Павел Власов - Беседы о рентгеновских лучах (второе издание)

Великие географические открытия недаром названы Великими. Трудно переоценить и даже перечислить все, что они принесли людям. А те, астрономические, о которых вы говорите?

— «Мир сразу сделался почти в десять раз больше… Внешнему и внутреннему взору человека открылся бесконечно более широкий горизонт». Вот что означали для людей Великие географические открытия, по словам Ф. Энгельса. Но разве нельзя охарактеризовать так и открытия новейшей астрофизики в эпоху покорения атома и космоса? За одно лишь последнее десятилетие они более чем вдвое расширили для нас границы наблюдаемой вселенной.

— Как? И на ту же доску вы ставите, по вашему же выражению, «жалкие капли» информации — редкие кванты небесных икс-лучей?

— Что ж, в них, как в капле — Солнце, отражается необъятный мир от атомных частиц до звездных систем.

Термин «космос», как и «атом», достался нам в наследство еще от античной эпохи. Но как изменились оба понятия древнегреческой натурфилософии: и «мир» и «неделимый»! Живя на той же земной тверди, которая остается для глаз плоской до самого горизонта, под тем же небосводом, который по-прежнему воспринимается поэтами как светозарный шатер, своим внутренним взором человек проник в недосягаемые, казалось бы, глубины микро- и мегамира.

Человек широко раздвинул границы наблюдаемой вселенной. В 1940-х годах выяснилось, что квант электромагнитного излучения, а он в секунду пролетает 300 тысяч километров, пересечет ее примерно за 7 миллиардов лет. Так думали до 1950 года. Потом выяснилось: ее диаметр превышает 25 миллиардов световых лет. В этих пределах насчитывается, возможно, около 100 миллиардов галактик, причем только в одной из них, нашей, — 150 миллиардов звезд.

«И не нужно думать, что мы исчерпали вселенную до дна, — предупреждает известный популяризатор науки, ученый и фантаст А. Азимов в прекрасной книге „Вселенная. От плоской Земли до квазаров“. — Последние 400 лет астрономия развивалась все нарастающими темпами, и пока еще нет никаких признаков замедления этого процесса. За последнюю четверть века человек узнал о вселенной больше, чем за всю свою предыдущую историю; что же ему предстоит узнать за следующие 25 лет? Нас, безусловно, ждут захватывающие открытия».

Сегодня при изучении вселенной особое и к тому же растущее значение приобретает именно рентгеновская и гамма-астрономия . Но последняя еще в младенческом возрасте. А первая — уже в юношеском, притом оказалась прямо-таки вундеркиндом. Очень важно, что она позволяет исследовать космические объекты в экстремальных, крайних условиях. Например, при температурах в десятки и сотни миллионов градусов, при сверхмощных взрывах и тому подобных процессах, какие на Земле воспроизвести невозможно или необычайно трудно.

Свою родословную рентгеновская астрономия ведет, по существу, с 1962 года. Именно тогда мир услышал о сенсационном открытии, которое упоминалось как «незапланированное». Аппаратурой, которую подняла американская ракета на 225-километровую высоту, не был зарегистрирован вопреки ожиданию ни единый квант жесткой радиации от Луны. Зато был обнаружен неизвестный дотоле островок невидимок в Галактике. По названию «икс-лучи», употребляющемуся доныне во многих странах, и по своему местоположению в одном из зодиакальных созвездий он получил обозначение «Скорпион Х-1».

Тогда же на карте галактики появился Телец Х-1, тоже зодиакальный. Этот источник оказался не столь компактным. Напротив, «размазанным» по Крабовидной туманности, где он находится. Вскоре добавились другие: и диффузные и точечные. К 1977 году, к 20-летию космонавтики и 15-летию рентгеновской астрономии, их насчитывалось уже примерно двести. Полагают, что дальнейшие поиски увеличат это число до тысячи, если не больше. И все же рентгеновские звезды представляют довольно большую редкость. И в нашей Галактике и в Туманности Андромеды на миллиард обычных звезд приходится только одна рентгеновская.

Какова природа рентгеновского излучения звезд? На этот вопрос сегодня трудно ответить однозначно.

Есть основание полагать, что как рентгеновское, так и оптическое (видимое) излучение рентгеновских звезд представляет непрерывный спектр теплового излучения газа, разогретого до десятков миллионов градусов.

Первая из открытых на небосводе, рентгеновская звезда Скорпион Х-1, долгое время оставалась самой яркой (десятки квантов на квадратный сантиметр в секунду). Вторым был Телец Х-1 (несколько квантов на квадратный сантиметр в секунду). И вдруг в 1975 году объявился новый чемпион. Рентгеновская светимость этого объекта, зарегистрированного в зодиакальном созвездии Единорога, за несколько дней возросла для земных наблюдателей в сотни раз, многократно превзойдя ту же величину у Скорпиона Х-1. И стала в десятки тысяч раз больше, чем у самых слабых из дотоле известных небесных источников (один квант на квадратный сантиметр за тысячу секунд). У типичных, «средних», объектов тот же показатель близок к одному кванту за 10 секунд на каждый квадратный сантиметр счетчика, вынесенного в околоземное пространство.

Понятно, почему стремятся увеличить рабочую поверхность детектора, точность его ориентации и время пребывания за плотными слоями атмосферы. Ясно, что геофизические ракеты не могут предоставить здесь таких возможностей, как спутники, особенно специализированные.

Один из них — американский «Ухуру», запущенный в 1970 году, действовал несколько лет- На борту были установлены два рентгеновских телескопа, с площадью датчиков 880 квадратных сантиметров каждый. Эти счетчики квантов, направленные в противоположные стороны, вращались вместе со спутником, прощупывая всю небесную сферу. К 1973 году благодаря «Ухуру» число известных икс-объектов возросло почти впятеро.

Так в 1970 году наметился новый этап их изучения. Продолжается переворот, который начался в послевоенный период в связи с бурным развитием техники, позволяющей принимать сигналы таинственных невидимых из космоса. Огромный объем принципиально новой информации, неузнаваемо изменившей наши представления о мироздании, позволили получить радиотелескопы — гигантские наземные чаши-антенны, прослушивающие небо в УКВ-диапазоне. А потом — заатмосферные счетчики квантов, поднимаемые на высотных аэростатах, геофизических ракетах, искусственных спутниках, космических кораблях, орбитальных станциях.

«Пожалуй, наиболее впечатляющими достижениями внеатмосферной астрономии были выдающиеся успехи рентгеновской астрономии», — считает член-корреспондент Академии наук СССР И. Шкловский. «Наиболее впечатляющими…» …Не сказалась ли тут естественная пристрастность астрофизика к милой его сердцу науке? Судите сами.