех-
сот. Периоды их лежат в пределах от 0,0016 секунд ( у PSR
1937+21 ) до 4,3 секунды ( у PSR 1845-19 ). Буквы PSR обозначают
слово "пульсар", далее даются прямое восхождение в часах ( 19 5h 0)
и минутах ( 37 5m 0 ) и склонение в градусах ( -19 5о 0 ). Известно
шестнадцать пульсаров, периоды которых менее 12 миллисекунд.
Самый далекий пульсар находится на расстоянии 1,3 кпк. Самый
близкий пульсар отдален от Земли примерно на 60 пк ( в десятки
раз дальше, чем ближайшие звезды ), а самый далекий зафиксирован
на расстоянии около 25 кпк, т.е. далеко за центром Галактики.
Естественно предположить, что пульсары образуются и в других га-
лактиках. Пока открыли по одному короткопериодическому пульсару
в Большом и Малом Магеллановых Облаках. Девятнадцать пульсаров
найдено в шаровых скоплениях.
Хотя по форме отдельные импульсы не вполне повторяют друг
друга, период пульсара отличается высоким постоянством. Иногда
импульсы пропадают, но после возобновления приема следуют в точ-
ности в прежнем ритме.
Впоследствии удалось записать отдельные импульсы с более вы-
соким разрешением. При этом выяснилось, что они обладают еще бо-
лее тонкой структурой, чем показано на рисунке 2. Рекордная
быстрота изменения интенсивности составляет 0.8*10 5-6 0 секунды.
Это означает, что излучение исходит из области, не превышающей
250 метров в поперечнике.
Уже в первый год после открытия пульсаров обнаружилось, что
период многих из них постепенно увеличивается: со временем пуль-
сары становятся "медленнее". Однако частота следования импульсов
изменяется очень незначительно: чтобы период пульсара удвоился
должно пройти примерно 10 млн. лет.
Что же представляют собой пульсары ? Находятся ли они вблизи
Солнечной системы или также далеки от нас, как другие галактики
? Легко видеть, что пульсары располагаются среди звезд нашего
Млечного Пути. Мы уже знаем, что светлая полоса Млечного Пути,
которую мы видим на небе, это множество звезд, расположенных в
нашей Галактике. Особенно много звезд удается различить, если
смотреть по направлению к центру Галактики. Если нанести на кар-
ту звездного неба все известные пульсары, то они окажутся расп-
ределенными среди звезд нашей галактики, преимущественно в райо-
не Млечного Пути ( рис. 4 ).
Таким образом, пульсары распределены в пространстве так же,
как и звезды: они равномерно размещаются среди звезд. Это зна-
чит, что проходит не одна тысяча лет, пока сигналы от нескольких
пульсаров достигнут земных радиотелескопов. Соответственно, из-
лучения пульсаров должно иметь невероятную интенсивность, чтобы
его, несмотря на гигантские расстояния, можно было зарегистриро-
вать на Земле. И эта энергия исходит из области, диаметр которой
не превышает 250 метров ! Как только был открыт первый пульсар и
его местонахождения на небесной сфере было точно определено,
этот участок неба стали исследовать оптическими телескопами.
Звезда, координаты которой попали в область, указанную радиоаст-
рономами, оказалась самой обыкновенной. По всей видимости, она
не имела ничего общего с приходящим по этому направлению ради-
оизлучением. Сам же пульсар оставался невидимым.
Осенью 1968 года были обнаружены сигналы с периодом всего
лишь 0.03 секунды от пульсара в Крабовидной туманности. Сигналы
пульсара шли из облака, образованного остатками Сверхновой 1054
года, отмеченной в китайских и японских летописях. Нельзя ли
отождествить с пульсаром какой-либо из звездно подобных объектов
Крабовидной туманности ?
Как же определить, является ли невидимая звезда источником
пульсирующего радиоизлучения или нет ? Быть может, оптическое
излучение от звезды тоже пульсирует ? Однако человеческий глаз
неспособен заметить пульсации света от столь слабого источника.
Неособенно выручает и фотографические методы: в том месте, где
на фотопластинку попадает свет звезды она засвечивается вне за-
висимости от того, пульсирует попадающий на нее свет или нет.
Поэтому, чтобы выявить пульсации видимого излучения звезды,
приходится применят специальные методы. С телескопом соединяют
телевизионную камеру, и оптическое изображение передается на два
телеэкрана ( рис. 5 ). Период импульсов радиоизлучения нам уже
известен; в течение одной половины периода изображение поступает
на экран А, а в течение другой половины - на экран В. Если види-
мое излучение объекта пульсирует в том же ритме, что и радиоиз-
лучение, то может в принципе получиться так, что импульс будет
всегда наблюдаться на экране А, а на экране В изображение посту-
пает в те промежутки, когда импульса нет. Те источники, свет ко-
торых пульсирует с иной периодичностью, будут иметь на обоих эк-
ранах одинаковую яркость. Остается, таким образом, только срав-
нить изображения на двух экранах, чтобы выяснить, не изменяется
ли видимая яркость какой-либо звезды с тем же периодом, что ра-
диоизлучение.
То,что пульсар в Крабовидной туманности - видимая звезда
удалось обнаружить описанным выше методом. Используемая аппара-
тура работала по аналогичному принципу, только исследовался не
весь участок неба сразу, а каждая звезда по отдельности. Вместо
того чтобы наблюдать звезду на нескольких телеэкранах, ее свет
направляли поочередно на счетчики фотонов в соответствии с пери-
одом пульсара Крабовидной туманности. Схема подобного измерения
иллюстрируется на рис.6. Если свет звезды не пульсирует, то все
счетчики отмечают примерно одинаковое число световых квантов.
Если же от звезды идут вспышки с той же периодичностью, что и у
сигналов пульсара, то будут срабатывать те счетчики, которые за-
действованы в момент прихода светового импульса; остальные же
датчики ничего не регистрируют. Таким образом, за достаточно
долгое время показания счетчиков, на которые приходится "актив-
ная" доля периода, будут большими, а показания остальных счетчи-
ков, в которые попадает лишь фоновый свет от темного ночного не-
ба, остаются почти на нуле. Как говорят, подобная система счет-
чиков "накапливает" импульс.
В ноябре 1968 года два молодых астронома, Уильям Джон Кок и
Майкл Дисней, решили провести три ночных дежурства на 90-санти-
метровом телескопе обсерватории Стюарда в Тусоне ( штат Аризона
). Ни тот ни другой не имели еще опыта астрономических наблюде-
ний, и они хотели воспользоваться ночными дежурствами, чтобы
познакомиться с работой на телескопе. Они еще размышляли о том,
что именно будут наблюдать, когда в начале декабря в журнале
"Science" появилось сообщение об открытии пульсара в Крабовидной
туманности. Это натолкнуло молодых астрономов на мысль попытать-
ся обнаружить видимое излучение пульсара, тем более, что необхо-
димая для этого электронная аппаратура уже имелась в институте.
Дональд Тейлор построил эту аппаратуру для совершенно других це-
лей и воспользовался ею как "приданым", чтобы быть включенным в
группу наблюдателей. Итак, в отношении техники все было в поряд-
ке. И хотя никаких гарантий успеха не было - никому ведь еще не
удавалось отождествить пульсар с видимой звездой,- Кок и Дисней
имели возможность познакомиться с работой на телескопе, а Тейлор
- испытать свои приборы.
К началу января измерительная аппаратура была смонтирована
на горе Китт-Пик ( в 70 км от города Тусона ), и 11 января те-