Знание-сила, 2006 № 04 (946)

Так вот что там вспыхивает!

Когда американские военно-космические спутники в 1967 году впервые зафиксировали в небе загадочные короткие всплески гамма-излучения, это открытие было туг же засекречено — полагали, что это следы испытания какого-то неведомого советского оружия массового уничтожения. В 1973 году секретность была снята, и сегодня, четыре десятилетия спустя, ученым уже «давно известно», что гамма-вспышки приходят из глубин космоса и распадаются на два типа — просто короткие, длящиеся 2 секунды и более, и очень короткие, средней продолжительностью около 0,3 секунды. Разумеется, на Землю приходит лишь ничтожная часть всей энергии вспышки (как, например, и ничтожная часть всей энергии, излучаемой Солнцем), но судя по этой порции, вся энергия вспышки в сотни тысяч раз больше энергии, излучаемой Солнцем за то же время. Понятно, что вопрос о том, что может быть источником столь чудовищного единовременного выброса энергии, заинтересовал ученых сразу же после того, как стало ясно, что вспышки имеют космический характер. Вопрос имел отчасти и прагматический характер — не рискуем ли мы, на Земле, стать жертвами такой вспышки, если она произойдет «но соседству»?

Сегодня можно с большей или меньшей уверенностью сказать, что не рискуем. Гамма-вспышки оказались связанными с такого тина объектами, какие в наших космических окрестностях не водятся. И то легче. Но что же это за объекты? Что это там вспыхивает?

Раньше всего были отождествлены источники более длительных вспышек. Хотя предварительное наблюдение за ними, понятно, невозможно (поди угадай, где оно вспыхнет), а сами они, как уже сказано, длятся секунды, оставляя по себе лишь короткое послесвечение, в 1997 году удалось обнаружить на месте недавней вспышки взорвавшуюся звезду типа IC-сверхновой. Так астрономы называют звезды в 10-100 солнечных масс, исчерпавшие ядерное топливо в своих недрах и поэтому провалившиеся в образовавшуюся внутри пустоту, породив черную дыру или сверхмассивную нейтронную звезду. Если такая звезда к тому же быстро врашадась перед смертью, она при коллапсе выбрасывала струи движущегося с огромной скоростью вещества, внутри которого при его движении рождались гамма-лучи фантастической мощности. Эти специфические сверхновые получили название гиперновых звезд и сегодня считаются главным источником более длительных гамма-вспышек.

Не так давно в далеком космосе был обнаружен еще один, весьма диковинный источник мощного гамма-излучения, который получил название «микроблазар». Просто «блазаром» именуют черные дыры, находящиеся в активных центрах далеких галактик и выбрасывающие обычные для черных дыр релятивистские (то есть близкие к скорости света) струи вещества точно в направлении Земли. Соответственно микроблазаром такое образование должно называться, если оно много — в миллионы раз — меньше обычного блазара.

Такие черные дыры, как правило, имеют небольшую массу, порядка звездной (для сравнения скажем, что черные дыры, ответственные за процессы, идущие в активных центрах больших галактик, имеют массы в миллионы солнечных масс), но и этого хватает, чтобы их струи порождали гаммы-выбросы огромных энергий. Примерно такую же массу имеют черные дыры, остающиеся на месте взрыва гиперновых звезд, но они, как мы уже видели, выбрасывают гамма- лучи взрывообразно, то есть в виде вспышки, тогда как микроблазары — непрерывно, черпая необходимую для этого энергию из всасываемого в черную дыру окружающего звездного вещества.

Точный механизм всех этих энергетических превращений астрофизикам еще далеко не ясен, но их понимание постепенно продвигается. Последнее открытие в этой области сделано в конце 2005 года. Оно решило, наконец, загадку происхождения самых коротких гамма-вспышек. В серии опубликованных в журнале «Nature» статей, четыре группы астрономов, исследовавших две последние короткие гамма-вспышки (9 мая и 9 июля 2005 года), показали, что мощность этих вспышек была примерно в 100 раз меньше средней мощности длительных вспышек. Это отлично согласуется с так называемой «моделью слияния», согласно которой именно такого масштаба энергия должна излучаться при слиянии двух нейтронных звезд с образованием черной дыры. Или же, может быть, при слиянии нейтронной звезды с черной дырой — тоже годится. Дальнейшее изучение поможет «ненужное зачеркнуть».

Занятно, однако, что уже сейчас очевидно, что одним из наиболее частых процессов, идущих в далеком космосе, является процесс с участием нейтронных звезд и черных дыр, больших и маленьких, а сигналом всех этих процессов как раз и являются всевозможного типа выбросы гамма-излучения. Гигантские катаклизмы, оказывается, непрерывно происходят в небе, которое так тихо сияет над нами по ночам тысячами робко дрожащих звездочек. А мы тут живем, ничего не знаем... Ну, ничего, теперь будем знать.

Апександр Грудинкин