На рубеже 60–70‑х годов прошлого века люди редко задумывались о космических катаклизмах. Тогда их значительно больше интересовали проблемы земные. В ходу была знаменитая байка о том, что накопленного ядерного потенциала хватит на то, чтобы шесть раз разрушить Землю.
Именно тогда США запустили серию автоматических космических аппаратов «Вела». Это были спутники-шпионы, отслеживавшие всплески гамма-излучения, которыми сопровождались ядерные взрывы. Первые же данные со спутников превзошли все ожидания: гамма-всплески фиксировались один за другим с периодичностью примерно раз в месяц. За несколько лет накопились данные о 70 случаях. Однако на смену радости быстро пришло недоумение. Это же насколько экономически мощным должен был быть Советский Союз, а больше этим заниматься было некому, для того чтобы выдерживать столь напряженный график дорогостоящих испытаний. И при этом окружать их такой завесой секретности, что о проведенных взрывах ничего не ведали самые информированные агенты. Дело осложнялось тем, что установленные на «Велах» приборы не могли даже приблизительно определить источник всплеска. Они только фиксировали то, что он где‑то произошел, а случилось это на Земле, на Луне или в какой‑либо другой точке космического пространства — сие было абсолютно неизвестно.
Только в начале 70‑х, сравнивая данные, полученные от разных спутников, удалось точно установить, что практически все эти всплески имели космическое происхождение. В 1973 году американский ученый Рэй Клебесадел опубликовал первую работу, в которой поведал миру о гамма-всплесках. Хотя ведать было пока особо не о чем, разве что только о том, что таковые существуют, а откуда они берутся и что обозначают, Бог ведает.
После того как астрономы научились примерно определять области, в которых происходили вспышки, а длились они от нескольких секунд до нескольких минут, попытались разглядеть их источники. Не тут‑то было: развернутые в нужную сторону телескопы не находили ровным счетом ничего. Максимум, на что натыкались искатели, — какая‑нибудь удаленная от нас на миллиарды световых лет галактика. Но если гамма-всплески рождались в их недрах, то это обозначало, что их мощность просто чудовищна. За одну секунду такой источник выбрасывал бы энергии больше, чем целая галактика за годы бесперебойной работы. Если бы подобный всплеск произошел на расстоянии 10 световых лет от нашей планеты, он был бы для нас эквивалентен взрыву 40 млрд атомных бомб, сброшенных на Хиросиму.
Полная видимость
Но и в то, что происходят они поблизости, верилось слабо. Одним из доказательств того, что случается это в основном за пределами нашей Галактики, было отсутствие слабых всплесков. Если, например, глядя в подзорную трубу, вы видите тысячу звезд, то логично будет предположить, что с помощью в два раза более мощной трубы вы можете таких звезд разглядеть в два раза больше. А если воспользоваться телескопом, мощность которого будет равна мощности ста ваших труб, количество видимых светил будет выше на два порядка. А вот в случае с гамма-всплесками такой фокус не проходит. Увеличение чувствительности гамма-детекторов не дает существенного увеличения количества обнаруживаемых всплесков. Это значит, что мы сидим в центре сферы, внутри которой эти гамма-всплески распределены абсолютно однородно, и за ее пределами их просто нет. Самый близкий из зарегистрированных на данный момент всплесков произошел в одной из соседних галактик на расстоянии примерно 400 млн световых лет. Самый далекий — 13 млрд тех же лет, что сопоставимо с границами Вселенной. Большинство же всплесков происходят на так называемых космологических расстояниях — свыше 10 млрд световых лет.
За тридцать лет ученые так и не смогли точно понять, что является источником гамма-всплесков. В середине 80‑х астрономы даже шутили, что число теорий о происхождении всплесков превышает число известных гамма-всплесков. Астрофизик Мичиганского технологического университета доктор Роберт Немиров в одной из своих работ опубликовал список из ста теорий возникновения этого явления. В нем в качестве источников рассматривались и гибель черных дыр, и столкновения галактик, и взрывы маленьких сингулярностей (мини-прототипы Большого взрыва, в результате которого образовалась наша Вселенная), и даже обычные кометы. Однако сейчас астрофизики всерьез рассматривают только две гипотезы. С их точки зрения, такие всплески могут произойти либо при взрыве гигантской сверхновой (астрономы называют их «гиперновыми»), либо при столкновении двух нейтронных звезд. В обоих случаях на выходе получается черная дыра, которую разглядеть практически невозможно. Отличаются взрывы тем, что в случае гиперновой они должен быть гораздо «грязнее», чем при столкновении «нейтронок». Вместе с гамма-лучами взорвавшаяся звезда выбрасывает в космос свою оболочку, которая уносится от нее со скоростью от 10 000 до 30 000 км/с. Нейтронные же звезды такого «мусора» не производят. Их столкновение отличается почти идеальной экологической чистотой.
Интересно, что при слиянии двух черных дыр или при поглощении черной дырой нейтронной звезды такого же колоссального эффекта не получается. Дыра просто не отпускает от себя всю эту энергетическую массу, втягивая ее в себя безразмерной и всепоглощающей гравитацией.
Откуда грозит погибель
В нашей Галактике уже найдены три пары подходящих нейтронных звезд, которые рано или поздно сольются в смертельном поцелуе. Смертельном для всех объектов, расположенных от них на расстоянии нескольких тысяч световых лет. К счастью, ближайшая из этих пар сольется, по расчетам, лишь через 220 млн лет. Однако нейтронные звезды сложно обнаружить. Они очень малы, всего 10–20 км в диаметре. Так что такие незамеченные опасные пары вполне могут в любой момент неожиданно «рвануть» у нас под самым боком.
Гораздо легче найти звезду, которая может стать гиперновой. Такую не заметить трудно. Самый реальный кандидат на эту роль — звезда Эта из южного созвездия Киль. Она в сто раз тяжелее нашего Солнца. Диаметр ее ядра равен трем световым месяцам, а внешней оболочки — двум световым годам. В XIX веке она вдруг резко засияла и стала на нашем небосклоне второй по яркости после Сириуса. Так она светила около 20 лет, после чего угасла и пропала для не снабженного хотя бы биноклем наблюдателя. Но за последние десятилетия она опять разгорелась, и ее опять стало видно невооруженным глазом. В самом конце прошлого тысячелетия астрономы, направив на Эту Киля космический рентгеновский телескоп Чандра, обнаружили, что центр звезды сотрясают гигантские взрывы и от нее разлетаются ударные волны. Это, скорее всего, обозначает, что звезда уже бьется в предсмертных конвульсиях.
Что с нами будет. Про то, что случилось бы, если бы взрыв произошел на расстоянии 10 световых лет, мы уже говорили. Если бы он произошел на расстоянии порядка 1000 световых лет, последствия были бы для нас более мягкими. Тогда полученное Землей излучение было бы равноценно одной Хиросиме на квадрат со стороной 10 км. Девять атомных бомб для территории Москвы. И так по всей повернутой к всплеску половине планеты.
Если взрыв произойдет на расстоянии до 10 000 световых лет, последствия будут не столь ужасными. Возможно, кто‑то при таком раскладе даже останется в живых. Сценарий будет выглядеть следующим образом. Пробив магнитное поле Земли, поток гамма-лучей обрушится на Землю. Высокоэнергетичное гамма-излучение разобьет содержащийся в воздухе азот (его в нашей атмосфере 77%) на отдельные атомы. Атомарный азот вступит в реакцию с кислородом, в результате чего получится окись азота. Она, в свою очередь, начнет разрушать озон, образуя диоксид азота. После уничтожения озоновой защиты планеты на нас обрушится поток космической радиации, который будет «зачищать» ее поверхность в течение нескольких лет. Диоксид азота, из которого будет в основном состоять новая атмосфера, — токсичный бурый газ. Приток солнечного света к поверхности планеты уменьшится примерно вдвое. Наступит новый ледниковый период. Даже если человечество переживет эти катаклизмы, не задохнется и сумеет спрятаться от радиации, оно погрузится в лучшем случае в средневековое состояние, а в худшем — в каменный век. Ибо численность его сократится в тысячи раз, а все без исключения машины и механизмы, хоть как‑то связанные с электроникой, выйдут из строя.
А теперь внимание: от Земли до Эты Киля 7500 световых лет.
Всплески зажигают
Самые мощные из известных на сегодня гамма-всплесков выбрасывали за секунду 10 в 54 степени эрг энергии только в гамма-лучах. А между тем источники этих всплесков «светят» еще и в рентгеновском, и в радио-, и в оптическом диапазонах, испускают огромные количества нейтрино и тому подобное. Для того чтобы вы поняли, что такое 10 в 54 степени эрг сообщим: такую энергию, причем не только в гамма-, а во всех диапазонах вместе, обычная галактика испускает примерно за тысячу лет нормальной работы, а такая звезда, как наше Солнце, не вырабатывает такого количества за всю жизнь. Более того, его не выделят за многие миллиарды лет жизни сто таких звезд, как наше светило.
Сами неместные
В то, что гамма-всплески настолько мощны, верилось с трудом, поэтому ученые долго предполагали, что происходят они где‑то не так далеко, в пределах нашей Галактики. А поскольку она относительно плоская и представляет собой дискообразную спираль с шарообразным центром, то и источники гамма-всплесков должны были располагаться в основном в плоскости Галактики. Но наблюдения показали: источники всплесков располагались на небосклоне изотропно, то есть совершенно равномерно. В любом направлении частота их появления была приблизительно одинаковой. После того как астрофизики NASA подняли на орбиту автоматическую гамма-обсерваторию со специальным прибором БАТСЕ, предназначенным для фиксации и определения местонахождения гамма-всплесков, такие катаклизмы стали фиксироваться каждые сутки. И никаких признаков какой‑то их особой концентрации в отдельных местах.
Записки Свифта
Сейчас главным охотником за гамма-всплесками является запущенная в 2004 году космическая обсерватория Свифт. Так она называется вовсе не в честь автора книг про Гулливера, а от английского наречия swift — «быстро». Машинка эта действительно быстрая: зафиксировав гамма-всплеск, она способна за считаные секунды развернуться, направив все свои телескопы в сторону предполагаемого объекта, для того чтобы успеть запеленговать взрыв не только в гамма-, но и в обычном, видимом, и рентгеновском диапазонах. Кроме того, Свифт моментально передает координаты всплеска на Землю, и не на какой‑то отдельный телескоп, а в интернет, в открытый доступ, чтобы любой земной астроном смог навести свою трубу на нужный участок. За неполных два года работы он позволил людям собрать о гамма-всплесках столько информации, сколько они не собирали за предшествовавшие его запуску четверть века охоты.
Киллер галактического масштаба
Астрофизик из Канзасского университета в Лоуренсе Эдриан Мелотт считает, что причиной Ордовикской трагедии, когда 443 млн лет назад на Земле вымерло 70% животных, был мощный гамма-всплеск, произошедший где‑то в нашем районе Галактики. Он же стал причиной резкого похолодания, произошедшего в конце довольно теплой ордовикской эры, перешедшей в длительный ледниковый период. Догадку ученого косвенно подтверждает следующий факт: вымерли именно те животные, которые жили на суше или неглубоко под водой, глубинные же пережили этот катаклизм почти без потерь. Доктора Джон Скейло и Крейг Уилер из Техасского университета в Остине говорят, что гамма-всплески примерно каждые пять миллионов лет оказывают на земную биосферу сильное влияние, существенно зачищая ее флору и фауну.
SGR 1806-20 — убийца
27 декабря 2004 года, на следующий день после того, как индонезийское цунами убило более ста тысяч человек, в нашей Галактике была зафиксирована относительно слабая гамма-вспышка. «Полыхнул» объект SGR 1806–20, магнитная нейтронная звезда, называемая астрономами «магнетаром». Это один из самых слабых видов гамма-всплесков, «софт гамма репитер». Энергия вспышки составила примерно 10 в 48 степени эрг. Примерно столько Солнце вырабатывает за 150 000 лет работы. Несмотря на то что объект находился от нас на прямо противоположном краю Галактики, на расстоянии примерно 50 000 световых лет, яркость его на десятую долю секунды превысила яркость Луны. Энергия долетевшего до Земли излучения была такой, что у метеозависимых людей весь день потом раскалывалась голова, а все повернутые в его сторону космические обсерватории на некоторое время просто ослепли. Зафиксировать вспышку удалось находившемуся «в земной тени» американскому аппарату «Винд», снабженному российским детектором «Конус», причем детектор засек уже отражение гамма-потока от Луны.
Место встречи
Взрыв объекта SGR 1806–20 в 2004 году был зафиксирован уже через три десятилетия после того, как люди впервые узнали о явлении гамма-всплесков, и сделал весьма неубедительным заявление многих ученых о том, что такие происшествия случаются в галактиках раз в миллионы лет. Скорее всего, происходят они значительно чаще. Просто человечеству повезло и предыдущие взрывы происходили на относительно безопасных, в десятки тысяч световых лет от нас, расстояниях. Доказано: туманность, известная нам как W49B, есть не что иное, как следы произошедшего в этом месте несколько тысячелетий назад гамма-всплеска. W49B — это всего 35 000 световых лет от Земли, другой конец Галактики (ее диаметр — примерно 100 000 световых лет). Но всплески могут произойти поближе и быть помощнее. Тем более что подходящие кандидаты на роль источников таких всплесков у нас имеются.
Все права на данный материал принадлежат журналу «Идея Икс». При перепечатке обязательна ссылка на журнал «Идея Икс» и сайт AIF.RU
Смотрите также:
- Не грызите ручки. В Псковскую область снова пришел «свиной грипп» →
- Светлые стороны есть и у плохого настроения →
- Счастливых россиян стало меньше →