Тайны открытий XX века

Волков Александр Викторович

Всполохи вновь рождаемых звезд ярко осветят опустевшую, холодную Землю. Впрочем, кто знает? Возможно, жизнь уцелеет и в этих катастрофах, приняв новое обличье, перебравшись туда, где ей ничто не будет угрожать.

В бореньях с Gamma Ray Bursts…

Но столкновение галактик — не единственная опасность, которая угрожает жизни на Земле. Еще в конце шестидесятых годов американские астрономы обнаружили, что время от времени космическую даль прорезают мощнейшие вспышки гамма-излучения — Gamma Ray Bursts. Поначалу явления эти казались сравнительно редкими: за десять лет наблюдений удалось заметить

около семидесяти вспышек. Однако столь скудная статистика объяснялась лишь «слепотой» наших приборов. За гамма-вспышками никто не наблюдал специально. Их случайно фиксировали спутники, следившие затем, как военные в СССР соблюдают соглашения об испытании атомного оружия. Впоследствии гамма-телескопами стали оборудовать советские и американские космические станции и зонды. Однако странные молнии вспыхивали порой лишь на считанные доли секунды, и их природу нельзя было понять.

Всерьез ученые занялись гамма-вспышками лишь около пятнадцати лет назад, после запуска в Космос в 1991 году Ком-птоновской обсерватории. Феномен гамма-вспышек был открыт практически заново. Теперь астрономы регистрировали их ежедневно: порой по три раза на дню в различных уголках Вселенной случались эти таинственные катастрофы. Их яркость была в миллиарды миллиардов раз выше, чем яркость Солнца. Особенно грозной оказалась январская вспышка 1999 года; ее источник был в 10¹⁹ (десять в девятнадцатой степени) раз мощнее Солнца! Что порождало такие вспышки? Что было источником их энергии?

Уже в первой половине девяностых годов стало ясно, что никаких четко очерченных зон, где наблюдаются вспышки, нет. На картах, составленных учеными, источники смертоносных гамма-лучей равномерно распределялись по всей нашей Вселенной. Область их происхождения, словно облаком, окутывала мироздание. По ту сторону «облака» царил полный покой. Быть может, гамма-вспышки были «маяками», зажженными на краю мироздания, там, где кончалась даже бесконечность?

Чаще всего астрономы связывают «странные маяки» с нейтронными звездами, накопившими громадную энергию за счет гравитации. Возможно, эти жуткие молнии вспыхивают, когда нейтронная звезда исчезает в чреве огромной черной дыры. Проваливаясь в бездну, она бросает последний луч, удивительным заревом освещая Вселенную.

^{В 2004 году к наблюдению за гамма-вспышками приступила космическая обсерватория НАСА «Свифт»} 

А может быть, две нейтронные звезды, неосторожно сблизившись, сливаются друг с другом, порождая плотный огненный шар, состоящий из электронно-позитронных пар и фотонов, ставших продуктом аннигиляции нейтрино и антинейтрино? Ученые так описывают механизм этого процесса. Если в огненном шаре содержится много обычной материи — не элементарных частиц, а, например, газа и пыли, — то вся энергия звезды уходит на то, чтобы извергнуть эту материю. Никакого гамма-излучения не наблюдается. Если же материи очень мало, то она ускоряется почти до световой скорости. При столкновении с препятствием, — например, облаком газа, — и возникает пресловутая гамма-вспышка. «Искры», отлетевшие от огненного шара, мчатся по просторам космоса, сея смерть и «сжигая» все, что ни встретится им.

В последнее время астрономы все чаще говорят о новом классе взрывающихся звезд — о «гиперновых» звездах, или коллапсарах, живущих «всего» несколько миллионов лет. Их взрывы — самые грандиозные события в Космосе со времен Большого Взрыва. Они происходят, когда громадные звезды, чья масса в 20 — 30

раз и более превышает массу нашего Солнца, израсходуют свое топливо и превратятся в быстро вращающуюся черную дыру, окруженную диском из остатков вещества. Тогда вдоль оси вращения звезды в Космос устремляется громадный поток элементарных частиц — гамма-лучи.

Есть и другие, более спорные гипотезы. Ведь природа вспышек несомненно различна: эти феномены можно разделить, по меньшей мере, на две категории. Одни из них длятся лишь десятые доли секунды, другие — несколько минут. Расчеты показывают, что краткие вспышки могут возникать при слиянии нейтронных звезд, а продолжительные — при взрыве «гиперновых» звезд. Те и другие состоят из одиночных импульсов, но в первом случае плотность импульсов почти в двадцать раз выше. Разнятся их спектральные и некоторые другие свойства.

По некоторым предположениям, гамма-вспышки связаны с темной материей. Как пишет на страницах журнала «В мире науки» российский астроном СИ. Блинников, «если бы оказалось, что пространственное распределение гамма-всплесков в галактиках согласуется с распределением не какого-то типа звезд, а именно темной материи, это позволило бы пролить свет как на происхождение самих гамма-всплесков, так и на природу невидимого вещества».

Некоторые ученые даже полагают, что эти молнии рождаются, когда вещество сталкивается с антивеществом. Возможно, где-то существуют настоящие «зеркальные миры», сложенные из антивещества. Во всяком случае, популярная у физиков «теория струн» допускает это. При встрече потоков вещества и антивещества — а где им встречаться, как не на краю мироздания? — происходит мгновенная аннигиляция. Она сопровождается смертоносными вспышками гамма-лучей.

Если подобная вспышка произойдет в нескольких тысячах световых лет от Земли, то на ее поверхность хлынет столько заряженных частиц, сколько достигло ее за последние сто тысяч лет. Произойдет страшное радиоактивное заражение воздуха и почвы. Доза его будет смертельной для всего живого. Уже в первый месяц погибнет половина населения планеты. Возможно, подобные вспышки в конце концов уничтожают любую космическую цивилизацию, — если, конечно, жизнь есть за пределами Земли.

Самая массовая гибель животных на нашей планете — «Пермская катастрофа», случившаяся 250 миллионов лет назад, — тоже могла быть вызвана именно этой вспышкой. Тогда погибли большинство растений и животных, населявших Землю. По некоторым данным, жертвами странного мора стали около 96 процентов обитателей планеты. Причина этой трагедии остается до сих пор неизвестна. Неужели виной всему были гамма-лучи?

… Изучение гамма-вспышек только начинается. В 2004 году к наблюдению за ними приступила космическая обсерватория НАСА «Свифт», которой предстоит провести на орбите 30 лет.

Жизнь близ парового котла

Вероятно, космические катастрофы намного сильнее повлияли на жизнь нашей планеты, нежели мы предполагали еще пару десятилетий назад. К их числу мы вправе отнести не только падения метеоритов или столкновения с кометами, но и взрывы сверхновых звезд.

Подобное событие происходит, когда массивная звезда исчерпает все запасы своего топлива. Тогда она в считанные мгновения сжимается, и ее ядро превращается в сверхплотную нейтронную звезду или черную дыру. Внешняя оболочка звезды улетает в окружающее пространство, преодолевая десятки тысяч километров в секунду. В момент взрыва звезда излучает столько энергии, сколько Солнце способно выработать за десять миллиардов лет.

Если подобная звезда взорвется в окрестностях Земли, то это событие оставит свой след на нашей планете. В этом нет никаких сомнений.