Игорь Ярмизин - Человек перед Вселенной. Космос и картина мира

Его плотность превосходит даже плотность обычных нейтронных звезд, причем кратно. А еще там происходят звездотрясения. Что они из себя представляют? В принципе ничего необычного, то же землетрясение. Разница лишь в мощи и ярости сил природы: во время такого «трясения», зафиксированного совсем недавно, в течение всего лишь десятой доли секунды в космос был выброшен сгусток энергии, на производство которой Солнцу понадобилось бы 100 000 лет! Вспышка была столь яркой, что на несколько мгновений затмила все сотни миллиардов звезд нашей галактики. И, заметьте, это был вовсе не взрыв, а всего лишь небольшая трещина на поверхности малюсенького космического тела, что-то вроде скромного тектонического разломчика, в общем, полная ерунда. Но не приведи Бог оказаться хотя бы в паре десятков триллионов километров от этого вздоха дьявола.

И в заключении отметим, что поскольку нейтронные звезды, а значит, и магнетары, возникают в результате чудовищных взрывов, постольку они, в отличие от обычных звезд и планет, мирно шествующих по своим орбитам, буквально носятся по Вселенной. Времени для таких путешествий у них более чем достаточно, – по подсчетам, нейтронная звезда или магнетар полностью исчерпает свою энергию за 10 16—10 22 лет, т.е. минимум за десять тысяч триллионов лет – в миллион раз больше времени существования Вселенной сегодня! И если даже одна из них приблизится к Земле на расстояние хотя бы 10 световых лет, нам конец. Остается лишь молиться, чтобы такие соседи и дальше не замечали нас.

*** *** ***

Теперь попробуем хотя бы предварительно суммировать данные об эволюции звезд. Их жизненный путь, прежде всего, определяется массой. Если звезда примерно как Солнце, то она превратится в белого карлика, который позже станет черным карликом, а может и самоликвидироваться, взорвавшись. Если вес объекта от 1,5 до 3 солнечных, перед нами возникнет нейтронная звезда – пульсар или магнетар. Если от 3 до 10, то могут появиться, последовательно, кварковые, странные и преонные звезды. Пока их существование не доказано и, вкратце, предполагаемый механизм появления выглядит так: после «падения» электронов на атомное ядро и превращения звезды в нейтронную сила сжатия не останавливается, но и коллапса в черную дыру пока не происходит. Наступает черед сердца материи – атомных ядер. Они разрушаются, высвобождая еще более фундаментальные «кирпичики» всего сущего – кварки. Дальше следует разновидность получившегося «кваркового супа» – «странная звезда» и завершает цепочку звезда преонная. Это в высшей степени виртуальный объект, поскольку даже само существование преонов еще не доказано. Предполагается, что из них состоят кварки и преонная звезда – результат дальнейшего сжатия кварковой. И только в ходе дальнейшего сжатия следует коллапс в черную дыру. То есть сверхплотная материя, которая в десятки раз превосходит все, что мы говорили про пульсары и магнетары, еще более уплотняется и… полностью исчезает. Противоположности сходятся.

Звезды-изгои

Впервые обнаружены в 2005 году, когда астрономы впервые увидели звезду, не вращающуюся, как положено, по раз и навсегда предопределенной орбите, а стремительно летевшую вон из нашей галактики. «Побег» удался и гиперзвуковая звезда, как их называют ученые, «убежала» от Млечного Пути. Теперь она настоящий космический странник. Одна. Сама по себе. Без скоплений, галактик и прочей вселенской несвободы. Несется вместе со своей планетной семьей со скоростью 667 километров в секунду или 2,4 миллиона км/ч. То есть за сутки она покрывает расстояние от Земли до Марса! А всего в пределах 750 парсек от Солнца астрономы насчитали 56 таких убегающих звезд. Среди них есть просто гиганты. Например, Альфа Жирафа, которая в 50 раз массивнее Солнца и в миллион раз (!) ярче его.

Гамма-всплески

Теперь, когда мы познакомились с нейтронными звездами и с магнетарами, кажется, что ничего более загадочного, зловещего и опасного для человека во Вселенной быть не может. Но Космос полон сюрпризов. Совсем недавно, четверть века назад, выяснилось, что может. Имя этому феерическому явлению – гамма-всплеск. Немного забегая вперед, скажу, что здесь мы также имеем дело с гравитационным коллапсом ядра звезды, в результате которого образуются белые карлики, нейтронные звезды, магнетары… Ну, вот теперь еще и гамма-всплески.

Их природа до сих пор точно не установлена, хотя предположений много. Астрономы шутят, что число теорий происхождения гамма-всплесков больше, чем число их самих. Считается, что они происходят как от столкновения двух нейтронных звезд, так и от взрыва гиперновой массой 40—100 солнечных, в силу ряда причин не сколлапсировавшей в черную дыру.

Теперь о том, что представляет из себя гамма-всплеск. Мощность около 10 55 эрг. Сколько это? Ну, Солнце столько за всю свою жизнь, т.е. за 10 миллиардов лет не выработает. Такую энергию дает вся наша галактика Млечный Путь со своими 300 миллиардами звезд за тысячу лет. Достаточно сказать, что некоторые гамма-всплески, приходящие к нам из самых глубин Вселенной за 4, 9 и даже 10—12 миллиардов световых лет, можно наблюдать в обычный полевой бинокль. Вот какова их мощность.

И в случае слияния нейтронных звезд, и в случае коллапса гиганта образуется диск из сверхплотной материи радиусом порядка 10 км. Он и излучает энергию. Никто не знает, сколько времени он живет, но это настоящая звезда смерти. Энергия, излученная диском, разлетается почти со скоростью света в форме частиц и магнитного поля. Если это произошло в ядре гиганта – диск испускает вдоль оси вращения две струи энергии такой мощности, что они за доли секунды прожигают канал сквозь тело звезды, расчищая себе путь.

Выше мы отмечали, что гамма-всплеск не сильно отличается от взрыва сверхновой, тоже связанного с гравитационным коллапсом ядра звезды. Но разница в последствиях. При взрыве сверхновой выбрасывается тяжелая оболочка вещества, которая светится в течение недель и месяцев и летит медленно, всего 10 – 30 тыс. км/с. В случае гамма-всплеска нечто неизвестное нам —из чего состоит «звезда смерти» точно не известно – излучает гамма-кванты и летит практически со скоростью света.

Говоря о магнетаре, мы радовались, что ближайший такой монстр находится в 13 000 световых годах от нас. Так вот если бы гамма-всплеск произошел на таком расстоянии, да даже если бы он произошел в любой другой точке Млечного Пути, пусть в 2—3 раза дальше упомянутого магнетара, нам всем пришел бы быстрый и неизбежный конец. И не только из-за непосредственного воздействия. Гамма-излучение разрушает озоновую оболочку, без которой все живое на Земле, так или иначе, погибнет от смертельных космических лучей. Самый мощный гамма-всплеск в истории наблюдений был зарегистрирован в июне 2010 года. Несмотря на огромное расстояние между ним и Землёй (5 млрд световых лет), энергии вспышки хватило на то, чтобы сломать наблюдавший за ним спутник.