Таинственный передатчик на Юпитере
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Несколько лет назад американские радиоастрономы Бэрк и Франклин из института Карнеджи в Вашингтоне начали испытания нового радиотелескопа. Он предназначался для исследования радиоспектра космического излучения и был настроен на частоту 20 мегагерц. Поле «зрения» этого радиотелескопа было доведено до двух градусов. Настройка радиотелескопа — дело очень сложное и поэтому решено было установить его в одном положении. Поворачиваясь вместе с Землей, «радиоглаз» просматривал бы определенный участок неба. Наиболее интересным был признан район, где имелись два мощных источника радиоволн — Крабовидная туманность и туманность УС-443. Антенне радиотелескопа придали соответствующее направление и стали ждать. Среди многих сигналов, уловленных этим телескопом, один показался радиоастрономам очень любопытным. Ежедневно он регистрировался в течение нескольких минут, а затем исчезал. Откуда он посылался?
По-видимому, из какого-то одного пункта, расположенного в направлении антенны в те недолгие минуты, когда сигнал регистрировался. Источник этих радиоволн перемещался по небу: интервалы между двумя передачами были чуть больше, чем длительность небесного дня. Ученым сразу же пришла в голову мысль, что источник находится на какой-то другой планете, вращающейся в ту же сторону, что и Земля. В это время года лишь одна планета пересекала тот участок неба, который «просматривался» радиотелескопом, — Юпитер.
НЕВЕРОЯТНЫЙ СЛУЧАЙ
Когда ученые сообщили об этом открытии, большое число радиотелескопов во всем мире было повернуто к Юпитеру. Однако загадочных сигналов они не регистрировали: их принимали только радиотелескопы института Карнеджи.
После нескольких недель недоумения астрономы догадались, в чем дело. Ведь этот телескоп был единственным, настроенным на частоту 20 мегагерц. К тому же, если бы поле «зрения» этого радиотелескопа было больше, сигналы с Юпитера невозможно было бы различить на общем фоне радиоизлучения из космоса. Итак, нужно было, чтобы «радиоглаз» был настроен на частоту 20 мегагерц и был направлен в определенную часть неба.
Более того, радиоастрономы вспомнили, что за несколько лет до этого подобные радиосигналы с частотой около 18 мегагерц были уже зарегистрированы на одной из обсерваторий в Австралии, где занимались изучением радиоволн из космоса. Тогда им не придали значения, но теперь…
После того как записи австралийских и американских ученых были сверены, стало возможным уточнить основные характеристики загадочных сигналов. Исследованием их занялись и европейские ученые. Но до сих пор радиосигналы с Юпитера все еще остаются загадкой. Чем больше их изучают, тем больше возникает проблем.
Сначала думали, что они вызываются электрическими разрядами в атмосфере Юпитера. Но когда сравнили характер разряда молнии во время грозы у нас на Земле и характер сигналов с Юпитера, то оказалось, что они совершенно не похожи друг на друга. Прежде всего, между этими явлениями существует различие в мощности. Предполагаемые «разряды» на Юпитере должны были бы быть в сто тысяч миллиардов раз мощней, чем самые крупные разряды молний на Земле.
Но даже если мы предположим, что условия на гигантской планете допускают возникновение таких разрядов (хотя этому противоречат все наши сведения об атмосфере Юпитера, его температуре и т. д.), есть еще одно различие, исключающее всякое сравнение,— различие в характере явлений.
Когда Бэрк и Франклин в первый раз зарегистрировали сигналы, их радиотелескоп был настроен на частоту 20 мегагерц. Другие радиотелескопы, настроенные на иные частоты, ничего не могли обнаружить в этой части неба. Поэтому радиоастрономы прежде всего занялись изучением спектра загадочных сигналов. Ученые с удивлением нашли, что этот спектр очень узкий и напоминает спектр радиопередатчика. Когда вы настраиваете радиоприемник на передачу, ведущуюся на определенной волне, достаточно слегка повернуть ручку, чтобы слышимость ухудшилась. Но звук исчезает не сразу. Сначала он становится слабей и слабей и только потом пропадает. Нечто подобное происходит и с радиосигналами с Юпитера. Их интенсивность максимальна на 20 мегагерцах. На 18 и 22 мегагерцах она заметно снижается, а на 10 и 30 мегагерцах сигналов не слышно совсем. Сравнение этих сигналов с земными радиопередачами напрашивается само собой.
У сигналов с Юпитера есть еще одна особенность, столь же странная, как и небольшая ширина их спектра. Они поляризованы подобно излучению, испускаемому солнечными пятнами.
Уже изучая пленки с записями, сделанными в Австралии, радиоастрономы заподозрили, что источник этих сигналов является почти точечным. Ученые заметили, что после того, как планета входит в поле «зрения» их радиотелескопов, прием и запись сигналов отнюдь не начинаются сразу же. Иногда радиотелескоп начинает улавливать сигнал лишь через несколько часов после начала наблюдения. Временами сигнал исчезает раньше, чем планета выйдет из сферы наблюдения. Но самое главное: появление и угасание сигналов происходит через правильные интервалы: каждые 9 часов 55 минут 30 секунд. Эта цифра знакома астрономам. Таков период обращения Юпитера вокруг своей оси.
ЭТО НЕ КРАСНОЕ ПЯТНО
Если посмотреть на Юпитер даже в любительскую подзорную трубу, можно различить на его поверхности полосы различных цветов и оттенков. Они располагаются на глобусе Юпитера точно так же, как круги, обозначающие широту, — на земном глобусе. На этих полосах и между ними иногда можно разглядеть какие-то пятна. Часть их светлые, часть темные. Стоит понаблюдать за ними всего несколько часов, чтобы убедиться, что эти пятна перемещаются, иначе говоря, планета вращается.
Если продолжать наблюдения несколько недель, можно обнаружить, что время, затрачиваемое этими пятнами на полный оборот, неодинаково. Те пятна, которые находятся ближе к экватору опережают пятна, расположенные вблизи полюсов, приблизительно на целый оборот каждые 5 ночей. Планета Юпитер, которая, видимо, не является твердым телом, как Земля, Марс или Венера, вращается вокруг своей оси наподобие шара из клейкой массы. Скорость ее вращения на экваторе больше, чем на полюсах. Точка, расположенная на экваторе, совершает оборот за 9 часов 50 минут 30 секунд, в то время как точка вблизи полюса — за 9 часов 55 минут 40 секунд. Если мы сравним две эти цифры с периодом обращения юпитерианской «радиостанции», то увидим, что этот период гораздо ближе к периоду обращения полюса, чем к периоду обращения экватора. И вот первый вывод: источник радиопередач с Юпитера расположен вблизи одного из полюсов планеты.
Определить долготу источника сравнительно нетрудно. Для этого нужно отметить время начала и конца передачи. Оно совпадет с появлением и исчезновением источника в поле зрения радиотелескопа.
Когда были выяснены широта и долгота источника, астрономы устремились к картам Юпитера. Они надеялись, что полученная путем подсчета точка совпадет с каким-нибудь примечательным пунктом на поверхности планеты. В глубине души они надеялись, что это будет знаменитое Красное пятно, о котором Фламмарион сказал, что оно — самая странная загадка этой огромной планеты.
Увы! Их постигло разочарование. В том месте, где на Юпитере находится «радиостанция», нет ничего привлекающего внимание! Там, правда, можно различить несколько пятен, но они ничем не отличаются от остальных, расположенных в других районах Юпитера.
НАДЕЖДА И БОЯЗНЬ
Может быть, все-таки одно из этих пятен посылает таинственные сигналы? Но какое же из них? Чтобы это узнать, нужно очень точно определить положение источника сигналов. Однако с помощью обычных методов его можно определить лишь весьма приблизительно. У радиоастрономов осталась только одна надежда: ждать, что «радиостанция» на Юпитере вдруг замолкнет. Если это произойдет в тот момент, когда один из четырех больших спутников планеты пройдет над «подозрительным» районом, ученые смогут точно отметить ее местоположение.
Эта небольшая надежда отравлена опасением: вдруг «радиостанция» прекратит свои передачи навсегда и унесет неразгаданной свою загадку? Если передача сигналов связана со случайными процессами на поверхности и в атмосфере планеты, можно опасаться, что они пропадут прежде, чем развитие астронавтики позволит нам определить их происхождение.
Но можно рассудить и иначе. Поскольку все образования на Юпитере так изменчивы, так быстро меняют очертания, поскольку со времени открытая в 1665 году Красного пятна на этой планете наблюдали лишь постоянное перемещение и постоянное изменение всего и вся, поскольку наиболее вероятные гипотезы предполагают, что Юпитер по большей части состоит из жидкого вещества (не следует забывать, что средняя плотность планеты — 1,33) и поскольку, наконец, загадочная передача, несмотря на все это, продолжается уже довольно длительное время, не следует ли предположить, что в атмосфере Юпитера есть что-то, способное устоять, что-то, отличное от меняющихся атмосферных явлений?
Пока астрономы не могут ответить на этот вопрос. Дело за астронавтикой. Когда мы сможем запустить космические станции на орбиту Юпитера, одна из них, быть может, спустится сквозь огромную толщу метана, аммиака, азота, и, вероятно, кислорода, и тогда загадочная «радиостанция» откроет, наконец, свою тайну…
А пока пофантазируем. Разве не доказано, что элементы, нужные для построения органической материи, присутствуют в атмосфере Юпитера? Разве известные биологи не заявляли много раз, что смесь метана, аммиака и водорода — прелюдия к появлению жизни? Может быть…
Автор: Эмэ Мишель.