Павел Амнуэль - Загадки для знатоков: История открытия и исследования пульсаров.

Выяснилось, что спектры и кривые блеска всех сверхновых I типа похожи друг на друга, как близкие родственники, а характеристики сверхновых II типа могут меняться в очень широких пределах, которые до сих пор еще четко не установлены.

В начале сороковых годов были добыты новые сведения и о галактических сверхновых. Точнее, об одной сверхновой — вспышке 1054 года. Крабовидная туманность считалась в то время единственным известным остатком вспышки сверхновой. Положения на небе остальных исторических вспышек были так неопределенны («на полциновки от Близнецов»…), что поставить в соответствие оптической вспышке какую-нибудь газовую туманность или звезду было невозможно. Естественно, что интерес «ловцов сверхновых» сосредоточился на Крабовидной туманности.

Морфологический анализ позволил в конце тридцатых годов сделать еще несколько «научных пророчеств», оправдавшихся впоследствии. Ф. Цвикки утверждал, например, что большая часть энергии вспышки сверхновой должна излучаться не в видимой области длин волн, а в области невидимых ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма-лучей, а также в радиодиапазоне. Все эти виды излучений были затем (через два-три десятилетия!) обнаружены у Крабовидной туманности.

Предсказание прямо следовало из предположения, что при вспышке сверхновой рождается нейтронная звезда. Гравитационная энергия нейтронной звезды около 10 53эрг, а гравитационная энергия Солнца около 10 48эрг. Если сжать Солнце до размеров нейтронной звезды, разница между этими энергиями должна быть потеряна в пространство. Потеряна в виде излучения, кинетической энергии оболочки или иным способом. Сверхновая при вспышке излучает в оптическом диапазоне «всего» 10 50—10 51эрг — в сотни раз меньше. Где остальная энергия? Естественно предположить, что она выделяется в такой форме, которую мы пока наблюдать не можем. В виде рентгеновских, гамма-, радиолучей, то есть всех излучений, наблюдать которые в тридцатые годы не умели.

Ф. Цвикки построил ось возможных излучений, и были на ней не только электромагнитные волны. ученый писал еще о протонах и электронах — частицах космических лучей, которые, по мнению Ф. Цвикки, образуются при вспышках сверхновых. Но протоны и электроны — это ведь не все возможные частицы? Нет, и об этом упущении Ф. Цвикки нам еще предстоит вспомнить впоследствии. Так что и морфологический анализ не столь уж совершенен, недостатки его очевидны. Один из них — не всегда удается учесть все параметры на оси… Позже мы поговорим о других методах, а сейчас вернемся к Крабовидной туманности.

Неизвестно, что еще удалось бы предсказать Ф. Цвикки с помощью его метода, но помешала вторая мировая война. Ученый, который к тому времени стал уже гражданином США, был призван на военную службу и до конца войны занимался разработкой ракетных систем. Он и здесь применил морфологический метод: составил морфологический ящик для ракетных двигателей, в котором оказалось 36 864 возможные комбинации. Если астрономы так и не взяли метод направленной интуиции на вооружение, то инженеры-изобретатели пользуются им и по сей день…

На Маунт Вилсон остались В. Бааде и Р. Минковский. В. Бааде тоже собирался получить американское гражданство и даже подготовил документы, но потерял их. Началась война, и военные власти объявили В. Бааде «лицом, сочувствующим врагу». В результате ему запретили выезжать за пределы округа, где расположена обсерватория Маунт Вилсон. Условия для астрономических наблюдений были прекрасными — в Лос-Анджелесе ввели светомаскировку, никакие помехи не мешали исследованиям.

Получив в свое распоряжение крупнейший в мире телескоп, В. Бааде начал наблюдения Крабовидной туманности и зимой 1942 года обнаружил удивительные изменения, которые в ней происходили. Временами в центральной части туманности возникали и исчезали очень яркие «жгутики». «Жгутики» перемещались по туманности, и В. Бааде измерил скорость их движения: 26 тысяч км/с! Жгуты двигались в 25 раз быстрее самой туманности. Они возникали и исчезали, просуществовав всего несколько месяцев. Почему они возникали? Почему двигались? Почему исчезали? В. Бааде правильно связал эту удивительную особенность Крабовидной туманности с наличием в ней нейтронной звезды — мертвого тела, оставшегося после взрыва.

Пока В. Бааде исследовал туманность, Р. Минковский изучал две слабенькие звездочки, издавна наблюдавшиеся на фоне ее светящейся массы. Одна из звездочек, как надеялись В. Бааде и Р. Минковский, и могла быть искомым объектом. На фотографиях обе звездочки мало отличаются друг от друга — обе имеют 16-ю величину, обе напоминают цветом довольно холодные звезды, именуемые желтыми карликами. В. Бааде обратился к двадцатилетней давности работе Дж. Дункана, который тоже наблюдал эти звездочки и измерил их собственное движение. Выяснилось, что звезда, расположенная севернее, почти не движется. А южная звезда, напротив, движется очень быстро — со скоростью по меньшей мере 100 км/с. Обычно звезды не движутся так быстро. Что же приключилось с южной звездой, что заставило ее лететь с такой скоростью?

Еще более удивительным оказался спектр южной звезды. Нужно сказать, что даже в наше время получить хороший спектр звездочки 16-й величины — далеко не простая задача. А в 1942 году работа, выполненная Р. Минковским, была пределом мастерства наблюдателя. Удалось получить спектры обеих звезд. Северная звезда ничем не выделялась — в спектре были видны линии поглощения, свойственные желтым карликам. А вот в спектре южной звезды линий не было вовсе! Чтобы понять всю удивительность этого факта, достаточно вспомнить, что обычно в спектрах желтых карликов видны сотни линий, и десятки из них имеют такую ширину и глубину, что не заметить их на спектрограмме даже того качества, какая была у Р. Минковского, невозможно. Значит, линий не было на самом деле. Почему?

В. Бааде и Р. Минковский были уверены, что южная звезда в Крабовидной туманности и есть звездный остаток вспышки 10 54года. Если это так, то именно южная звезда ответственна за излучение всей туманности. Р. Минковский считал, что Крабовидная туманность светится потому, что газ в ней нагрет до высокой температуры. Но что нагревает туманность? Предоставленная сама себе, она давно остыла бы. Ее греет южная звезда, сказал Р. Минковский. И в этом была его ошибка.

Между прочим, представления В. Бааде и Р. Минковского лучше всего описаны не в их статье, а в опубликованном в 1946 году фантастическом рассказе М. Лейнстера «Первый контакт». Действие рассказа разворачивается в Крабовидной туманности, и писатель-фантаст описывает «сцену» в полном соответствии с научными данными. С данными, которые оказались ошибочными.