Где-то в нашей Галактике прямо сейчас мёртвая звезда совершает 716 оборотов в секунду. Она весит больше Солнца, умещается в границах Москвы — и тикает точнее любых часов, созданных человеком.

Это пульсар — быстро вращающаяся нейтронная звезда. И он был бы отличной выдумкой, если бы не существовал на самом деле.

Когда астрономы впервые поймали его сигнал, они на полном серьёзе допустили, что это послание инопланетян. Регулярные импульсы, идеальный ритм, никаких помех — природа так себя не ведёт. Или всё-таки ведёт?

Как рождается пульсар — маяк в космосе

Пульсар — это быстро вращающаяся нейтронная звезда, которая выбрасывает узкий пучок излучения. Нейтронная звезда — остаток массивной звезды после взрыва сверхновой: ядро сжимается до размеров города, сохраняя массу, сопоставимую с солнечной.

Диаметр такого объекта — около 20 километров. Плотность — чайная ложка вещества весила бы миллиард тонн. Примерно тысяча гружёных авианосцев в объёме наперстка.

Пучок излучения вырывается из магнитных полюсов и метёт по пространству, как луч маяка. Земля попадает в него раз за разом — отсюда характерное «мигание» и название.

Открытие, за которое не дали Нобелевку: история Джоселин Белл Бёрнелл

1967 год. Аспирантка Кембриджа Джоселин Белл Бёрнелл анализирует данные радиотелескопа и обнаруживает сигнал, повторяющийся каждые 1,337 секунды. Слишком ритмично для шума. Слишком регулярно для известных источников.

Команда в шутку назвала находку LGM-1 — Little Green Men, «маленькие зелёные человечки». Пока не нашли второй такой же сигнал с другой стороны неба. Два источника — значит, природное явление, а не цивилизация.

Слово «пульсар» придумал журналист в 1968 году. Нобелевскую премию 1974 года получили научный руководитель Белл и его коллега — но не она. Этот скандал в астрономическом сообществе не утих до сих пор.

Почему миллисекундные пульсары точнее атомных часов

Лучшие миллисекундные пульсары уходят на одну секунду примерно за 300 миллионов лет — примерно столько же, сколько атомные часы. Некоторые пульсары их превосходят.

Миллисекундные пульсары образуются в двойных системах: нейтронная звезда поглощает вещество соседней звезды и постепенно раскручивается. Астрофизики называют их рециклированными. Рекордсмен — PSR J1748−2446ad — делает 716 оборотов в секунду. Лопасти блендера крутятся примерно в семь раз медленнее.

Для наглядности — краткое сравнение нескольких известных пульсаров:

Некоторые такие пульсары старше Солнечной системы — и всё ещё тикают как часы.

Адрес Земли, написанный пульсарами

В 1977 году на борт «Вояджера-1» и «Вояджера-2» положили золотые пластинки со схемой расположения 14 пульсаров относительно Солнца. Это наш космический адрес для тех, кто когда-нибудь найдёт зонд.

Логика простая: у каждого пульсара — свой период, своё положение, своя «подпись». Любая достаточно развитая цивилизация сможет по этой карте найти нашу звезду. Не координаты — навигационные маяки.

Это не просто красивый жест. NASA уже тестирует космическую навигацию по пульсарам: проект NICER работает на МКС с 2017 года. Зная точные периоды нескольких пульсаров, можно определить положение аппарата с точностью до 5 километров в любой точке Солнечной системы — что особенно важно для дальних миссий, где сигнал с Земли идёт часами.

Как пульсары помогают обнаруживать гравитационные волны

В 2023 году сразу несколько международных коллабораций объявили о том, чего ждали десятилетия. Сети радиотелескопов следили за десятками миллисекундных пульсаров одновременно — и зафиксировали слабые отклонения в их ритме. Не поломку, не помехи — гравитационные волны.

Не точечные всплески от столкновения чёрных дыр, как фиксирует LIGO, а фоновый гул всей Вселенной. Бесчисленные пары сверхмассивных чёрных дыр, сближающихся в центрах галактик, создают низкочастотную рябь пространства-времени. Она слегка сжимает и растягивает расстояния между нами и пульсарами — и пульсары это чувствуют.

Сегодня известно около 3300 пульсаров. В Млечном Пути их, предположительно, больше миллиарда — просто большинство смотрят не в нашу сторону. Мёртвые нейтронные звёзды-маяки, которые мы не видим, но которые исправно тикают в темноте уже миллиарды лет.

Если мы когда-нибудь отправим корабль к другой звезде, ориентироваться он будет именно по ним.