Диалоги (август 2003 г.) - Гордон Александр - Страница 42

Следующее, а точнее, первое по хронологии, великое открытие – это квазары, они были открыты в 63 году. Наблюдали звёзды, как будто очень горячие, с совершенно непонятным спектром. И когда этот спектр расшифровали, тут и случился шок. Оказалось, что они обладают спектром известных элементов, но только смещённым в красную область – на 20 процентов, на 50 процентов, иногда даже в 2 раза. Природа красного смещения была более-менее понятна – это эффект Доплера. Объект от нас удаляется со скоростью, сравнимой со скоростью света – это соответствует модели расширяющейся вселенной. Но тогда мы должны поместить квазары на миллиарды световых лет от нас. Итак, они светят ярче галактик, в тысячи раз ярче галактик.

Мы будем использовать дальше термин «космологическое расстояние», это расстояния, сравнимые с расстоянием до горизонта вселенной. А что такое «горизонт», мы ещё скажем. Наконец, в конце 60-х годов были открыты космические гамма-всплески. С квазарами разобрались примерно за 10 лет, где-то к середине 70-х уже было более-менее понятно, что это такое – это сверхмассивные чёрные дыры в центрах галактик, которые всасывают в себя окружающее вещество, это называется аккреция, от этого они и светятся. А вот с гамма-всплесками была совершенно другая эпопея. Они водили за нос исследователей всего мира четверть века. Только в последние несколько лет завеса чуть-чуть приоткрылась. Но и сейчас мы не можем сказать, что хоть чуть-чуть приблизились к тому пониманию, которое было достигнуто для квазаров где-то уже в 70-х годах.

Начнём с открытия. Из нас двоих Алексей в большей степени наблюдатель, ему слово соответственно.

А.П. Да, экстравагантность открытия всплесков состояла в том, что были открыты не научными приборами, а спутниками-шпионами «Вела», запущенными для контроля за соблюдением договора о неиспытании ядерного оружия в средах. Таких спутников было запущено много, они имели название «Вела». В 69-м году была запущена «Вела-5». Именно эти спутники стали регистрировать вспышки, мощные вспышки гамма-излучения. Что это было такое? По кривой блеска, по количеству это не могли быть земные источники, связанные с испытанием. В то время достаточно сложно было определить направление прихода, потому что детекторы смотрят в 4 . И лишь благодаря тому, что было несколько таких космических аппаратов, то по задержке времени прихода фронта удалось определить, что, по-видимому, с большой долей вероятности, они приходят не с Земли. Ну, и количество сыграло роль. В общем, их было зарегистрировано несколько десятков, порядка 20 на этих спутниках. Такого количества испытаний просто ни одна страна не могла себе позволить.

Александр Гордон: За какой период?

А.П. С 69 по 73 год. Потом первый каталог насчитывал уже порядка 70 всплесков, потому что, когда вернулись назад, посмотрели предыдущие эксперименты на спутниках Вела-3, Вела-4, нашли всплески ещё и там.

Красивая история об открытии всплесков говорит о том, что в 73 году прошлого века эта данные рассекретили, и была опубликована первая работа. На самом деле всё было гораздо прозаичнее. Исследователь Рэй Клебесадел, разработчик этого прибора, когда было точно выяснено, что эти источники находятся не на Земле, положил эти данные в стол и лишь только в 72 году по просьбе начальства он вернулся к исследованию этих необычных явлений, необычных кривых. В 72 году он вернулся к исследованиям, а в 73 году была опубликована первая статья. И как раз в июне 73 года она была опубликована, то есть в этом году исполнилось 30 лет с тех пор, как были открыты гамма-всплески. 30 лет, и за эти 30 лет мы зарегистрировали очень много всплесков, больше 3 тысяч, во множестве космических экспериментов на различных космических аппаратах. Вот такая экстравагантная история.

А.Г. Какие приборы стояли на этих спутниках?

А.П. Это были сцинтиляционные детекторы, которые могли измерять достаточно жёсткое излучение – от 30 КэВ до 2 МэВ.

Б.Ш. Довольно небольшие по размеру, кстати.

А.П. Да, небольшого размера. Они были предназначены для того, чтобы контролировать испытания, а открыли такое замечательное явление, которым мы продолжаем заниматься уже достаточно долго. И эти всплески водят нас за нос и, по-видимому, ещё будут водить.

Б.Ш. В то время было совершенно неизвестно, откуда приходили всплески. Их наблюдали просто в виде внезапного роста темпа отсчёта гамма-квантов. Покажите следующую картинку, если можно. И эти кривые совершенно разные. На самом деле, трудно себе представить, что это всё относится к одному и тому же явлению. На самом деле, они вписываются в единую статистику, и похоже, что здесь просто работают какие-то неустойчивости, какая-то стохастика, природа играет в кости, когда генерирует эти кривые. Ко всему прочему – это очень яркий феномен. Чтобы открыть какое-то новое явление, как правило, требуются дорогие прецизионные установки. А вот это можно было открыть детектором размером с монету – будь он помещён на спутнике. По яркости это явление сравнимо с яркими солнечными вспышками – но Солнце рядом, а это неизвестно где.

А.Г. То есть их мог бы зафиксировать даже бытовой счётчик Гейгера.

А.П. Совершенно верно, но только будь он на орбите.

Б.Ш. 100 фотонов в секунду через сантиметр квадратный – вот характерная величина.

Что тогда думали по поводу этих всплесков? Думали, что это нейтронные звёзды, о которых мы говорили. Они вообще богатые на всякие неожиданные явления. Но тем временем история продолжалась…

А.П. Что только не думали, было достаточно много гипотез, мы расскажем про это, но после открытия всплесков их исследованию стали посвящать специализированные эксперименты. Таких экспериментов было достаточно много. Если мы посмотрим на следующую картинку, то увидим, сколько было экспериментов, которые исследовали космические всплески. Здесь на двух картинках перечислены эти эксперименты. Достаточно сказать о самых выдающихся, на наш взгляд.

С американской стороны это «Пионер Венера Орбитер», спутник, на котором был установлен детектор гамма-всплесков. И американский же «Солар Максимум Мишн». Но Советский Союз тоже не был в стороне от этих исследований. Это были такие эксперименты, такие как «Конус», разработанный в питерском Физтехе Евгением Павловичем Мазецем, «Снег» на космических аппаратах Венера-11-14. «Снег» был советско-французский эксперимент, а И.В. Эстулин руководил этим экспериментом в ИКИ. В общей сложности советские эксперименты зарегистрировали порядка 200 всплесков за эти годы.

А.Г. Я вижу, что по крайней мере 10 из этих экспериментов продолжаются и по сей день.

А.П. Да, да, и сейчас исследования продолжаются. И мы, наверное, пару слов попозже скажем об этом. Что же эти эксперименты дали? Они определили не направление прихода всплесков, а сам факт регистрации этих всплесков.

Б.Ш. Общую статистику.

А.П. Да, общую статистику. И направление можно было определять примерно по триангуляции – когда в пространстве расположено много спутников, то по времени задержки прихода плоского фронта можно было строить дуги, и дальше эти дуги где-то пересекались. Это называется error-box, т.е. область локализации всплеска. Они были достаточно большими. И люди пытались смотреть в эти области локализации (боксы) другими приборами, оптическими в частности. И ничего там не находили, эти боксы были пустые!

Б.Ш. Поэтому по-прежнему подозревали нейтронные звёзды. И однажды показалось, что это точно подтвердилось, что это доказано.

А.П. 5 марта 79 года случился очень мощный всплеск. Надо сказать, что он был зарегистрирован сразу же семью аппаратами, которые летали либо на орбите Земли, либо на межпланетных траекториях. Чем этот всплеск был замечателен? Он был очень мощный. Но это не всё. Удивительно, но в этом всплеске нашли период в пульсациях – порядка 8 секунд, чуть меньше 8 секунд. Что такое 8 секунд? 8 секунд это…