Уолтер Левин - Глазами физика. От края радуги к границе времени

В 1976 году МТИ посетила итальянский астроном Лаура Марачи. В один прекрасный февральский день она вошла в мой кабинет и высказала идею, что изучаемые нами вспышки являются результатом термоядерных вспышек, огромных термоядерных взрывов на поверхности аккрецирующих нейтронных звезд. Когда в нейтронной звезде накапливается водород, потенциальная гравитационная энергия преобразуется в тепло такой огромной силы, что испускаются рентгеновские лучи (см. предыдущую главу). Но, как предположила Лаура, накапливаясь на поверхности нейтронной звезды, эта аккрецирующаяся материя может подвергнуться ядерному синтезу в ходе неконтролируемого процесса (как в водородной бомбе), что и приводит к рентгеновской вспышке. А следующий взрыв может произойти через несколько часов, когда опять скопится достаточное количество ядерного топлива. С помощью простых расчетов на доске в моем кабинете Марачи продемонстрировала, что материя, мчащаяся со скоростью около половины скорости света к поверхности нейтронной звезды, высвобождает гораздо больше энергии, чем выделяется при термоядерных взрывах, на что, собственно, и указывали имеющиеся у нас данные.

Я был потрясен до глубины души: объяснения Лауры показались мне весьма логичными. Термоядерные взрывы отвечали всем нашим требованиям. Соответствие процессу охлаждения, которое мы наблюдали во время вспышек, также приобретало смысл, если то, что мы видели, было мощным взрывом на нейтронной звезде. Кроме того, модель Лауры отлично объясняла интервал между вспышками, так как количество вещества, необходимое для взрыва, действительно должно накапливаться, на что требуется относительно много времени. При нормальной скорости аккреции создание критической массы занимало несколько часов, чем и объяснялся своего рода интервал, который мы обнаружили у многих источников вспышек.

У меня в рабочем кабинете стоит забавный радиоприемник, который всегда расстраивает моих посетителей. Он работает на солнечной батарее, и только тогда, когда она достаточно заряжена. Приемник потихоньку впитывает солнечный свет и медленно наполняется зарядом (зимой гораздо медленнее, чем летом), а затем каждые десять минут – иногда дольше, если погода плохая, – начинает играть, но лишь несколько секунд, потому что заряд электроэнергии быстро исчерпывается. Понимаете, к чему я веду? Накопление заряда в аккумуляторе похоже на накопление аккрецируемой материи на нейтронной звезде: когда ее становится достаточно, раздается взрыв, после чего все на какое-то время успокаивается.

Через несколько недель после визита Марачи, 2 марта 1976 года, в самый разгар «вспышечной лихорадки» мы обнаружили источник рентгеновского излучения, который я назвал MXB 1730-335 и который выдавал по несколько тысяч вспышек в день. Вспышки напоминали пулеметную очередь – многие из них следовали всего с шестисекундным интервалом! Боюсь, я вряд ли смогу в полной мере передать словами, насколько странным нам все это показалось. Этот источник, называемый сегодня Rapid Burster (быстрый барстер), был какой-то абсолютной аномалией и тут же в пух и прах разнес теорию Марачи. Во-первых, количество ядерного топлива, достаточное для термоядерного взрыва, по определению не может накапливаться на поверхности нейтронной звезды за шесть секунд. Кроме того, если эти вспышки – побочный продукт аккреции, то вследствие только ее одной мы должны были видеть мощный поток рентгеновского излучения, сильно превышающий энергию вспышек, но это было не так. Так что в начале марта 1976 года казалось, что замечательная термоядерная модель вспышек, предложенная Марачи, мертвее мертвого. В своей публикации, посвященной МХВ 1730-335, мы предположили, что вспышки вызваны «пульсирующей аккрецией» материи на нейтронной звезде. Иными словами, то, что в большинстве рентгеновских двойных представляет собой постоянный поток горячей материи с аккреционного диска на нейтронную звезду, в случае с Rapid Burster крайне нерегулярно.

Измеряя вспышки какое-то время, мы обнаружили, что чем больше вспышка, тем дольше приходится ждать следующую. Время ожидания могло составлять и шесть секунд, и целых восемь минут. Нечто подобное характерно для молнии. Мощный разряд при особенно сильном ударе молнии означает, что ждать, пока электрическое поле нарастит свой потенциал до такой степени, чтобы разрядиться снова, придется дольше.

Позднее в том же году откуда-то появился перевод статьи советских ученых, опубликованный в 1975 году и посвященный рентгеновским вспышкам; в ней рассказывалось об их обнаружении в 1971 году спутником «Космос-428». Мы были поражены: в СССР открыли рентгеновские вспышки, они опередили Запад! Однако по мере того, как я все больше и больше слышал об этих вспышках, мой скептицизм неуклонно рос. Уж очень сильно вспышки, выявленные советскими учеными, отличались от вспышек, которые я обнаружил с помощью SAS-3. В итоге я начал серьезно сомневаться в том, что эти вспышки действительно ими были. Я подозревал, что либо они носили техногенный характер, либо были каким-то странным, причудливым образом произведены вблизи Земли. Из-за «железного занавеса» узнать об этом больше не было никакой возможности. Но мне повезло: летом 1977 года меня пригласили принять участие в конференции весьма высокого уровня, организованной в Советском Союзе. На мероприятие были приглашены всего двенадцать советских и двенадцать американских астрофизиков. Там-то я и познакомился с всемирно известными учеными: Иосифом Шкловским, Роальдом Сагдеевым, Яковом Зельдовичем и Рашидом Сюняевым.

Я прочел доклад – ну да, угадали – о рентгеновских вспышках и встретился с авторами вышеупомянутой статьи. Они любезно предоставили мне данные о множестве вспышек – намного большем их числе, чем говорилось в статье 1975 года. И мне сразу стало понятно, что все это полная ерунда, но я не сказал им этого, по крайней мере тогда. Сначала я встретился с их руководителем, Роальдом Сагдеевым, который в то время возглавлял Научно-исследовательский институт космических исследований Академии наук СССР в Москве. Я объяснил ему, что хотел бы обсудить с ним нечто весьма деликатное. Я перечислил Сагдееву причины, по которым их вспышки никак не могли ими быть, и он сразу все понял. Я признался ему, что боялся сказать об этом открыто, чтобы у его коллег в условиях советского режима не возникло серьезных проблем. Сагдеев заверил меня, что это не так, и призвал встретиться с учеными и повторить все то, что я только что ему рассказал. Так я и сделал – и больше мы о советских рентгеновских вспышках никогда не слышали. Хотелось бы, кстати, добавить, что мы расстались друзьями с советскими коллегами.