Ирина Радунская - Проклятые вопросы

Но может быть, все-таки события, зафиксированные японской установкой и Баксанским телескопом, совпали во времени случайно? Оценка вероятности случайного совпадения показала, что такое возможно лишь раз на 2000 случаев. Ясно, что зафиксированные события имели общую причину.

Надеюсь, читатель не посетует на большое количество чисел в этом разделе. Ведь они лучше слов показывают, какие грандиозные по размерам и сложности установки сделали реальным новое «окно», через которое астрономы рассматривают Вселенную. Без таких установок невозможна нейтринная астрономия, а она позволяет наблюдать внутренние процессы, сопровождающие гравитационный коллапс массивных звёзд, проживших все стадии своей эволюции и израсходовавших все свои источники термоядерной энергии.

Внимательный читатель заметил, что, несмотря на достоверность наблюдений на всех четырёх установках, не все из них совпадают между собой. Так оно и было. При проверке выяснилось, в частности, что в службе времени установки Камиоканде II произошла неисправность. И моменты наблюдения событий, вызванных космическими антинейтрино, зафиксированные с точностью до долей секунды, в действительности отличаются от международного времени на целую минуту.

Несовпадения могли быть обусловлены и тем, что фотоумножители, являющиеся основой всех четырёх установок, не работают непрерывно. Они выключаются на короткое время после каждой зафиксированной вспышки света. Это могло привести к потере информации о событиях, происшедших во время выключения фотоумножителя.

Нужно учесть и то, что вероятность, с которой в рабочем объёме детектора происходит реакция с участием нейтрино или антинейтрино, очень мала. Поэтому, несмотря на то что во время коллапса сверхновой СН 1987А выделилось огромное число (около 1059) нейтрино и антинейтрино, а на квадратный сантиметр поверхности Земли их пришлось около 1018 (миллиард миллиардов), вероятность вступления одного из них в реакцию с протонами внутри детектора становится очень малой. Поэтому небольшие расхождения в показаниях детекторов не исключены.

Явление сверхновой звезды столь сенсационный факт, что он естественно привлёк внимание большого числа исследователей. Кроме публикаций, описанных выше, в научных журналах появились и многие другие. Вот самые интересные из них.

Уже 30 марта 1987 года группа сотрудников Радиоастрофизической лаборатории АН Латвийской ССР в Риге и Института теоретической и экспериментальной физики в Москве направила в печать глубокий анализ процессов, послуживших причиной появления сверхновой СH 1987А. Э. К. Грасберг, В. С. Имшенник, Д. К. Надеждин и В. П. Утробин провели анализ первых данных, полученных при наблюдении этой сверхновой. Они опирались на свои теоретические исследования, начатые ещё в 1964 году, когда Имшенник и Надеждин создали гидродинамическую модель взрыва компактных звёзд.

Исходным для них было быстрое, кратковременное (менее суток) увеличение блеска с последующим длительным медленным «разгоранием». Это «разгорание» не прекратилось и в середине мая, когда авторы получили корректуру своей статьи. Характерным для сверхновой СН 1987А является наличие ярких спектральных линий в её оболочке и весьма высокая скорость расширения этой оболочки, установленная по смещению спектральных линий к фиолетовому концу. Именно такими признаками обладают сверхновые типа II.

При проведении анализа советские учёные учли, что быстрое возрастание видимого блеска сверхновой наблюдалось спустя три часа после второго нейтринного импульса, зафиксированного в 7 часов 36 минут 27 февраля 1987 года (здесь момент фиксации нейтринной вспышки округлён до ближайшей целой минуты. — И. Р.).

Предварительные результаты анализа выглядят так: сверхновая возникла в ходе двухстадийного коллапса предсверхновой, радиус которой превосходил радиус Солнца примерно в 30 раз. На первой стадии гравитационного коллапса образуется вращающаяся нейтронная звезда. При этом не происходит выброса оболочки. На второй взрывоподобной стадии возникает коллапс вращающейся нейтронной звезды. Основная энергия вращательного движения передаётся выбрасываемой оболочке, масса которой составляет около 16 солнечных масс. Центральная часть ядра звезды в ходе второй стадии коллапса превращается в компактную нейтронную звезду или в чёрную дыру, в зависимости от величины массы, участвующей в этом процессе.

18 мая 1987 года большая группа сотрудников Крымской астрофизической лаборатории и сотрудников Лаборатории космической астрономии в Марселе (Франция) сообщила о результатах своих наблюдений сверхновой звезды, проведённых с 4 по 12 марта 1987 года в ультрафиолетовой области спектра. Наблюдения велись с помощью советской астрофизической лаборатории на искусственном спутнике Земли «Астрон». Это было трудной задачей. Авторы пишут:

«Как только это (вспышка сверхновой. — И. Р.) стало нам известно, было решено изменить мартовское расписание наблюдений на Астрофизической станции «Астрон», чтобы провести исследование этого долгожданного явления. К сожалению, дело усложнялось тем обстоятельством, что ни одна из 15 штатных опорных звёзд (звёзд, избранных для ориентации спутника. — И.Р.) не позволяла в это время навести «Астрон» на область Большого Магелланова Облака. Был найден выход из этой критической ситуации: использовать Сатурн вместо опорной звезды. После пересмотра навигационной программы «Астрона» в начале марта мы смогли начать исследование сверхновой СН 1987А».

Были проведены четыре сеанса наблюдений, после чего Сатурн перестал быть пригоден для ориентации «Астрона», и наблюдения были прекращены. Однако и проведение наблюдения дали ценные результаты, получить которые в наземных обсерваториях невозможно из-за поглощения ультрафиолетового излучения земной атмосферой.

В частности, оценена скорость расширения разлетающейся оболочки сверхновой. 12 марта 1987 года она составляла около 10 000 километров в секунду. Всего в тридцать раз меньше скорости света. При этом радиус светящейся оболочки в 24 раза превосходил расстояние от Земли до Солнца, то есть превосходил радиус орбиты планеты Уран.

10 августа 1987 года Международная обсерватория «Рентген», установленная на борту модуля «Квант», пристыкованного к орбитальной станции «Мир», зарегистрировала жёсткое рентгеновское излучение сверхновой СН 1987А. Через пять дней это излучение обнаружил и японский спутник «Гинго».

В создании обсерватории «Рентген» участвовали учёные Советского Союза, Англии, Голландии, ФРГ и Европейского космического агентства.

Оболочка, отставшая от коллапсирующего ядра сверхновой, в начале своего расширения ещё настолько плотна, что не выпускает наружу рентгеновского и гамма-излучения. Но по мере расширения плотность оболочки уменьшается и она становится всё более прозрачной.