Знание- сила, 2000 № 11

Пройдет еще несколько милтонов лет, и обе эти галактики столкнутся. Подобная судьба ждет большинство галактик, в том числе наш Млечный Путь.

Уже сейчас ученые могут предположить, почему в космической дали загораются эти странные «маяки». Чаще всего их связывают 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.

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 or огненного шара, мчатся по просторам космоса, сея смерть и сжигая все, что ни встретится им.

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 – сотни секунд. Расчеты показывают, что краткие вспышки могут возникать при слиянии нейтронных звезд, а продолжительные – при взрыве звезд.

В последнее время астрономы все чаше говорят о новом классе взрывающихся звезд – о «гиперновых» звездах. Их взрывы – самые грандиозные события в космосе со времен Большого Взрыва. Они происходят, когда громадные звезды, чья масса во много раз превосходит массу нашего Солнца, израсходуют свое топливо и превратятся в черную дыру. Тогда вдоль прежней оси вращения звезды в космос устремляется громадный поток элементарных частиц – гамма-лучи.

Но и эти схемы – слияние нейтронных звезд, взрывы «гиперновых» – упрощают картину. Многие гамма-вспышки вообще ни на что не похожи, они могут резко разниться по яркости, они то повторяются, то длятся почти целый час.

Некоторые ученые полагают, что эти молнии рождаются, когда материя сталкивается с антиматерией. Возможно, где-то существуют настоящие «зеркальные миры», сложенные из антиматерии. Во всяком случае, популярная у физиков «теория струны» допускает это. Хитросплетение ее формул порождает вселенные, которые являются зеркальным отражением нашего мироздания. При встрече частиц и античастиц – а где им встречаться, как не на краю мироздания? – происходит мгновенная аннигиляция. Она сопровождается смертоносными вспышками гамма-лучей.

Израильские ученые смоделировали это событие. Выяснилось, что на Землю 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, они 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 вымерло большинство растений и животных, населявших Землю. По некоторым данным, жертвами странного мора стали около 96 процентов обитателей планеты. Так, с лица Земли исчезли знаменитые трилобиты. Причина этой трагедии остается до сих пор неизвестна. Неужели виной всему были гамма-лучи?

В ближайшие годы ученые лучше исследуют этот загадочный феномен. Для наблюдений за ним в космос будут запущены два новых спутника – «Swift Gamma Ray Burst Explorer» (2003 год) и «Gamma Ray Large Area Space Telescope» (2004 год).

«Когда-нибудь мы изучим гамма- вспышки так же хорошо, как и взрывы сверхновых звезд. Ведь было время, когда и эти взрывы являли для нас непостижимую тайну. Сегодня нам кажется, что мы детально поняли процессы, протекающие в недрах сверхновых. Очевидно, то же произойдет и с вспышками гамма-лучей» – считает американский астроном Марк Метцгер. Но все ли мы знаем о сверхновых звездах и не уготовила ли нам природа новый материал для размышлений?

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. Однако это лишь видимые последствия катастрофы, то, что мы можем наблюдать в телескоп. Энергия излучения составляет всего один процент энергии, выбрасываемой во время взрыва сверхновой звезды. Кинетическая энергия, которой обладают извергнутые потоки газа, в десятки раз превышает энергию излучения. И все же львиную долю выделяемой энергии уносят с собой нейтрино, мчащиеся вдаль почти со световой скоростью.

Если массивная звезда взорвется в окрестностях Земли, то это событие оставит свой след на нашей планете. В этом нет никаких сомнений. К счастью, вероятность такого сценария очень мала. Во-первых, звезды расположены далеко друг от друга. Если мы уменьшим звезду до размеров теннисного мяча, то на всей территории России, а это почти 17 миллионов квадратных километров, найдется место лишь для ста пятидесяти – двухсот звезд-мячиков. Во-вторых, не каждая звезда взрывается в конце своего жизненного пути. Этот эффектный финал ждет лишь те из них, чья масса превышает массу нашего Солнца в восемь и более раз.

Подобные звездные гиганты встречаются гораздо реже, чем легковесы, напоминающие Солнце. Большинство из них располагается так далеко от Солнечной системы, что мы даже не замечаем их вспышек. В непосредственной близости от нас, то есть на расстоянии всего нескольких десятков световых лет (это расстояние считается критическим), взрыв сверхновой звезды наблюдается лишь раз в пару сотен миллионов лет. Вероятность этого события почти такова, как и вероятность падения на Землю астероида диаметром в добрый десяток километров. Обе эти катастрофы меняют жизнь нашей планеты самым фатальным образом, и обе случаются крайне редко.