Коллектив авторов - 100 великих научных открытий

Обо всем этом ученые узнали совсем недавно. А между тем в начале ХХ в., когда были открыты электрически нейтральные частицы — нейтроны, советский физик Лев Ландау (1908–1968) лишь предположил, что где-то могут существовать большие тела, «слепленные» исключительно из этих частиц. Такие объекты должны быть очень стойкими: под натиском атмосферы электроны внутреннего вещества вдавливаются в протоны — появляются новые нейтроны, а затем сама звезда своей массой уплотняет их до такого состояния, что они начинают ощущать друг дружку, подстраиваясь под действия соседей (то есть ведут себя как квантовые частицы).

В 30-е годы ХХ в. еще двое ученых — американский астроном Фриц Цвикки (1898–1974) и немец Вальтер Бааде (1893–1960) — высказали догадку о рождении нейтронных звезд в результате взрыва старой (вернее, сверхновой) звезды. Но из-за слишком блеклого свечения этих объектов найти их не получалось вплоть до 1960-х.

Наконец в 1967 г. произошло знаковое для астрономии событие: британский ученый Энтони Хьюиш и его молодая помощница-студентка Джоселин Белл в ходе наблюдений за тем, как мерцают в космосе разнообразные источники радиоизлучения, чисто случайно наткнулись на объекты, сигнал от которых поступал ежесекундно. Это не могли быть ни помехи, ни излучение обычной звезды, поэтому поначалу ученые решили, что услышали послания инопланетян. Однако, изучив свою находку внимательнее, они пришли к выводу: обнаружен радиопульсар — нейтронная звезда, которая окружена небывало мощным магнитным полем и вращается настолько быстро, что от полюсов у нее отлетают заряженные частицы газа, образующие плазму. Магнитное поле генерирует электрическое, а оно, в свою очередь, разгоняет частицы плазмы, и от нее начинают исходить электромагнитные волны.

Между тем еще в 1962 г. в космос была запущена ракета, на борту которой имелся прибор для улавливания высокоэнергетичных частиц. Оказавшись близ созвездия Скорпиона, этот прибор поймал рентгеновское излучение, а позже благодаря чувствительной исследовательской технике астрономы нашли еще несколько источников этого излучения, которые были идентифицированы как двойные нейтронные звезды. В таких системах тела постоянно обмениваются частицами своей поверхности — происходит аккреция. Сгустки частиц притягиваются к новой хозяйке с огромной силой, и при падении энергия их движения превращается в тепловую. Поскольку поверхность звезды при этом разогревается до миллионов градусов, полученная энергия исходит от нее в виде коротких рентгеновских волн. Ну а в том случае, если звезда «пожадничает» и возьмет себе слишком много чужого вещества, ей грозит превращение в черную дыру — сверхмассивный объект, который поглощает все, что пролетает мимо, даже свет, поэтому и выглядит абсолютно темным.

Когда нейтронная звезда находится на стадии радиопульсара (а это первые 100 млн лет ее жизни), ее можно лишь услышать. Только зрелый период аккреции делает звезду доступной для глаз, однако двойных нейтронных систем не так уж и много, да и свет от них исходит слабоватый. Зато мы можем увидеть, как двойные звезды, движимые взаимным притяжением, соединяются в единое тело. В 1970-е за этим процессом впервые наблюдали американские астрономы Рассел Халс и Джозеф Тейлор. Столкнувшись, две нейтронные звезды выбросили колоссальное количество энергии в виде очень яркого коротковолнового гамма-излучения. Вспышка длилась пару секунд, а потом новая система засияла ровным светом. В перспективе ученые планируют исследовать таких «сиамских близнецов» с помощью больших и мощных детекторов, фиксирующих всплески гравитационных волн (колебаний пространственно-временной материи, вызываемых движениями массивных объектов).

По силе и направлению длинных гравитационных волн астрономы надеются определять массу, размер, частоту колебаний, расположение и прочие параметры космических тел. И удобнее всего, по мнению исследователей, изучать волны, исходящие именно от пульсаров.

Хотя в древние времена не было еще ни телескопов, ни искусственных спутников, некоторые философы догадывались о том, что во Вселенной существует великое множество самых разных галактик. В частности, греческие мыслители Левкипп, Демокрит и Эпикур интуитивно догадывались не только об атомном составе всей материи, но и о том, что небесные тела имеют тенденцию притягиваться между собой и вращаться вокруг единого центра. Таких круговоротов в космосе несчесть — какие-то из них устроены подобно Млечному Пути, в каких-то больше звезд и спутников, а где-то планеты и светила крупнее, чем в нашей галактике. На одних планетах, подобно Земле, есть вода, животный и растительный мир, а на других ничего такого нет. В V–III вв. до н. э. эти идеи казались, мягко говоря, экстравагантными.

Потому другой авторитетный мыслитель и ученый — Аристотель (384–322 до н. э.) категорично заявил: мир во Вселенной только один, и это Земля. Лишь в нем могла зародиться жизнь, и именно он расположен в центре космоса, а вокруг вертится хрустальный шар небосвода с окошками-звездами. Теорию Аристотеля доработал Клавдий Птолемей, а чуть позже, с утверждением христианства, ее подхватили высшие церковные сановники, затем она перекочевала к мусульманам.

Только в XVI в. нашелся человек, осмелившийся сказать, что Земля вращается вокруг Солнца, помимо нее это делает еще несколько схожих планет, а звезды расположены очень и очень далеко от них. Смельчаком оказался астроном польско-немецкого происхождения Николай Коперник. Итальянский священник Джордано Бруно добавил: Вселенная не имеет ни границ, ни центра; на ее просторах рассыпано бессчетное число звезд — объектов, подобных Солнцу, и все они объединяются в созвездия, а некоторые из них настолько сильны, что вращают вокруг себя собственные планеты. Такие планетарно-звездные системы постоянно меняются, эволюционируют, стареют и умирают. Сами же планеты не испускают свет, а лишь отражают лучи своих звезд, поэтому на них, как и на Земле, могут быть разумные существа, которые, однако, не имеют ничего общего с формами жизни на нашей планете.

На каждой своей лекции Бруно повторял: познать бесконечную Вселенную не так-то просто, ведь в ней слишком много объектов, недоступных взору. Разумеется, церкви не нравились столь крамольные высказывания (а еще больше — способы их доказательства, ведь Бруно опровергал «незыблемые» библейские факты), и в 1600 г. «еретика» Джордано казнили.

Впрочем, уже в XVII в. итальянский астроном Галилео Галилей благодаря телескопу-рефрактору с объективом в виде выпуклой линзы доказал гипотезы своего земляка, а также нашел у некоторых планет, вращающихся вокруг Солнца, собственные зависимые планеты — спутники. Дальнейшие усовершенствования телескопа и создание рефлектора с зеркальным объективом расширили возможности астрономов и позволили англичанину Уильяму Гершелю в 1781 г. открыть предпоследнюю планету в Солнечной системе — Уран, определить ее орбиту и предсказать возможные позиции.