לטלסקופ מערך הדיפול - המוני חוטים וקטבים שנמתחו על שטח בגודל של 57 מגרשי טניס - לקחו סטודנטים מאוניברסיטת קיימברידג 'יותר משנתיים לבנות. אולם לאחר שהטלסקופ הסתיים ביולי 1967, לקח סטודנטים לתואר שני ג'וסלין בל ברנל מספר שבועות בלבד כדי לאתר משהו שיעצים את תחום האסטרונומיה.
תוכן קשור
- עשרות שנים לאחר שהועברו לנובל, ג'וסלין בל ברנל מקבלת את הלה
- טלסקופ הרדיו הגדול בעולם מרגלים את הפולסרים הראשונים שלו
הטלסקופ הענק דמוי רשת ייצר מספיק נתונים כדי למלא 700 רגל נייר בכל שבוע. על ידי ניתוח זה, בל ברנל הבחינה בסמל קלוש וחוזר על עצמו שהיא כינתה "סקראף" - מחרוזת פולסים רגילה, המרווקת זה לזה ב 1.33 שניות. בעזרת המפקח שלה אנטוניו חוויש, בל ברנל הצליחה לתפוס את האות שוב מאוחר יותר באותו סתיו ובחורף.
האות נראה כמו שום דבר ששום אסטרונום לא ראה מעולם. עם זאת, לא מעט זמן גילה בל ברנל משואות קטנות יותר בחוץ, ממש כמו הראשונות אך פועמות במהירויות שונות באזורים שונים של השמים.
לאחר שחיסלו הסברים ברורים כמו התערבות רדיו מכדור הארץ, נתנו המדענים את האות לכינוי הדמיוני LGM-1, עבור "גברים ירוקים קטנים" (לימים זה הפך ל- CP 1919 עבור "Cambridge pulsar"). למרות שהם לא חשבו ברצינות שמדובר בחוצנים, נותרה השאלה: מה עוד ביקום יכול לפלוט כה קבוע קבוע?
למרבה המזל תחום האסטרונומיה היה מוכן לצלול לתעלומה. כשהגילוי הופיע בכתב העת " Nature" היוקרתי ב- 24 בפברואר 1968, אסטרונומים אחרים גילו עד מהרה תשובה: בל ברנל גילה פולסארים, סוג של כוכב נויטרונים שלא ניתן היה להעלות על הדעת בעבר, שסובב במהירות ופלט קרני רנטגן או קרינת גמא. .
"פולסרים לא היו צפויים לחלוטין, כך שזה היה מדהים לגילוי של דבר שלא חשבנו עליו מעולם במונחים מונחים תיאוריה", אומר ג'וש גרינדלי, אסטרופיזיקאי מאוניברסיטת הרווארד שהיה דוקטורנט בהרווארד בזמן שהתרגשות הסתחררה סביב גילוי. "גילוי הפולסרים מתבלט כמי שאומר לנו שעולם החפצים הקומפקטיים היה אמיתי מאוד." בחמישים השנים האחרונות העריכו החוקרים שיש עשרות מיליוני פולסארים בגלקסיה שלנו בלבד.
בל ברנל בשנת 1967, השנה בה הבחינה במה שהאסטרופיסיקאים יזהו בקרוב כפולסארים הידועים הראשונים. (Wikimedia Commons) על ידי חפצים קומפקטיים, גרינדליי פירושו אותם אובייקטים שמימיים אקזוטיים הכוללים חורים שחורים וכוכבי נויטרונים. כוכבי הנויטרון הוצעו בשנת 1934 על ידי הפיזיקאים וולטר באד ופריץ צוויקי, אך חשבו שהם כהים ורגעים מכדי שהמדענים יזהו אותם במציאות. הכוכבים הקטנים והצפופים להפליא נחשבו כתוצאה מתהליך הסופרנובה - כשכוכב עצום מתפוצץ והחומר הנותר קורס על עצמו.
באייד וזוויקי צדקו. כפי שגילו האסטרופיסיקאים, פולסרים היו תת-קבוצה קטנה של כוכבי נויטרונים - ומכיוון שהם היו נראים, הוכיחו את קיומם של כוכבי נויטרונים אחרים. פולסרים עשויים מנוטרונים צפופים, וקוטרם הוא כ -13 מיילים בלבד, ובכל זאת מכילים פי שניים ממסת השמש. כדי לשים את זה בפרספקטיבה, חלק מכוכב הנויטרונים בגודל קוביית סוכר ישקול את אותה כמות כמו הר אוורסט. האובייקט היחיד ביקום בעל צפיפות גבוהה יותר מכוכבי נויטרונים ופולסרים הוא חור שחור.
מה שהופך את פולסארים לכוכבי נויטרונים אחרים זו העובדה שהם מסתובבים, כמו צמרות, חלקם כל כך מהר שהם מתקרבים למהירות האור. תנועה מסתובבת זו, בשילוב עם השדות המגנטיים שהם יוצרים, מביאה לקורה שיורה מתוכם משני הצדדים - לא כל כך דומה לזוהר הקבוע של השמש שלנו, אלא יותר כמו הזרקור המסתובב של מגדלור. הבהוב הזה הוא שאפשר לאסטרופיסיקאים להתבונן ולגלות בראשיתו פולסים, ולהסיק את קיומם של כוכבי נויטרונים, שנותרו בלתי נראים.
"בזמן שזה קרה, לא ידענו שיש דברים בין הכוכבים, על אחת כמה וכמה שזה היה סוער", אמרה בל ברנל לניו יורקר בשנת 2017, והשתקפה חזרה בתצפיתה ההיסטורית. "זה אחד הדברים שיצאו מגילוי פולסרים - יותר ידע על המרחב בין כוכבים."
בנוסף להוכחת קיומם של כוכבי נויטרונים, פולסרים גם כיבדו את הבנתנו בפיזיקת החלקיקים וסיפקו ראיות נוספות לתורת היחסות של איינשטיין. "מכיוון שהם כל כך צפופים, הם משפיעים על זמן החלל, " אומר הפיזיקאי של אוניברסיטת סן דייגו פרידולין וובר. "אם יש לך נתונים טובים על פולסרים, ניתן לבדוק את התיאוריה של איינשטיין מול תיאוריות מתחרות."
באשר ליישומים מעשיים, פולסרים מדויקים כמעט כמו שעונים אטומיים, המודדים את הזמן בצורה מדויקת יותר מכל דבר אחר באמצעות התנועות הרגילות של אטומים בעלי אנרגיה. אם היינו שולחים אסטרונאוטים אי פעם לחלל, פולסרים יכולים לתפקד כנקודות ניווט, אומר וובר. למעשה, כאשר נאס"א השיקה את בדיקות הוויאג'ר בשנות השבעים, החללית כללה מפה של מיקומה של השמש שלנו בגלקסיה על בסיס 14 פולסארים (אם כי יש מדענים שהביעו ביקורת על המפה מכיוון שלמדנו שיש עוד הרבה פולסרים בגלקסיה) ממה שהאמינו בעבר).
לאחרונה מדענים הפכו אופטימיים לשימוש בפולסארים לגילוי גלי כבידה על ידי מעקב אחריהם אחר חריגות דקה. אדוות אלה בחלל-הזמן, שהצדיקו את איינשטיין ועזרו למדענים להבין כיצד חפצים סופר מאסיביים וצפופים משפיעים על המרחב, זיכו את מגליםיהם בפרס נובל לפיזיקה לשנת 2017 - ממש כמו שאנטוני הייוויש זכה בפרס הפיזיקה בשנת 1974. (בל ברנל לא היה הוענק את הפרס, אולי בגלל מעמדה כסטודנטית לתואר שני, לטענתה, או בגלל היותה אישה, כפי שאחרים הציעו.) כעת, מדענים מתכננים להשתמש בפולסים כדי למצוא גלי כבידה שאפילו ליגו לא מצליחה לזהות.
עם זאת, נותרו הרבה שאלות בכל הנוגע להתנהגות של פולסרים ומקומם בגלקסיה. "אנחנו עדיין לא לגמרי מבינים מה האלקטרודינמיקה המדויקת של מה שמייצר את פעימות הרדיו, " אומר גרינדלי. אם מדענים היו יכולים לצפות בפולסאר במערכת בינארית עם חור שחור - שני האובייקטים האינטראקציה זה עם זה - זה יספק עוד יותר תובנה לגבי טבעה של הפיזיקה והיקום. בזכות הטלסקופים החדשים כמו מערך הקילומטר המרובע בדרום אפריקה וטלסקופ הכדור הצמצם החמישי (FAST) בסין, סביר שיש לפיזיקאים נתונים רבים יותר לעבוד איתם בקרוב.
"יש לנו המון דגמים העוסקים בחומר סופר צפוף וחפצים [כמו פולסארים], אבל כדי לדעת מה באמת קורה ואיך לתאר אותם בפירוט, אנו זקוקים לנתונים באיכות גבוהה", אומר וובר. "זו הפעם הראשונה שאנחנו עומדים לרשות את הנתונים האלה. העתיד ממש מרגש. "
