Валерий Чумаков - Конец света: прогнозы и сценарии

Факт, что взрыв в пределах нашей Галактики был зафиксирован уже через три десятилетия после того, как люди впервые вообще узнали о явлении гамма-всплесков, сделал весьма неубедительным заявление многих ученых, что такие катаклизмы случаются в галактиках раз в миллион лет. Скорее всего, происходят они значительно чаще, но на относительно безопасных, в десятки тысяч световых лет, расстояниях. Но могут произойти и поближе, и помощнее. Тем более что подходящие кандидаты на роль источников таких всплесков у нас имеются.

В 2000 году обсерватория имени Комптона, после того как у нее отказал один из двух последних управляющих гироскопов, была уничтожена. Ученые решили перестраховаться и затопить 17-тонную станцию, не дожидаясь, пока откажет второй гироскоп, после чего началось бы никем не управляемое падение, которое могло завершиться где-нибудь в Чили или в Австралии. Если бы не это, обсерватория летала бы еще как минимум 11 лет.

Сейчас главным охотником за гамма-всплесками является запущенная в 2004 году космическая обсерватория «Свифт» (от англ. swift — «быстрый»). Обнаружив своими датчиками гамма-всплеск, она способна за считанные секунды развернуться и направить все свои телескопы в сторону предполагаемого объекта, чтобы успеть зафиксировать взрыв в различных диапазонах (не только в гамма-, но и в видимом, и рентгеновском). 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 неполные два года своей работы он позволил собрать о гамма-всплесках столько информации, сколько не собрали прежде за четверть века.

Самые мощные из известных на сегодня гамма-всплесков выбрасывали за секунду 1054 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 т. п.). Чтобы представить, что такое 1054 эрг, скажем: такую энергию (причем во всех диапазонах вместе) нормальная галактика испускает примерно за тысячу лет нормальной работы, а звезда вроде нашего Солнца не вырабатывает такого количества за всю жизнь. Более того, его не выделит за многие миллиарды лет жизни сотня таких звезд, как наше светило.

За 30 лет ученые не смогли точно определить, что является источником гамма-всплесков. В середине 1980-х годов астрономы даже шутили: число теорий о происхождении всплесков превышает число известных гамма-всплесков. Астрофизик Роберт Немиров, сотрудник Мичиганского технологического университета, в одной из своих работ опубликовал список — 100 теорий возникновения этого явления. В качестве источников рассматривались и взрывы черных дыр, и столкновения галактик, и взрывы маленьких сингулярностей (мини-прототипы Большого Взрыва, из которого произошла наша Вселенная), и даже обычные кометы.

Однако сейчас ученые 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 первом случае взрывается огромная, свыше 20 солнечных масс, звезда. Во втором — две нейтронные звезды, составлявшие раньше двойную звездную систему, много сотен миллионов лет кружатся друг вокруг друга в смертельном вальсе, постепенно сходясь по спирали.

В обоих случаях на выходе получается черная дыра, которую разглядеть практически невозможно. Отличаются взрывы тем, что в случае гиперновой он 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 10–30 тысяч 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 всю энергетическую массу, втягивая ее в себя безразмерной и всепоглощающей гравитацией.

В нашей Галактике уже найдены три пары подходящих нейтронных звезд, которые рано или поздно сольются. Слияние будет смертельным и для них, и для всех объектов, расположенных от них на расстоянии нескольких тысяч световых лет. К счастью, ближайшая из этих пар сольется, по расчетам, лишь через 220 миллионов лет. Однако нейтронные звезды весьма сложно обнаружить. Они очень малы, всего 10–20 километров в диаметре, и поэтому почти не различимы в видимом диапазоне. Эти опасные пары могут в любой момент неожиданно взорваться у нас под самым боком.

Гораздо легче найти звезду, которая может стать гиперновой. Такую не заметить трудно. Самым реальным кандидатом на эту роль является звезда Эта из созвездия Киля (часть группы созвездий, составляющих на небе Корабль Арго: есть еще Корма и Парус). Она в 100 раз тяжелее нашего Солнца. Диаметр ее ядра равен трем световым месяцам, а внешней оболочки — двум световым годам (расстояние от Земли до Солнца — 8 световых минут). В XIX веке она вдруг резко просияла и стала на нашем небосклоне второй по яркости после Сириуса; так светила около 20 лет, после чего угасла и пропала для невооруженного хотя бы биноклем наблюдателя. Но за последние десятилетия звезда разгорелась и ее опять стало видно невооруженным глазом.

В самом конце прошлого тысячелетия астрономы, направив на Эту телескоп «Чандра», обнаружили, что центр звезды сотрясают гигантские взрывы и от нее разлетаются ударные волны, а это, скорее всего, означает: звезда уже бьется в предсмертных судорогах.

Если взрыв произойдет дальше, то все будет несколько проще. Брайн Томас из Канзасского университета и Чарлз Джэкман из Годдардовского центра космических полетов рассчитали последствия 10-секундного всплеска в случае, если он произойдет на расстоянии до 10 тысяч световых лет.

Пробив защитные поля, поток гамма-излучения обрушится на Землю. Высокоэнергетичные гамма-лучи разобьют 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, который, вступая в реакцию с кислородом, даст азотную окись. Круг замкнется, и пойдет цепная реакция. За 5 недель будет уничтожено до 90 % озонового слоя планеты.

На его восстановление потребуется не менее 5 лет. Все эти годы поверхность планеты будет активно обрабатываться смертоносной космической радиацией. 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, изрядно сократившись, переживет эти катаклизмы, не задохнется и сумеет спрятаться от радиации, оно по уровню жизни будет отброшено в каменный век.