Львиной долей того, что известно нам об устройстве Вселенной, мы обязаны радиоастрономии. Огромные параболические тарелки-приемники, собирающие сигналы из пустоты, стали привычной деталью загородного пейзажа. И все они — результат случайного открытия, побочный продукт борьбы за выживание в первые годы Второй мировой войны. По правде говоря, примерно десятью годами раньше их появление предугадал некто Карл Янский — когда он, сотрудник американской компании Bell, искал причины атмосферных помех при радиосвязи. Янский обнаружил, что сила шумов заметно колеблется с периодом около суток, и интуиция подсказала ему, что этот период следует измерить с максимальной точностью. В итоге он сделал настоящее открытие: оказалось, что этот период — 23 часа 56 минут — совпадает с периодом обращения Земли по отношению к неподвижным звездам. Источник помех, следовательно, находится вне Солнечной системы и, похоже, спрятан где-то в Млечном Пути. Это смог подтвердить космолог-любитель Гроте Ребер — он специально построил параболический приемник в своем саду в Уитоне, штат Иллинойс, чтобы выяснить, откуда исходит обнаруженный Янским сигнал. Исследования эти тогда не заинтересовали астрономов, и еще десятилетие в космогонии ничего не менялось.
Млечный путь – галактика, которую мы можем смело назвать своим домом: в ней располагается Солнечная система
Карл Янский – американский физик, которого по праву называют основоположником радиоастрономии
Но вот наступил 1942 год. Многие физики в то время занимались оборонными исследованиями. Среди них был и Дж. С. Хей. В его задачи входило улучшение работавшей со сбоями системы радаров Британской армии. Тогда английские ученые оказались вовлечены в особое состязание с немцами: кто искусней исказит чужой сигнал или помешает ему достигнуть адресата. Хей буквально загорелся этой работой.
Неплохая подготовка, сверхважный оборонный заказ и интригующие условия работы — все это подпитывало мой энтузиазм.
Военные судна «Гнайзенау» (слева) и «Шарнхорст» (справа)
Весь 1941 год враги, из разу в раз все активней, пытались создать помехи нашим радарам. Военное министерство опасалось, как бы они не сделались окончательно бесполезными. 12 февраля 1942 года через Ла-Манш практически незамеченными прошли два немецких военных судна, «Шарнхорст» и «Гнайзенау«. Англичане обнаружили их только тогда, когда атаковать врага было уже поздно и бессмысленно. Вся операция сопровождалась помехами, наведенными с берегов Франции. Этот случай заставил военных чиновников серьезнее отнестись к борьбе с радиопомехами. Чтобы разобраться с такой нелегкой проблемой, они обратились за помощью к Армейской группе операционных исследований. Изучение помех трудно назвать самой интересной темой для исследований. Скорее, наоборот. Тем не менее на вызов следовало ответить, и я с готовностью принял предложение стать ответственным за анализ помех на армейских радарах, а также давать консультации по мерам противодействия. Вместе с офицерами мы составляли инструкции для операторов радаров и организовывали систему незамедлительных отчетов. Передвижную «помехонаблюдательную» лабораторию из стратегических соображений разместили на утесах Довера и укомплектовали членом моей группы. Мне отводилась особая роль — гражданского специалиста на ключевой позиции в армейской системе, а работа оказалась не только не скучной, но даже захватывающей: любой мой совет срочно рассматривали в специальной Противовоздушной комиссии и в самом Военном министерстве.
27 и 28 февраля 1942 года во множестве отчетов из самых разных областей страны одновременно сообщалось, что противовоздушные радары с рабочей длиной волны 4 и 8 метров днем испытали серьезные помехи и что невероятная интенсивность помех сделала дальнейшую работу радаров невозможной. К счастью, в тот момент не происходило никаких авианалетов, но тревогу все равно объявили всюду, где был замечен новый вид помех. Осознав, что направления максимальной интерференции, зафиксированные операторами, повторяли маршрут Солнца на небе, я немедленно позвонил в Королевскую обсерваторию в Гринвиче, чтобы узнать, не стряслось ли чего-нибудь экстраординарного с солнечной активностью. Мне сообщили, что хотя и шел всего второй год (если отсчитывать от минимума) одиннадцатилетнего солнечного цикла, но, однако, на Солнце появилось невероятно активное пятно, которое медленно пересекало солнечный диск, а 28 января оказалось на центральном меридиане. (Солнечные пятна путешествуют за счет вращения Солнца вокруг своей оси, они — сильные магниты, хотя Солнце в целом — слабый магнит.) Мне стало ясно, что Солнце должно излучать электромагнитные волны — ничем иным объяснить совпадение направлений нельзя — и что источник этих волн лежит в зоне активного пятна. Я знал, что магнетронные установки генерируют сантиметровые радиоволны (то излучение, которое, отражаясь от самолета, позволяет радару его заметить) за счет электронов, движущихся в килогауссовых магнитных полях. Тогда, размышлял я, почему бы зоне активного пятна — с ее огромными запасами энергии и умением испускать потоки частиц, таких как ионы и электроны, — в магнитном поле порядка ста гауссов не порождать метровое излучение?
Когда я написал статью с изложением деталей происшествия, мой начальник Б. Ф. Дж. Шёнланд вспомнил про открытие Янским галактического радиошума, но с этим открытием я прежде не был знаком. Поразительно, но некоторые радиофизики, занятые изучением ионосферы и проблем связи, отнеслись к моим выводам с недоверием. Им было трудно допустить, что такие мощные всплески активности остались незамеченными в прежние десятилетия, когда радиофизика уже вовсю развивалась.
Для относительного новичка в этой области было едва ли не наглостью представлять статью про явление большой мощности, связанное с радио, на Солнце.
У открытия мощного радиоизлучения со стороны Солнца было много общего с открытием Янского, который обнаружил радиошум в космосе. Оба были примерами наблюдений, сделанных с определенной целью, но указывающих на прежде неизвестное явление. В обоих случаях целью было изучить разновидности интерференции, ограничивавшие эффективность какой-нибудь системы.
Сегодня лаборатории Белла – это целый городок, где живут и трудятся тысячи ученых
Работам Хея и похожим результатам, полученным в лабораториях Bell независимо от него, но чуть позже, пришлось ждать публикации до конца войны. Хей предполагает, что в ошибке прежних исследователей, которым не удалось зафиксировать столь явное и заметное излучение Солнца в период появления активных пятен, которое, говорит он, «буквально кричало, чтобы его заметили», виновата распространенная тогда догма: никто не слеп настолько, чтобы не увидеть очевидного. Один только астроном-любитель подобрался к этой теме вплотную в 1938 году.
Найти на unnatural: Послание из космоса