Postępy Astronomii nr 2/1992

postępy 2/92

a stibn0mii

_{kwiecień-czerwiec}

tom 40

POLSKIE TOWARZYSTWO ASTRONOMICZNE

Spotkanie z

Aleksandrem

Wolszczanem

POSTĘPY ASTRONOMII

(P L I S S N 0 0 3 2 -5 4 1 4 )

są kwartalnikiem pośw ięconym popularyzacji astronomii. Pism o jest oficjalnym organem Polskiego T ow arzystw a A stronom icznego, założonego w roku 1923. PO STĘPY A STR O ­ N O M II ukazują się od 1953 roku, a od 1991 roku w zm ienionej formie i now ej szacie gra­ ficznej. W arunki nabyw ania i w arunki pre­ num eraty - w ew nątrz num eru.

Kolegium Redakcyjne:

B ożena Czerny Joanna M ikołajewska Maciej M ikołajewski

W sp ó łp ra c a p lasty czn a: Jacek D rążkow ski K o re k ta : A lojzy Burnicki

Adres Redakcji:

Instytut Astronomii UM K ul. Chopina 12/18; 87-100 Toruń

telefon 116-55 lub 78-33-90 albo 260-18 w. 53

telex 0552234 astr pl

P oczta e le k tro n iczn a ( E - in a il a d d re ss ): M A M IK O @ P L T U M K l l.b i t n e t

Skład kom puterow y: Redakcja Projekt okładki: T adeusz Jodłow ski Druk: Z akład Poligraficzny p.p. N eum an G rudziądz, ul. T oruńska 9

O pracow anie techniczne: P rzedsiębiorstw o P rodukcyjno-H andlow e M1ZAR G rudziądz, ul. Jalkow skiego 3

D ystrybucja: S ław om ir K ruczkow ski, 86-300 G rudziądz, ul. K rólew ska 3/22, tel. 266-50

O M ateriałów nie zam ówionych Redakcja nie zwraca O Przedruk m ateriałów i zdjęć tylko za zgodą Redakcji O Opinie i poglądy for­ m ułowane przez Redakcję i auto­ rów nie reprezentują oficjalnego stanowiska Tow arzystw a O

© P O S T Ę P Y A STR O N O M II 19 9 2

ZDJĘCIE NA OKŁADCE PRZEDSTAWIA . . .

.. . znakomitego gościa Postępów Astronomii, Aleksandra Wolszczana, podczas wykładu wy­

głoszonego w Toruniu, w dniu 28 maja 1992 na tzw. „Czwartkowym Kolokwium Fizycznym”.

Kolokwium to jest najbardziej prestiżowym seminarium z dziedziny fizyki na Wydziale Mat-

Fiz-Chem Uniwersytetu Mikołaja Kopernika, swoją tradycją sięgające jeszcze czasów jednego

z twórców fizyki toruńskiej, Profesora Aleksandra Jabłońskiego. Wygłaszało tu referaty wielu

znakomitych fizyków z całego świata, w tej samej sali przed laty słuchał wykładów również ...

Aleksander Wolszczan. O odkryciu przez niego pierwszego pozasłonecznego układu planetar­

nego pisaliśmy, również piórem samego odkrywcy, w dwóch poprzednich numerach. Dziś rela­

cjonujemy (str. 53-61) jego wizytę w Polsce, a przy okazji różne imponderabilia związane z

jego odkryciem, a także konkurencyjne, nieplanetarne próby wyjaśnienia obserwacji pulsara

PSR 1257+12. Do tej pory są to jedyne poważniejsze usiłowania nadepnięcia Wolszczanowi

na planetarny odcisk. Korzystamy z tego, że obydwie hipotezy są ... polskiego autorstwa!

OGŁOSZENIA I REKLAMY1

Zapraszam y do ogłaszania się w POSTĘPACH ASTRO- j

NOMII, w szcze g ó ln o śc i :

□ firmy kom puterowe □ firmy produkujące profesjonalny |

sprzęt naukow y □ firmy produkujące sprzęt dla m iłośni- j

ków astronom ii □ wydaw nictw a o tem atyce astronom icznej j

C E N N IK :

★ Jedna strona czarno-biała w ew nątrz num eru - 1.2 m in zł ★ Jedna strona kolorow a na S w ew nętrznej stronie okładki i w kładce - 4 m in zl ★ jed n a strona kolorow a na czw artej : stronie okładki - 5 m in zl ★ 1 cm 2 - 4 tys. zl ★ O pracow anie graficzne czam o-biale - : 150-250 tys. zł za stronę ★ Stosujem y znaczne ulgi przy pow tórzeniach i w przypadku t akcji reklam ow ych popieranych przez Redakcję ★ R edakcja nie odpow iada za treść j płatnych ogłoszeń

« V Y W V V » S V V W > Y rty » V ^ W W V .W W W W W W W W W W W W W W W W W W « W W > \W W W W W .V.VV » W rt% V .V Y «Y »V » V V »V W V V IV» V « VV » < V V VV V V » VV >

P oszukujem y ch ętn y ch do

sprzedaży, dystrybucji i kolportażu

k w artaln ik a

prosim y o k o n ta k t z d y stry b u to rem „P ostępów

Astronomii" p o d adresem :

Sławomir Kruczkowski, 86-300 Grudziądz

ul. Królewska 3/22, tel. 266-50

albo Redakcją w Toruniu (tel. 116-55 i 48-71-44)

lub w Warszawie (tel. 41-00-41 w. 48)

iemy, wiemy! Docieramy do Państwa co najmniej o miesiąc za późno.

Za to numer, który Państwo trzymacie w rękach, mamy nadzieję,

dosyć niezwykły. Przede wszystkim, proponujemy naszym Czytelni­

kom sympatycznego i sławnego gościa, Aleksandra Wolszczana.

Odkrywca układu planetarnego wokół PSR 1257+12, pozdrawia Państwa na stronie

53 i opowiada jak za jednym zamachem znaleźć dwie lub trzy planety, najlepsze

laboratorium „eksperymentalnej grawitacji" i znacznie powiększyć populację pulsa-

rów w Galaktyce. A mecz o planety trwa: karnego próbują strzelać Janusz Gil

i Tomek Stępiński. Pewnie zupełnie niepotrzebnie Redaktor usiłuje występować w

roli bramkarza. Strzały będą prawdopodobnie i tak chybione, a bramkarzowi można

dać żółtą kartkę.

Sporo zegarów w numerze. Aleksander Wolszczan proponuje zegary kosmiczne

- pulsary, a więc gwiazdy neutronowe. Temat w pewnym sensie przez nas ulubiony,

nie tylko w kontekście planet. Przypominamy Czytelnikom, że poruszaliśmy te tema­

ty od pierwszego zeszytu nowej edycji PA. Wspominana w rozmowie z Aleksandrem

Wolszczanem „Czarna Wdowa” z pewnością zasługuje na miejsce w naszej Kosmi­

cznej Menażerii i niebawem tam trafi, ale już dziś zdradzamy, że to jeden z pulsarów

zaćmieniowych, barwnie opisywanych przez Michała Czernego w zeszycie PA 1/91

(str. 17). Inny, przewijający się w tej rozmowie temat „eksperymentalnej grawitacji”,

na podstawie wcześniej znanego, nadającego się do tego pulsara PSR 1913+16, był

szczegółowo omówiony przez Tadeusza Jarzębowskiego w PA 3/91 (str. 106). Po

drodze, w PA 2/91 (str. 57) szukaliśmy jeszcze pulsarów w gromadach kulistych, a w

numerach 4/91 i 1/92 zaczęła się już nasza planetarna epopeja.

Kolejne zegary oferuje Jacek Drążkowski przy współpracy Kazimierza M.

Borkowskiego i... Salvadora Dali. Czas w astronomii, to bardzo ważny, jeśli nie

podstawowy, temat.

Skoro mowa o czasie, to sięgnijmy wstecz. Tak daleko, ja k tylko się da.

Zobaczymy wówczas bardzo wczesny Wszechświat, czyli reliktowe promieniowanie

tła. Właśnie odkryto anizotropię w tym promieniowaniu. To jest drugi szlagier tego

zeszytu, odkrycie podobnej rangi co planety. To też kiedyś TRZEBA BYŁO

ZNALEŹĆ! Temat ważny, to i chcieliśmy informacji z pierwszej ręki. Ale im większa

znakomitość, tym bardziej grymasi: Red. Joasia Mikołajewska do czen/vca stosowała

wobec Autora różnorakie, sobie tylko znane fortele. Ale udało się! Krzysztof Górski

jest astronomem blisko związanym z autorami eksperymentu COBE, od których

pozdrowienia macie Państwo na rozkładówce.

W każdym numerze staramy się prezentować jakiś unikalny instrument astrono­

miczny. Tym razem jest to GRO, Obserwatorium Promieniowania Gamma, instru­

ment nie mniej ważny od Hubble'a! Korzystamy z zaprzyjaźnionego pisma włoskiego

(na zasadzie wymiany) nie dlatego, że brakuje nam tekstów, ale dlatego, że chcemy

mieć zawsze jak najbliższych danemu problemowi autorów. Do wyników uzyskanych

z tego teleskopu wrócimy niebawem.

Pod koniec numeru zapraszamy do Planetarium Śląskiego. Bogata, wieloletnia

działalność tej placówki z pewnością nie została tu wyczerpana.

Na deser, czyli do naszego felietonu, chyba nie musimy specjalnie zapraszać, bo

i tak od niego zaczynacie Państwo czytać zeszyt. Tym razem mała draka i konkluzja:

nie wierzcie autorytetom!

Spotykamy się za kwartał. W Krakowie!

List otwarty

do Pań i Panów Senatorów i Posłów R.P.

Panie i Panowie,

w najbliższych dniach w Sejmie i Senacie toczyć się będzie debata nad budżetem na

bieżgcy rok. Od wyników tej debaty i od głosowania nad budżetem zależy los polskiej

nauki. Apeluję, by zechcieli Państwo wziqć pod uwagę dramatyczng sytuację polskiej

nauki. Pamiętajcie, że na nauce wiele zaoszczędzić się nie da, a zniszczyć jg można

szybko I na długie lata.

Nie chcę zasypywać Państwa gradem liczb, dlatego posłużę się pojedynczym

przykładem - sytuacjg kierowanej przeze mnie placówki,

Czy Centrum Astronomiczne im. Mikołaja Kopernika winno przetrwać? Nauka tu

uprawiana reprezentuje poziom światowy. Można się o tym przekonać studiujgc prace

zagranicznych uczonych, przeglgdajgc programy konferencji naukowych, śledzgc kariery

wyrosłych z tego środowiska astronomów i fizyków, czy wreszcie zasięgajgc opinii

światowych autorytetów. Nie boję się takiej oceny. Centrum jest także ośrodkiem uczestni­

czącym w szeroko rozumianej edukacji, poczynajgc od popularyzacji nauki i opieki nad

utalentowang młodzieżą licealng po kształcenie doktorów nauk fizycznych.

Dotacja budżetowa przyznana nam w ramach prowizorium wynosi 247 milionów

złotych miesięcznie. To ponad trzy razy mniej niż postulował zatwierdzony przez KBN

preliminarz i dwa razy mniej niż średnia dotacja w ubiegłym roku. A przecież wedle decyzji

KBN, Centrum to placówka kategorii A!

W marcu musieliśmy wysłać pracowników na przymusowe urlopy. Dla wielu oznacza

to tyle, że za tę samg pracę otrzymujemy połowę pensji. Pensji i tak upokarzająco niskiej.

Miesięczne uposażenie profesora zwyczajnego w placówkach PAN wynosi około 2.4

miliona.

Te przymusowe urlopy okazały się konieczne mimo podjętych działań oszczędno­

ściowych. Budynek Centrum Astronomicznego, zbudowany przy znacznej pom ocy

Narodowej Fundacji Naukowej Stanów Zjednoczonych, był naszq dumq. Miał służyć

polskiej astronomii i fizyce. Miał gościć zagranicznych naukowców. Teraz większość

pomieszczeń służyć będzie prywatnym firmom.

Trudności finansowe zmusiły nas do przerwania prac nad a d a p tacjg gotyckiej

kamieniczki na siedzibę naszej Pracowni Toruńskiej. Ten zabytek klasy I przekazały nam za

znikomg opłatg władze miasta w 1987 roku. Remont, który pochłonqł znaczne środki,

znajduje się obecnie w końcowej fazie. Jeżeli nie zostanie skończony, pieniqdze już

wydane pójdg w błoto.

Rachunek za nieproporcjonalnie drastyczne oszczędności w wydatkach na naukę

będq płaciły następne pokolenia. Przecież o tym jakie będzie ich życie, zadecyduje

przede wszystkim poziom ich wykształcenia. System edukacji narodowej nie może działać

w oderwaniu od badań podstawowych. Konieczng legitymację uprawniajqcq do

kształcenia na najwyższym poziomie stanowi własny dorobek naukowy. Aby uczyć, trzeba

samemu zajmować się naukq. Być może także, w co chciałbym wierzyć, dla przyszłych

pokoleń nie będzie sprawq obojętnq to, czy ich ojczyzna wnosić będzie wkład do

światowej nauki. Odbudowywanie środowisk naukowych może zajqć c a łe dekady. Nie

niszczmy więc ich pochopnie dla znikomych oszczędności.

Wojciech Dziembowski

dyrektor Centrum

Warszawa, 22 III 1992.

W NUMERZE:

53

K o sm ic z n e zeg a ry A lek sa n d ra WOLSZCZANA

Spotkanie z odkrywcą pierwszych planet poza Układem Słonecz­

nym. Rozmowa o planetach i nie tylko ...

Nieplanetarne modele dziwnego zachowania pulsara PSR 1257+12 przedsta­

wiają ich autorzy, Janusz GIL (55) i Tomasz STĘPIŃSKI (58)

62

Z m ierzyć n ie u c h w y tn e (w szystk o o cza sie)

Kazim ierz M. Borkowski

Gdy mowa jest o czasie i jego pomiarach, pojawia się pragnienie podania jakiejś racjonalnej definicji.

Niestety, na dobrą sprawę nie wiemy co się kryje za tym pojęciem. Ponieważ nie umiemy przemieszczać

się w czasie, możemy zarejestrować tylko jeden raz dane zjawisko. Nie jest więc możliwe bezpośrednie

porównanie dwóch interwalów czasu. Z tego powodu powtarzalność pomiarów, która je st podstawą nauk

o mierzeniu (metrologii), nie stosuje się do samego czasu. Jednakże, chociaż oparta na intuicji,

metrologia czasu dostarcza najprecyzyjniejszych wyników w pełni zgodnych z modelami fizycznymi.

69

M isja COBE - o d k rycie a n izo tro p ii k o sm iczn eg o p ro m ien io w a ­

n ia tła

K rzysztof M. Górski

26 kwietnia 1992, w trakcie wiosennego spotkania Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego w

Waszygtonie D.C., obwieszczono długo oczekiwane odkrycie anizotropii w przestrzennym rozkładzie

temperatury reliktowego promieniowania wypełniającego Wszechświat. Amplituda odchyleń od

doskonalej izotropii wynosi około 30 mikrokelwinów. Znaczenie tego odkrycia jest fundamentalne.

73

/ n \ T E L E S K O p k o s m i c z n y h u b b l e ' a

obserwuje

Młode gromady kuliste w galaktyce N G C 1275 (73); HD 140283 i skład chemiczny

wczesnego Wszechświata (74)

76

GRO - O bserw atoriu m P ro m ien io w a n ia Gam m a

Giovanni F. Bignam i

Obserwatorium Promieniowania Gamma - Gamma Ray Observatory (w skrócie GRO), zostało

umieszczone na orbicie za pomocą Promu Kosmicznego 5 kwietnia 1991 roku. Jest ono drugim z kolei

wielkim obserwatorium orbitalnym wystrzelonym przez NASA w ostatnim dziesięcioleciu. Na jego

pokładzie znajdują się cztery instrumenty, które dokonują badań przestrzeni kosmicznej w

promieniowaniu gamma, z najwyższą czułością.

50 List otwarty W ojciecha Dziem bowskiego

52

Umykające Fenomeny Obserwacyjne

(Pfanety na Cetnim nie6ie 1992 rolqi

75

A stronom ia

W

szkole:

J a k sp ad ać, aby m im o to n ie spaść...

87

L isty C zyteln ik ów

87

G dzie i ja k ku p ić POSTĘPY ASTRONOMII?

89

W kraju...

Planetarium Śląskie (89); Obserwacje pozycyjne

w

Chorzowie (91); Astronomia

w

KBN (93)

94

Esej, felieton :

WIELKA WPADKA

Umykające

Fenomeny

Obserwacyjne

T

egoroczne astronomiczne lato trwać będzie od 21.06. do 22.09. a cieple choć krótkie letnie noce sprzyjają patrzeniu w niebo. Prócz jasnych gwiazd, każdego roku mających taką samą konfiguracją, uwagą przyciągną planety. Aby sprawdzić, które bądą widoczne, zagląda­ my do „Kalendarza Astronomicznego 1992” na str. 169 zeszytu 4/1991 Postępów Astronomii.

Do około 15.07. wieczorami, nisko nad za­ chodnim horyzontem widać bądzie Merkurego - o jego wieczornej widoczności można przeczy­ tać na str. 10 zeszytu 1/1992 Postąpów. Poran­ na widoczność Merkurego przypadnie na okres od 10.08. do 10.09. Planeta bądzie wtedy wido­ czna nad wschodnim horyzontem, rano przed wschodem Słońca. Najlepiej bądzie ją widać w dniach 15-25.08. - maksymalne zachodnie od­ dalenie od Słońca (18 stopni) nastąpi 21.08. Jasność Merkurego wyniesie wtedy około 0 mag. Ze wzglądu na to, że Merkurego zawsze widać na tle dość jasnego nieba, jego poszu­ kiwaczom radzimy zaopatrzeć sią w lornetką.

Planeta Wenus o jasności -3 .9 mag. (jaśniej świeci tylko Książyc), całe lato pełnić bądzie rolą gwiazdy wieczornej ale tylko teoretycznie, bo z jej zobaczeniem mogą być kłopoty. Zacho­ dzić bowiem bądzie krótko po Słońcu,, mniej wiącej z końcem cywilnego zmierzchu. Świecić wiąc bądzie bardzo nisko nad zachodnim hory­ zontem, na tle jasnego jeszcze wieczornego nieba. Posiadaczom lornetek radzimy próbą odnalezienia Wenus w dzień (!) kilka stopni, a od sierpnia kilkanaście stopni, na wschód od Słońca.

Do około 20.08., w pierwszej połowie nocy, ozdobą nieba bądzie Jowisz o jasności -1.8 mag. Świecąc 5 razy jaśniej niż Arktur i Wega, planeta wolno bądzie wądrować przez połud­ niowo-wschodnią cząść Lwa, we wrześniu wchodząc w gwiazdozbiór Panny. Na początku lata Jowisz zachodzić bądzie około północy, zaś w końcu sierpnia pod koniec cywilnego zmierzchu.

W drugiej połowie nocy, niebo bądzie nam

ozdabiał czerwony Mars. Na początku lata wschodzić bądzie 2 godz. po północy, na po­ czątku sierpnia około północy, zaś pod koniec lata około godz. 23. Na tle gwiazd wądrować bądzie przez Barana i Byka, pod koniec lata wchodząc w Bliźniąta. Jednocześnie jasność Marsa bądzie wzrastać od +0.9 do +0.4 mag.

Ostatnia planeta widoczna gołym okiem to Saturn. Świecić bądzie w Koziorożcu i razem z nim widoczny bądzie nisko nad południowym horyzontem. Na początku lata Saturn bądzie wschodził trochą przed północą a na początku sierpnia o zachodzie Słońca. W sierpniu i wrze­ śniu o zachodzie Słońca bądzie już nad hory­ zontem - na początku sierpnia widoczny bądzie przez całą noc a z końcem lata zachodzić bą­ dzie około godz. 2 po północy. Jasność planety bądzie sią zmieniać od +0.5 na początku lata do +0.2 w połowie sierpnia i +0.4 mag. w końcu lata.

Warto jeszcze wspomnieć o planetach, któ­ rych gołym okiem nie widać. Uran o jasności +5.6 (a wiąc na granicy widoczności gołym

da właśnie na 12-13 sierpnia.

We środą 12.08., wieczorem o 19:20 wscho­ dzi w Warszawie Książyc a trochą później Sa­ turn. Na wschodzie widać wiąc już naszego sa­ telitą bliskiego pełni (przypada ona 13.08. w po­ łudnie), zaś po przeciwnej stronie horyzontu wi­ dać jeszcze, chylące sią ku zachodowi Słońce, które zachodzi w Warszawie o 20:07. Zaraz po zachodzie Słońca, nisko nad zachodnim hory­ zontem, na jasnym jeszcze niebie widać jaskra­ w ą Wenus (-3.9 mag.) i bardzo jasnego Jowi­ sza (-1.7 mag.). Wenus zachodzi około 40 min. a Jowisz około 1 godz. po Słońcu. Obydwie pla­ nety świecą we Lwie - 23.08. miną sią na tle gwiazd w bardzo małej odległości.

Po zachodzie Wenus i Jowisza niebo jest już na tyle ciemne, że można zacząć wypatry­ wać Perseid. W miarą upływu godzin ich radiant jest coraz wyżej nad południowo wschodnim horyzontem. Coraz wyżej nad horyzont wznosi sią też niestety Książyc, coraz bardziej rozświe­ tlając niebo i „wygaszając" słabsze meteory.

Krótko przed północą, spod

wschodnio-po-‘Planety na letnim

nie6ie

1992 roku

K azim ierz Schilling

okiem) i Neptun o jasności +7.9, cały rok świe­ c ą w gwiazdozbiorze Strzelca i latem widoczne bądą - oczywiście przez lunety - bardzo nisko nad południowym horyzontem. Zaś Pluton, bą- dący teraz bliżej Słońca niż Neptun i mający jasność +14 mag., przez bardzo duże teleskopy może być dostrzeżony na granicy Wagi i Głowy Wąża.

Prześledzimy teraz widoczność planet pod­ czas jednej letniej nocy. Niech to bądzie noc z 12 na 13 sierpnia. Prócz planet, gwiazd i Księ­ życa można wtedy zobaczyć „spadające gwiaz­ dy” czyli meteory z roju Perseid. Ich radiant, czyli miejsce z którego zdają sią wybiegać, leży na granicy Perseusza (stąd nazwa roju), Kasjo­ pei i Żyrafy, czyli w tym obszarze nieba, który w Polsce nigdy nie zachodzi. Perseidy promieniu­ ją od około 23.07. do około 23.08., a maksimum - do 60 i wiącej meteorów na godziną - przypa­

łudniowego horyzontu wychodzi Mars, zaś tro­ chą po północy - już w czwartek 13.08. - góru­ ją (przechodzą przez południk) Książyc i Sa­ turn. Szybko przesuwając sią na tle gwiazd - prawie pół zodiakalnego gwiazdozbioru na do­ bą - około godz. 3 Książyc minie Saturna, prze­ chodząc nad nim w odległości 10 swoich tarcz.

Około 4 nad ranem, nad wschodnim hory­ zontem, na jaśniejącym już niebie pojawia sią Merkury o jasności tylko +1.8 mag. Saturn i Książyc chylą sią już wtedy ku zachodowi a ra­ diant Perseid jest w okolicy zenitu. W całej kra­ sie widać tylko czerwonego Marsa o jasności +0.7 mag. Świeci w Byku nad Aldebaranem (+0.9 mag.), którego minął 11.08. Nasza przy­ kładowa noc kończy sią o 5:16, bo wtedy wschodzi Słońce, całkowicie "gasząc" gwiazdy i planety. Na placu boju najdłużej pozostaje Książyc, zachodzący o 5:19.

Położenie planet w nocy 12/13 sierpnia 1992 o zachodzie i o wschodzie Słońca oraz około prawdziwej północy słonecznej (około lh czasu letniego). Na hory­ zoncie zaznaczono kierunki stron świata: południowy (S), zachodni (W ), południowo-zachodni (SW), wschodni (E) i południowo-wschodni (SE). Jaśniejsze gwiazdy: A rktu r (a Boo) Om ; Spica (a V ir) +lm ; Altair (a Aql) +0.m 8; Antares (a Sco) +0.m9; Aldebaran (a T a u ) +0.m 9.

Ta praca

jest wielką

przyjemnością -

nie zamieniłbym

jej na nic

innego!

boi* f

Przed trzynastu laty, jeszcze jako studenci, słuchaliśmy jego wykładu. Rzecz jasna o pulsarach! Potem próbowaliś­

my razem, w Obserwatorium w Piwnicach, uruchomić optyczne obserwacje pulsara w Krabie. Nawet coś tam z tego

wychodziło, ale zabrakło „pańskiego oka"... Olek wyjechał. Słuch jednak o nim nie zaginął. Co rusz to ukazywały

sią jakieś jego prace naukowe, w znakomitych czasopismach i w doborowym towarzystwie! Kiedy zaczęliśmy reda­

gować „Postępy", akurat odkrył szlagierowego, relatywistycznego pulsara podwójnego. Trudno było tego nie zau­

ważyć i tak wznowiliśmy kontakty. No a potem to już były planety i... sława! Chociaż le st - co zrozumiałe - człowie­

kiem bardzo zajętym, napisał nam o tym parę słów do poprzedniego zeszytu.

IV

maju, przy okazji wymiany jakichś

informacji, z głupia frant zapytaliśmy, czy gdyby przyjeżdżał do Europy nie mógłby choć na parę dni odwiedzić Pol­

ski. Za dziesięć dni (!), od 26 do 29 maja mieliśmy ju ż jednego z najsłynniejszych w tej chwili astronomów u siebie,

w Toruniu!

W

ciągu tej krótkiej wizyty były spotkania z astronomami dawnych, macierzystych placówek naszego

gościa, wykład dla całej społeczno-

__________________________________________________________________________________________

ś c i akademickiej, kurtuazyjna wi­

zyta u rektora UMK. Obejrzeliśmy

również... spektakl teatru Cricot 2

Tadeusza Kantora. Zanotowane tu­

taj spostrzeżenia są czubkiem góry

lodowej z licznych rozmów i dysku­

sji, które prowadziliśmy, uzupełnia­

ne fragmentami wykładów, małej

konferencji prasowej

i

kores­

pondencją. Toruńska wizyta Olka

Wolszczana stanowiła ogromną ko­

rzyść naukową dla całego środowi­

ska. Dla nas, była również dużą

przyjemnością. Dziś dzielimy się

nią z naszymi Czytelnikami.

Kosmiczne zegary

Aleksandra

WOLSZCZANA

Spotkanie z odkrywcą pierwszych planet poza llkła*

dem Słonecznym. Rozmowa o planetach i nie tylko...

A leksander W O LSZCZA N studiow ał astronom ię na U niw ersytecie M ik o ła ja K o p e r­ n ik a w T o ru n iu , gdzie rozpoczął p racę i uzy­ sk a ł d o kto rat. Następnie b ył zw iązan y z to ru ń ­ s k ą P raco w n ią A stro fiz y k i C e n tru m A strono­ micznego im . M ik o ła ja K o p e rn ik a P A N . W 1982 ro k u w yje ch ał na s t a ł naukow y do In sty ­ tutu K adio astrono m ii M axa P lan cka w Bonn. Od ośmiu lat zw iązan y Jest z ośrodkam i am e­ r y k a ń s k im i: U niw ersytetem C o rn e ll zaw iad u ­ ją c y m n ajw iększym na świecie, 300-m elrow ym radioteleskopem w A re cib o w Puerto R ico ; Uniw ersytetem Princeton, gdzie p rzez ostatni semestr w y k ła d a ł i p raco w ał; U niw ersytetem Stanowym w P e n sylw an ii, gdzie od sierp nia obejm uje stałą pozycję profesora. Jest jednym z najlepszych na święcie specjalistó w w dzie­ d zinie badania p ulsaró w , a zw łaszcza tzw . chrono m etratu p ulsaró w .

- J u ż raz, po 2 0 sie r p n ia 1 9 7 9 rok u s t a łe ś s ię c z ło w ie k ie m z p ie r w sz y c h s tr o n g a z e t. B y łe ś ch y b a je d y n y m za w o d o w y m a s tr o n o m e m w P o ls c e , k tó r y w id zia ł p rzela tu ją ce nad T o r u n ie m ... UFO. C zy s ą d z iłe ś , ż e p o la ta c h o d k ry jesz sk ąd on o p r z y le c ia ło ?

- Rzeczywiście, że też nikt sobie tego nie przypomniał! J a sam też ju ż zapom ­ niałem . To był bardzo ja sn y bolid. Le­ ciał n a ogromnej wysokości, bo widocz­ ny był w Czechosłowacji, w Polsce i chyba w Skandynaw ii. Fascynujące zjawisko! O biekt m usiał się rozerwać

n a wiele m niejszych kawałków, po ru ­ szających się po zbliżonej trajektorii i o niewielkich w zajem nych prędkościach. Pam iętam , że a k u ra t wyszedłem n a balkon w m oim ów czesnym m ieszkaniu w T oruniu i zupełnie oniem iałem : z pół­ nocy n a południe leciało coś co przypo­ m inało szereg jaskraw ych punktów , po­ łączonych ja k gdyby zm ieniającą się siateczką. Całe zjawisko trw ało około dw udziestu sek u n d i znikło nad hory­ zontem . Wielu ludzi widziało w obiekcie kosmiczny... au to b u s, z okienkam i, drzwiczkam i etc. Zupełnie ja k n a filmie Mela Brooksa! Ale, że to może być UFO

S |x)tkaiuc / astro n o m am i ws/.yM kich U m ińskich p lacó w ek o d b y ło się w m iejscu pici w s /c j pracy A lek sa n d ra W o ls/.czan a (p rzy tab licy ), w K atedrze R ad io astro n o m ii U M K w P iw n icach . Z aczęło się o d w ykładu.

z PSR 1257+ 12, n ik t ja k o ś (na szczę­ ście) nie skojarzył.

- A le te r a z ju ż p o w a ż n ie . Z a czn ij­ m y od spraw z u p e łn ie e le m e n ta r ­ n y c h . A w ię c ja k n ajk rócej w y ja śn ić, c o to s ą p u lsa ry ?

- P u ls a ry s ą szybko w iru jący m i gw ia­ zd am i n eu tro n o w y m i. S ą p o z o sta ło śc ia ­ m i po w y b u c h a c h su p e rn o w y c h , k o ń c o ­ w ym e ta p e m ew olucji b a rd z o m a sy w ­ n y c h gw iazd. J e s t rzeczą nieco f r u s tr u ­ ją c ą , że do d ziś nie w p ełn i rozum iem y m e c h a n iz m św iecen ia radiow ego p u ls a - rów, je d n a k d o sk o n a le n au czy liśm y się sto so w ać je do b a d a n ia in n y c h zjaw isk.

W n a jp ro sts z y s p o s ó b rzecz t r a k t u ­ ją c , s ą o n e szybko w iru jący m i dipolam i m agnetycznym i, przy czym pola m a g ­ n ety cz n e s ą b a rd z o silne. W cfekcic. k o sztem energii ro tacy jn ej, cząstk i p o w stające w pobliżu pow ierzchni pul- s a r a s ą ro zp ęd zan e do relatyw istycz- n y ch p ręd k o ści. C ząstk i te poruszając się w zdłuż linii sił pola e m itu ją sto s u n kowo w ąsk ie, sk o lim o w an c w iązki pro m ien io w an ia, w k ie r u n k a c h o k reślo n y ch przez g eo m etrię p o la m agnctycz nego i n a s k u te k w iro w an ia gwiazdy n eu tro n o w ej, w p o sta c i ściśle o k re s o ­ w ych im pulsów , d o c ie ra ją do n a sz y c h rad io telesk o p ó w .

Istn ieje k la s a p u lsaró w , zw an y ch - z racji b a rd z o k ró tk ic h o k resó w - p u ls a - ram i m ilisek u n d o w y m i. S ą to s ta re gw iazdy n eu tro n o w e , k tó re po z a p rz e ­ s ta n iu „pulsacji" s ą w sk rz e sz a n e w w y n ik u ew olucji w u k ła d z ie podw ój­ nym , m ianow icie p rz y s p ie sz e n ia ic h ro ­ tacji w s k u te k a k re c ji m a te rii i m o m e n ­ tu p ę d u z ich tow arzyszy.

- Twoja g łó w n a m e to d a bad aw cza to c h r o n o m e tr a ż ?

- T ak. O b e c n o ść ta k ic h gw iazd n e u ­ tronow ych, m a n ife stu je się w p o sta c i p u lsó w radiow ych. Pojaw iają się one ta k re g u la rn ie , że p u ls a ry (szczególnie te o m ilisek u n d o w y ch o k re sa c h ) m ogą słu ży ć ja k o b a rd z o d o k ła d n e k o sm iczn e zegary, o d o k ła d n o ś c i porów nyw alnej z n ajlep szy m i ziem sk im i zeg a ra m i a to ­ m owym i. T a zeg aro w a w ła s n o ś ć o k a z u ­ je się n ie o c e n io n a w p rz y p a d k u , kiedy

chcem y stw ierd zić o b e c n o ść k rążący ch w okół n ich obiektów . O b se rw u je się w ów czas re g u la rn e o d c h y le n ia d o k ła d ­ nie m ierzo n y ch m o m en tó w n a d e jś c ia radiow ych im p u lsó w od m om entów przew idyw anych.

U żywanie p u ls a ró w ja k o zegarów , to m oże b rzm i p ro sto , ale j e s t je d n a k sk o m p lik o w an e d lateg o , że trz e b a u s u ­ n ą ć cały szereg przyczynków p o c h o d z ą ­ cych od n aszeg o u k ła d u p la n e ta rn e g o i w p ro s t od n aszej Ziem i. D opiero kiedy się to zrobi, m o ż n a p o p a trz e ć n a d a n e o b serw acy jn e i pow iedzieć, że c a ła re s z ta j e s t w y n ik iem tego co się dzieje w okół p u ls a ra .

W yobraźm y so b ie p u ls a r a w u k ła d z ie podw ójnym . Rzecz j a s n a i p u ls a r, i jego tow arzysz k rą ż ą w okół w spólnego ś r o d ­ k a m a sy i rozm iary o rb it z ale żą od tego ja k m asy w n e s ą te obiekty. W ażny je s t p u ls a r, bow iem to o n sta n o w i p o ru s z a ­ ją c y się zegar, k tó ry się o b serw u je. Z

d o k ła d n o ś c ią m ik ro se k u n d o w ą re je ­ s tru je się m o m en ty n a d e jś c ia e m ito w a ­ n y ch przez niego im pulsów . E fek t p o d ­ w ójności tego u k ła d u objaw i się w p o sta c i sin u so id a ln e g o (a raczej o k sz ta łc ie w y n ik ając y m z k s z ta łtu orbity) r e s id u u m w okół przew idyw a­ n y ch m o m en tó w n a d e jś c ia im pulsów . B ierze się to po p ro s tu s tą d , że p u ls a r okresow o z n a jd u je się to bliżej, to dalej

od o b se rw a to ra , co pow oduje p erio d y ­ czne o p ó źn ien ia lu b p rzy sp ieszen ia n a d e jś c ia im p u ls u w s to s u n k u do c z a su przew idyw anego.

- J a k w yglądają sa m e o b serw a cje?

- O b serw acje nic z a jm u ją sp ecjaln ie d użo c zasu . Nic m a potrzeby o b ecn o ści przy teleskopie. M ożna być o d d alo n y m o ty siące mil i p row adzić o b serw acje ł ą ­ cząc się i s te ru ją c te le sk o p e m przy pom ocy k o m p u te ra . To nic j e s t aź ta k p ra c o c h ło n n e . N a to m ia st a n a liz a o b serw acji i ich in te rp re ta c ja je s t c z a so c h ło n n a . T rzeb a u m ieć z in te rp r e ­ tow ać to co się widzi. M ożna b ard zo łatw o przeoczyć coś, co d la kogoś in n e ­ go byłoby oczyw iste. B ardzo często in te re s u ją c e o d k ry cia nic m a ją m iejsca tylko dlatego, żc k to ś coś przegapił.

- A le ty n ie p rzeg a p iłeś!

- J e s t to w ciąż tylko b a rd z o p ra w d o ­ po d o b n e. ale nie n a 100% pew ne, odk ry cie obiektów , k tó re m o żn a nazw ać p la n e ta m i. F a sc y n a c ja m ożliw ością, żc is tn ie ją in n e u k ła d y p la n e ta rn e j e s t c h y b a z u p e łn ie oczyw ista i j e s t to p y ta ­ nie, któ ry m w łaściw ie każdy się in te re ­ su je , n iezależnie czy je s t zw iązany z a s ­ tro n o m ią, czy nie. T ak więc, zn ale zien ie n a nic pozytyw ne] odpow iedzi, od razu m a pow ażne k o n sek w en cje, poniew aż o k re śla , iż w pew nym s e n s ie nic j e s t e ­ śm y sam i. O czyw iście nic m a m n a m y­ śli ludzików z a n te n k a m i n a głow ach i zielonym i tw arzam i, tylko po p ro s tu fakt, że s ą in n e p lan ety , n a s z U kład S ło n eczn y nic j e s t ju ż te n jed y n y .

In n a sp ra w a , żc p lan ety zo sta ły z n a ­ lezione w sy stem ie zw iązanym z o b ie k ­ tem , który n ic m a nic w spólnego z gw iazdam i, w okół k tó ry ch w zasa d z ie chcielibyśm y je odkryć, a więc g w iazd a­ m i p o d o b n y m i do n aszeg o S ło ń ca. Od b ard zo d a w n a w okół ta k ic h gw iazd - p o d o b n y ch do n aszego S ło ń c a - p o s z u ­ k u je się u k ła d ó w p la n e ta rn y c h , 'ty m ­ cza se m n ajw ięk szą n ie s p o d z ia n k ą je s t to, że p la n e ty k rą ż ą w okół gw iazdy n eu tro n o w ej, a w ięc o b ie k tu , który sw oją gw iazdow ą p rzeszło ść m a d aw no z a s o b ą i w d o d a tk u przeżył k a ta k liz m w p o sta c i w y b u c h u su p ern o w ej.

- M ożna b y ć t y s ią c e m il od P u erto R ico i p row ad zić o b serw a cje, ale w ty m p rzyp ad k u je d n a k m ia ło z n a c z e ­ n ie , że b y łe ś n a m ie js c u . O dkryłeś p la n e ty z e p s u ty m te le sk o p e m !

- To było p o tem , po w ielu m ie sią c a c h c h ro n o m c tra ż u . O dkrycie p la n e t było w pew nym s e n s ie przypadkow e! To było nic to, czcgo sz u k a łe m . Tego szu k ali inni! B ard zo często się zd a rz a , że o d ­ k ry cia robi się p rzypadkow o. T rzeba je d n a k być do ta k ic h n iesp o d z ia n e k d o b rze przygotow anym . O koliczności tego o d k ry c ia b a rd z o dob rze ilu s tru ją , ja k sp lo t logicznych p rz e sła n e k , p rzy ­ p a d k u i w nikliw ej an alizy prow adzi cza se m do in te re s u ją c y c h w yników .

Na p o c z ą tk u 1990 ro k u ra d io te le ­ sk o p w A recibo z e p s u ł się. A w aria b y ła n a tyle po w ażn a, żc trz e b a było zaw ie­ sić n o rm a ln ą d z ia ła ln o ść . D ziałaln o ść ta polega n a tym , żc telesk o p p ra c u je 24 godziny n a dobę, j e s t obłożony p ro ­ je k ta m i o b serw acy jn y m i i n ic m a chw ili

c z a su n a w y tch n ien ie. N ap raw a tele­ sk o p u m ia ła p o trw ać, w ed łu g w s tę p ­ nych occn, od 3 do 4 tygodni. N iem niej je d n a k telesk o p był w d alszy m ciągu u żyw alny w o g ran iczo n y m zak resie, ta k im żc w ykluczało to realizację n o r­ m a ln y c h projektów , p rzygotow anych przez uży tk o w n ik ó w z zew n ątrz. Ale my, p ra c u ją c y n a m iejscu lokalni a s t r o ­ nom ow ie, m ogliśm y p róbow ać coś tym te le sk o p e m robić. Z o staliśm y p o p ro sze­ ni o to żeby w ym yśleć p ro g ram y o b s e r­ w acyjne, k tó re pozwoliłyby używ ać te le ­ skop, pom im o jego b ard zo o g ran iczo ­ n y ch m ożliw ości.

W padłem n a pom y sł z ro b ien ia czegoś, co w n o rm a ln y c h w a ru n k a c h byłoby tr u d n e do u rzeczy w istn ien ia. B yła to p ró b a p o sz u k iw a n ia m ilis e k u n ­ dow ych p u ls a ró w p o za p łaszczy zn ą Drogi M lecznej, gdzie ic h o b e c n o ść b y ła p ro b le m a ty c z n a . In n y m i słowy p rz y p u ­ szczałem . żc je s t ich z n a c z n ie w ięcej niż są d z o n o do tej pory, w zw iązku z czym m o żn a się ich sp o d ziew ać rów nież w b e z p o śre d n im o to cze n iu S ło ń ca, a więc w k ie r u n k a c h n ie p o k ry w ający ch się z p łaszczy zn ą G alak ty k i.

Ostatnio wszystkie światowe pisma zajmujące się popularyzacją nauki doniosły o odkryciu pierwszego pozasłonecznego układu planetarnego. Równiet Postępy Astronomii (1/92, str. 2) za­ mieściły artykuł samego autora tego odkrycia - Aleksandra Wolszczana. Twierdzi on, te dwie lub trzy planety orbitujące wokół pulsara PSR 1257+12 (równiet przez niego odkrytego) są najbardziej sensownym wyjaśnieniem okresowości obserwo­ wanych k> chronometratu tego obiektu. Warto jednak podkreś­ lić, te nie jedynym! Istnieje szansa, te Wolszczan straci oba punkty w meczu, tv którym prowadzi 2:0.

C

hronomelraż pulsarów polega na porównaniu przewidywa­ nych momentów pojawienia się impulsów z momentami obserwo­ wanymi. Gdybyśmy dysponowali idealnym modelem rotacyjnym pulsara, tzn. znali dokładnie jego okres, tempo zmian okresu il/’/dr, pozycję pulsara oraz tempo jej zmian (czyli ruchy własne), wtedy różnica między przewidywanymi, a obserwowanymi momentami pojawienia się pulsów powinna wynosić zero. W praktyce jednak prawie zawsze obserwuje się male różnice zwane residuami. Mogą one wynikać z niedokładności ok­ reślenia pozycji pulsara, jego ru­ chu wokół wspólnego środka m a­ sy w układzie podwójnym lub wielokrotnym, wreszcie z niesta­ bilności rotacyjnej samej gwiazdy neutronowej.

W pr/.ypadku PSR 1257+12, Wolszczan zaobserwował residua o okresowym charakterze oraz amplitudzie bliskiej połowic okre­ su pulsara P = 6.2 ms, co zostało szczegółowo opisane w słynnej już pracy Wolszczana i Fraila w styczniu tego roku (Nature 355, 145). Inaczej mówiąc, po ponad rocznej wędrówce przez prze­ strzeń między gwiazdową impulsy tego pulsara pojawiają się około 3 ms za wcześnie lub za późno w odniesieniu do przewidywanych momentów przyjścia. Zdaniem Wolszczana efekt ten można wy­ jaśnić istnieniem dwóch

planet o okresach orbi­ talnych 66.6 oraz 98.2 dni oraz niewielkim błędem określenia po­ zycji pulsara. Planety powodują oscylacyjny ruch pulsara, który zrzutowany na kierunek obserwacji obserwuje się jako periodyczne za­ burzenia momentów przyjścia o łącznej am ­ plitudzie około 2.8 ms. Natomiast niedokład­ ność pozycji generuje składową sinusoidalną o okresie jednego roku i amplitudzie około 0.3 ms. Jest też możliwe, żc pozycja pulsara jest do­ kładna, ale w układzie znajduje się trzecia pla­

neta orbitująca wokół pulsara z okresem około jednego roku.

Byłoby to jednak bardzo dziw­ ne. Wyobraźmy sobie bowiem uk­ ład planet o masach, odległościach od pulsara oraz ekscentrycznoś- ciach orbit tak szczęśliwie dobra­ nych, że związane z tym perturba­ cje grawitacyjne wywołują residua o amplitudzie prawie, jeśli nic do­ kładnie równej połowie okresu pulsara. Zastanówmy się więc, czy nic można efektu chronomelrażo- wego zaobserwowanego przez

Wolszczana wyjaśnić bez ucieka­ nia sic do, skądinąd bardzo atra­ kcyjnej, hipotezy planetarnej. In­ nymi słowy, czy nic istnieją jakieś inne periodyczne procesy, które mogłyby okresowo modulować pojawienia się impulsów pulsara.

Dosyć oczywistym periodycz­ nym efektem, którego należałoby się spodziewać po szybko rolują­ cych i masywnych bąkach, jakimi są gwiazdy neutronowe, jest pre­ cesja. Niestety dotychczas nic do­ strzeżono jej efektów w danych chronometrażo- wych żadnego pulsara, być może z wyjątkiem pulsara w Mgławicy Krab. Wolszczan odrzu­ cił precesję jako mecha­ nizm wywołujący obser­ wowany przez niego efekt z uwagi na stabil­ ność profilu jego pulsa­ ra. Profil ten jest niezwy­ kle szeroki, zajmujący prawic 1/3 okresu, czyli około 120°. Można w nim wyróżnić dwie składowe, których maksima oddalone są od siebie tylko o 20°. Wielkości te nic zmieniają się od momentu od­ krycia PSR 1257+12, co rzeczywi­ ście nic zachęca do poważnego rozważania precesji jako czynnika modulującego momenty nadejścia sygnałów. Na jej korzyść nato­ miast świadczy amplituda residu­ ów, bliska połowic okresu pulsara. Takiej amplitudy należy się spo­

dziewać, jeśli wiązka pulsara jest szeroka, a oś rotacji i oś magnety­ czna (która jest osią symetrii wiąz­ ki), nic są zbytnio rozchylone. Konfigurację tego typu sugeruje analiza kształtu profilu.

Nie wdając się w szczegółowe rozważania geometryczne, powie­ dzmy, że prawdopodobnie kąt roz­ warcia wiązki wynosi a = 17°, kąt nachylenia osi magnetycznej do osi rotacji 8 = 20°, a kąt podejścia obserwatora do osi magnetycznej CJ = -5". Wynika stąd, że średni

polaryzacyjny kąt pozycyjny po­ winien wykonywać szybką rotację w centrum profilu, o maksy- malym gradiencie d\)//d(J) = sin(20°)/sin(-5°) = - 4 deg/deg. Niestety pomiary polaryzacyjne nie zostały do tej pory wykonane i nie można tej prawdopodobnej konfiguracji geometrycznej na razie zweryfikować.

Swobodna precesja osi rotacji mogłaby być powodowana asy­ metrią kształtu gwiazdy neutrono­ wej. Odkształcenia od idealnej symetrii sferycznej mogą być sku­ tkiem oddziaływania silnego pola magnetycznego ze zjonizowanymi atomami żelaznej skorupy pulsara. Energia zawarta w polu magnety­ cznym 6 = 8.8 X 106 G może od­ kształcić atomy żelaza w kierunku pola o dR = 10-3 cm, czyli około 10'9 promienia gwiazdy neutro­ nowej. Ponieważ moment bezwła­ dności / = (2/5) MR2, zatem

zmiana d/ odpowiadająca dR może spowodować precesję o okresie P i ~ PI/dl - 1 0 9 />. czyli około 100 dni przypadku PSR 1257+12.

Drugim oczywistym efektem, którego należy się spodziewać, jest precesja osi magnetycznej, która określa kierunek wiązki pul­ sara. Ponieważ skorupa pulsara jest tylko częściowo związana z nadcickłym jądrem neutronowym, powinna ona rolować nieco wol­ niej niż wnętrze gwiazdy neutro­ nowej. Okres lej precesji można oszacować ze stosun­ ku momentu bezwład­ ności skorupy do cał­ kowitego momentu bezwładności I J ł - P/P2. Całkiem reali­ styczne rachunki dają znowu P/P2 ~ 109. Tak więc na miliard obrotów pulsara, sko­ rupa wraz z osią mag­ netyczną dokonuje jednego obrotu wokół osi rotacji. Kąt pre­ cesji osi magnetycz­ nej jest równy 0 = 20°, natomiast kąt precesji 8 osi rotacji musi być mały, aby ewentualne zmiany kształtu profilu nie przekraczały kilku procent. Kąt ten m oż­ na oszacować posługując się war­ tościami eksccntryczności orbit hi­ potetycznych planet Wolszczana, e - 0.02. Faktycznie 8/0 < 0.02, skąd wynika, żc kąt precesji osi rotacji 8 powinien być mniejszy od około 0.4°. Tak więc jedynym istotnym efektem precesji osi rota­ cji jest jeden dodatkowy obrót pul­ sara na około miliard obrotów, wynikający z wartości okresu pul­ sara P i jego pochodnej dP/dl. Do­ chodzimy więc do całkiem natu­ ralnego modelu, w którym oś rota­

cji wykonuje niewielką precesję o okresie rzędu 100 dni oraz oś ma­ gnetyczna dokonuje precesji wo­ kół chwilowej osi rolacji, z okre­ sem również około 100 dni. Nie­ trudno zauważyć, że może lo wy­ wołać efekty chronomclrażowe podobne do łych, które zaobser­ wował Wolszczan (rysunek).

Jak widać, z matematycznego punktu widzenia model ten jcsl identyczny z modelem planetar­ nym, w którym dwa, prawie koło­ we ruchy orbitalne rzutujemy na kierunek obserwacji. Na szczęście modele te są fizycznie odróżniał- ne. Grawitacyjne perluibacje orbit planet o współmiernych okresach powinny się uwidocznić jako rezo­ nanse w pomiarach chronomctra- żowych w ciągu najbliższych kil­ ku lal. Jeśli jednak ten test nic po­ twierdzi istnienia planet, wtedy pewnie zwrócimy się ku alterna­ tywnemu modelowi, który - w za­ rysach - starałem się tu przedstawić. Wydaje się, że model ten może być również testowany obserwacyjnie. Gradient polaryzacyjnego kąta pozycyjnego powinien wykazywać subtelne zmiany periodyczne o amplitudzie określonej przez d\y/dQ = sin207sin(-5°+0.4°) i okresie P t . Zaobserwowanie lego efektu może być trudne, ale z pewnością możliwe za kilka lat.

Wszyscy zapewne chcielibyś­ my aby planety Wolszczana zosta­ ły potwierdzone. Byłoby to odkry­ cie niezwykłej wagi. zarówno z astrofizycznego jak i filozoficzne­ go punktu widzenia, godne naj­ wyższego uznania. Jeśli planety rzeczywiście istnieją wokół pulsa­ rów milisekundowych, lo pewnie będziemy znali więcej takich obie­ któw, zanim test rezonansowy bę­ dzie mógł definitywnie rozstrzyg­ nąć o ich realności. Jeśli jednak efekty precesyjnc udają planety, przypadek PSR 1257+12 może na długo pozostać unikalnym. Wyni­ ka lo z faktu, że precesja osi rola­ cji jest bardzo mala i może się uwidocznić w danych chronome- trażowych tylko wtedy kiedy osie magnetyczna i rolacji są prawie równolegle, a to może zachodzić tylko w nielicznych przypadkach.

Nieco przedwczesne ogłoszenie o odkryciu planety przez Lyne'a i jego grupę miało zapewne wpływ na odkrycie dokonane przez Wol­ szczana. Oczywiście Wolszczan był znacznie ostrożniejszy od swo­ ich poprzedników i lepiej uzasad­ nił swoją planetarną interpretację. Miejmy więc nadzieję, żc nie bę­ dzie musiał jej odwołać. A nawet gdyby, to przecież odkrył on real­ ny efekt, niezależnie od lego czy są lo planety, czy skomplikowane ruchy wywołane precesją. A może odkrył i jedno i drugie?

Janusz C ii je s t wsptil*>rganivUo- r e m i d yrekto rem C e n tru m A s tm - n o m ii p r zy W SH w Z ie lo n e j C ó rze, sp ecja listą H d zied zin ie a str o fiz y k i p u lsa ró w . O becnie je s t styp en d ystą F u tu la ć ji llu m b o L U a w In s ty tu c ie K iu lio a stn u u m tii M a x a 1'lu n cka h1 Itimn.

Mała wartość kąta 8 powoduje, że residua fazowe można opisać prostym modelem, reprezentowanym przez powyższą formułę. Wartości okresów i prze­ sunięcia fazowe zostały dopasowane do pierwszej serii obserwacji Wolszczana.

Precesja - TAK!

Planety - NIE?

Ponieważ n a podstaw ie poprzednich

d ośw iadczeń przewidywana szan sa

su k cesu w ydaw ała się znikom a, trudno byłoby d ostać czas na teleskopie w ram ach normalnej procedury, a w ięc

pisania projektu, który przechodzi

przez sy stem surow ych recenzji. R ecen­ zenci decydują w tedy czy i ile czasu

obserwacyjnego się otrzymuje. Tym

razem pow stała u n ik aln a sytuacja, ż e ­ by taki ryzykowny projekt zrealizować bez pytania kogokolwiek .czy można?". W yszło to nadspodziew anie dobrze!

W w yniku tych obserw acji znalazłem dwa nowe pulsary. Okazało się, że

w okół jednego z nich krążą co najmniej dwie planety. Drugi je s t w tej chwili

najdokładniejszym próbnikiem teorii

grawitacji. Trudno sobie wyobrazić, przynajmniej w moim m niem aniu, le ­ psze żniwo takiego dziw nego splotu przypadków.

Ilustruje to słu sz n o ść przesłanki o znaczn ie większej liczebności pulsarów jak też potęgę teleskopu w Arccibo. Od­

kryto nim dotąd 8 pulsarów m ilisek u n ­ dowych w dysku Galaktyki, spośród w szystkich 9 zn an ych takich pulsarów poza grom adam i kulistym i.

- A ile z n ic h t y o d k r y łe ś ?

- Na m nie przypadają dwa, nie licząc

PSR 1534+12, tj. relatywistycznego

u kładu podwójnego, który nic je s t .k la ­ sycznym" pulsarcm m ilisekundowym . W grom adach k u listych zn an ych jest około 30 pulsarów (z tego 10 w 4 7 Tuc i 8 w M 15). W tym przypadku m aczałem palce w 10 czy 11 z tych odkryć. J e d ­ nakże, m iejsca n a niebie gdzie odkry­ łem owe dwa pulsary to bardzo ważny wynik, który w pow szcchncj opinii jak

gdyby blednie przy planetach, ale

astronom nie może go przegapić. A m ianow icie, że pulsarów m usi być znacznie więcej niż sądzono i m ożna

N ie m a na św iecie pism a, które by bardziej n ii Postępy A stro ­ nom ii, tyc zy ły naszym K olegom , polskim astronom om , pow o­ dzenia i sukcesów . Tym razem zdarza się sytuacja wyjątkowa: N IE Ż Y C Z Y M Y S U K C E SU nieplanetarnym m odelom zapro­ ponow anym dla w yjaśnienia obserwacji pulsara l ‘SK 1257+12 przez J a n u sza G ila oraz (w spólnie z A . D olginow em ) T om ka Stępińskiego. To je d n a k wspaniale, ie obaj przysłali nam teksty na tem at sw oich hipotez! Dla wątpiących jeszcze H' realność odkrycia W olszczana astronom ów , w nikliw a analiza tych teks­ tów będzie chyba najlepszą Z m ożliwych rekom endacją ... p la ­ net. W szyscy C zytelnicy m ogą być św iadkam i ja k najhardziej a u ten tyczn ej d ysku sji n a u ko w ej na tem at je d n e g o z najbardziej fa s cyn u ją cych od kryć ostatnich lat.

P

o odkryciu tej klasy, co o d ­ krycie planet, zazw yczaj przez najbardziej prestiżow e pe­ riodyki naukow e, przetacza się la ­ wina publikacji, w których autorzy prześcigają się oryginalnością p o ­ m ysłów i h ipo­

tez, popisują znajom ością fi­ zyki, a czasem tylko zwykłą elokw encją. R ecenzenci d o ­ puszczający te prace do druku, przejaw iają na ogól duży re­ spekt do wagi

poruszanego tem atu i ulegają n er­ w owej atm osferze W ielkiego W yścigu na zasadzie „a nuż coś w tym jest", l ak było choćby po o d ­ kryciu neutrin z supernow ej w W ielkim O błoku M agellana, kiedy to przypadło co najm niej k ilk a­ dziesiąt publikacji na jedną zareje­ strow aną cząstkę i to w bardzo krótkim czasie!

Tymczasem, po odkryciu W ol- sz c/an a, w zasadzie ... cisza! No może niezupełnie. W bardzo k ró t­ kim czasie po słynnej pracy W ol­ szczana i Fraila, ukazują się w N a ­

ture dw ie prace różnych grup a u ­

torów o charakterze niem al czysto ślusarsko-niebieskim (to bardziej pieszczotliw e określenie m echani­ ki nieba). W ykorzystując współ- m icm ość 3:2 okresów orbitalnych planet W olszczana, przew idują oni szybkie i m ierzalne w ciągu 2 —4 lat zm iany ich elem entów o rb ita l­ nych. Jak się w ięc w ydaje spraw a jest niezm iernie prosta - w ystar­ czy poczekać! I w iększość czeka. Po tym czasie pow inniśm y w ie­ dzieć w łaściw ie na pew no, że to są planety albo... No w łaśnie, m arg i­ nes na to „albo” w ykorzystują dw aj polscy astrofizycy i tw orzą jedyne chyba do tej pory m odele alternatyw ne do interpretacji p la ­ netarnej.

M odele zostały przedstaw ione na specjalnej konferencji pośw ię­ conej planetom wokół pulsarów . Poprosiliśm y obu autorów o napi­

sanie krótkich tekstów na ten tem at. Obaj potraktow ali spraw ę bardzo pow ażnie, a m y korzysta­ ją c z PR ZY W ILEJU , że Postępy

A stronom ii to jednak nie N ature

drukujem y je niemal bez zm ian na sąsiednich stro­ nach. O bydw a m o ­ dele są w łaściwie bardzo podobne i zakładają istnie­ nie zw yczajnej w yw oła­ nej asym etrią skorupy pulsara oraz (poniew aż planety są dw ie!) dodatkow o obrotu skorupy, w y ­ wołanej oddziaływ aniem (tarciem ) m iędzy skorupą i nadcicklym j ą ­ drem gw iazdy neutronowej.

Jeżeli chodzi o klasy­ czną precesję skorupy, każdy z autorów w czym innym doszukuje się ź ró ­ deł niezbędnej asym etrii. Janusz G il rozw aża o d ­ kształcenia skorupy przez pole m agnetyczne. T o ­ m asz Stępiński dyw aguje na tem at „trzęsień” pulsa­ ra (w ydaw ałoby się, że ta ­ kie procesy pow inny ra­ czej przyw racać sym etrię zgodną z aktualną w artoś­ cią m om entu pędu). J. Gil uczciw ie przyznaje, że w łaściw ie nie zaobserw o­ w ano do tej pory precesji żadnego pulsara.

Następnie, obaj autorzy dopatrują się „pływ ania” skorupy w raz z biegunami m agnetycznym i po p o ­ wierzchni nadcieklego j ą ­ dra, przy czym Januszow i G ilow i w ystarcza, że j ą ­ dro rotuje odpow iednio szybciej niż skorupa, a Tom ek Stępiński dom aga się jeszcze nachylenia osi rotacji jąd ra i skorupy. Z upełnie kuriozalny w y­ daje się uzyskany przez tego ostatniego (jeśli nie m a pom yłki w nadesłanym tekście) wynik, że

osie te są ... prostopadłe (sic!). A utor sam zauw aża jednak, że ta r­ cie m iędzy skorupą i jądrem ra­ czej w szybkim czasie (pulsary m ilisekundow e są bardzo stare) pow inny likw idow ać precesje obydw u rodzajów!

Janusz G il wywodzi okres tej drugiej precesji ze stosunku m o­ m entów bezw ładności skorupy i całego obiektu. Budzą jednak w ąt­ pliw ości ow e „całkiem realistycz­ ne rachunki” , gdyż zdają się w y­ m agać m asy i grubości skorupy trudnej do zaakceptow ania we w spółczesnej teorii budow y g w ia­ zdy neutronow ej.

K ażdy z autorów dodatkow o dom aga się spełnienia specjalnych warunków geom etrycznych, co ma jednocześnie w yjaśniać, że obser­ w ujem y tylko jed n eg o pulsara z takim dziw nym chronom etrażem . Dipol m agnetyczny pulsara S tę­ pińskiego pow inien w irow ać p ro ­ stopadle do kierunku do obserw a­ tora (tak by m ogły być widoczne błyski z obu biegunów m agnetycz­ nych), a pulsar G ila wprost p rze­ ciw nie: zarów no oś rotacji jak i oś m agnetyczna m usiałyby być skie­ rowane w kierunku obserw atora. W tym drugim w ypadku, w ynika to z - oryginalnego zresztą - sp o ­ strzeżenia autora, że residua mogą osiągnąć wtedy w artość bliską po­ łow y okresu. Z auw ażm y jednak, że faktycznie wartość połow y o k ­

resu osiągają one dopiero po d o d a­ niu trzeciej (w ciąż niepew nej) p la ­ nety. Ta trzecia planeta w ydaje się

ju ż w ogóle nic do przełknięcia w żadnym z m odeli nicplanctam ych.

D ziw nie rów nież w ygląda do- S; pasow anie zrobione przez Janusza Gila. W ychodząc z założenia, że residua osiągają połow ę okresu, dzieli ten odcinek czasu solidarnie na połow ę (czyli P/A => 1.55 m s, ho podczas gdy planety W olszczana dają zrzutow ane wartości wielkich : pólosi orbity pulsara równe odpo­ w iednio 1.31 i 1.41 ms św ietlnej) i g dopasow uje częstości i prze- : sunięcia fazow e dw óch sinusoid. O czyw iście w wyniku dostaje okresy planet W olszczana, tylko S m niej dokładnie! Jeszcze dziw ­ niejsze są wyniki uzyskane p r / c / T om ka Stępińskiego, gdzie otr/.y- KJ m ane okresow ości precesji i obro- g::i tu skorupy w zględem jąd ra w yno- gs szą odpow iednio 205 i 428 dni, a : w ięc okresow ości FA K TY CZN IE obserw ow ane m uszą być skom pli- Ś kow anym sprzężeniem tych ostatnich z okresem pulsara.

W reszcie bardzo trudno podzie­ lić optym izm obydw u autorów , że „zgodność |ich] m odeli jest p rak­ tycznie taka sam a jak dla modelu planetarnego”. Dla porów nania z i m odelem Stępińskiego i D olgino- g wa Czytelnikow i w ystarczy /a - ii pew ne jeden rzut oka na pokazany obok rysunek zm ian okresu z pra- i; cy W olszczana i Fraila. W arto przy okazji zaznaczyć, że zm ien­ ność okresu jest raczej „ilustracją" okres się znacznie g m niej dokładnie niż re­ sidua. Natom iast na ;g rysunku p rezentow a­ nym przez Janusza G ila, w iele residuów posiada odchyłki od proponow anego m o ­ delu przekraczające 0.1 -0 .2 m s, podczas gdy tylko kilka z ponad czterech tysięcy (!) oryginalnych obserw a- W olszczana (rysu­ nek) ledw ie przekracza 0.05 m s przy dopaso- ig waniu do modelu p la ­ netarnego! Odchyłki w m odelu planetarnym g praktycznie pokryw ają g się z ograniczeniem stosow anej m etody.

N ajpraw dopodob­ niej obydw a nieplane- tam ę m odele są zle. g Ale taka w łaśnie jest 8 praw dziw a nauka. Po- g sługując się słowami g sam ego odkryw cy PSR 1257+12 „napraw dę g trudno sobie w yobrazić g m echanizm , który by tak d oskona­ le udaw ał planety - przyroda nie je st aż tak złośliw a!” . (m) g

Planety

-TAK!

U góry, zm iana okresu PSR 1257+12 z d o ­ pasowanym m odelem planetarnym - p o ­ równaj z rysunkiem na str. 59. Poniżej, resi­ d ua dla m omentów nadejścia inpulsów w modelu planetarnym - porównaj z rysun­ kiem na str. 55. (wg p racy Wolszczana i Fraila, Nature 355, 145)

niż w ynikiem : m ierzy