Диалоги (август 2003 г.) - Гордон Александр - Страница 45

Если проанализировать всю статистику гамма-всплесков, то получается, что источники к настоящему времени вымирают, раньше их было больше, теперь гораздо меньше.

А.Г. Ну да, мы же видим горизонт не только в пространстве, но и во времени. Всё это происходило 10 миллиардов лет назад.

Б.Ш. Совершенно верно. Но во Вселенной всё потихоньку вымирает – меньше квазаров, меньше сверхновых, меньше гамма-всплесков. Отчего, кстати сказать, в старой Вселенной жить безопасней.

А.Г. Чем ближе к нам, тем беднее картина – ближе во времени.

Б.Ш. Но ещё не вечер – звёзды типа Солнца будут рождаться ещё миллиарды лет.

А.П. Возвращаясь к истории открытий. История делается на наших глазах и отчасти нашими руками. Сейчас, кажется, наступил очередной ключевой момент в понимании природы всплесков.

29 марта этого года произошёл всплеск (они называются по дате) GRB030329. Он был уникален опять-таки курьёзом его обнаружения. Спутник НЕТЕ-2, который предназначен для быстрой передачи информации исследователям, что-то обнаружил, передал сообщение, что что-то зарегистрировано, но это точно не гамма-всплеск.

Через два часа, примерно, учёные, которые эксплуатируют спутник, пришли, посмотрели данные телеметрии и увидели, что на самом деле это ярчайший гамма-всплеск. Автоматика дала сбой – алгоритмы делаются людьми, людям свойственно ошибаться. Алгоритмам – тоже. Таким образом, примерно через два часа по миру через Интернет были распространены координаты гамма-всплеска. Они были известны с большой точностью – примерно три угловые минуты – и можно было наводить телескопы. Но в Европе и Америке была ночь, а телескопы были наведены в Австралии и Японии. И в Австралии уже через полчаса было обнаружено яркое послесвечение от всплеска.

Тут же передали по миру координаты. А мы сидели и ждали темноты. То, что мы увидели, когда настала ночь, вы видите на снимке.

А.Г. Это ваша группа делала?

А.П. Да, в Крымской обсерватории, КрАО.

А.Г. 30 марта?

А.П. 29 марта был первый снимок. И видно, как в течение 9 дней этот ярчайший объект постепенно уходит под чувствительность данного телескопа. Это не значит, что всплеск уже затух – мощные телескопы его продолжают наблюдать. Он сейчас порядка 22-й звёздной величины, что вполне наблюдаемо большими наземными телескопами. И по-видимому, его ещё долго можно будет наблюдать.

Но чем он был замечателен? Оказалось – когда на 14-й день детально измерили спектры – что эти спектры как две капли воды похожи на спектры сверхновой. Тут же в сети появилось сообщение…

Б.Ш. «Загадка всплесков решена!»

А.П. Да, решена – это сверхновая. Но не всё так просто. Всплески продолжают преподносить сюрпризы. Дело в том, что сверхновые имеют определённую кривую блеска – спадающую. А этот источник – после первоначального быстрого угасания – уже больше месяца стоит на одном месте, не падает, это первое. Второе: с большой долей уверенности можно говорить, что он меняет свою звёздную величину примерно на половину звёздной величины на протяжении суток, что никак не похоже на поведение кривой блеска сверхновой.

Б.Ш. Подмигивает и ухмыляется – я бы так сказал.

А.П. Поэтому рано говорить, что проблема источников всплесков уже решена.

А.Г. А какой объект может быть кандидатом на роль гиперновой?

А.П. Очень массивная звезда.

А.Г. Во сколько раз массивнее Солнца?

А.П. В 50, в 100 – ну, может быть, в 30, не знаю.

А.Г. И сколько таких объектов в нашей галактике?

А.П. Тысячи. Много…

Б.Ш. Более того, в нашей галактике есть одна звезда, про которую думают, что она рванёт как гиперновая. Эта звезда не так далеко, называется «Эта Киля» – она уже испускает предсмертные конвульсии.

Если она лучом своим попадёт в нас – мы это переживём, но она угробит все искусственные спутники Земли, мы останемся, скорее всего, без Интернета, без связи. Но она, скорее всего, промажет.

А.П. Хотелось бы верить, что промажет.

Б.Ш. Тогда это будет великий праздник – вал данных, да и просто феерическое зрелище для невооружённого глаза. Но вряд ли всё-таки нам на этом празднике удаться попристутсвовать, потому что характерный срок жизни измеряется сотнями, тысячи лет.

А.Г. То есть «вот-вот рванёт» означает, что это может произойти через тысячу лет.

Б.Ш. На самом деле мы до сих пор занимались феноменологией, отвечали на вопросы Что? Где? Когда? На вопросы «что?» и «где?» мы точно знаем ответ – на космологических расстояниях, миллиарды световых лет и преимущественно в ранней Вселенной. К ответу на вопрос «что?» мы более-менее приблизились. Но есть ещё вопросы «как?» и «почему?» Это уже сфера теории.

В смутные времена истории гамма-всплесков была просто вакханалия теоретических предположений. Шутили, что число теорий гамма-всплесков превышает число известных гамма-всплесков.

А.П. Был такой момент…

Б.Ш. Роберт Немиров опубликовал в своей работе список ста существенно разных теорий происхождения гамма-всплесков. Нет никакой возможности сказать обо всех, скажем только о той, которая кажется наиболее перспективной – она связана с гиперновой.

Как взрывается эта массивная звезда? Её внутренности в какой-то момент теряют устойчивость и начинают проваливаться в центр с ускорением свободного падения. В центре они, в конце концов, формируют чёрную дыру. Но не сразу – мешает момент вращения. И в какой-то момент в центре образуется аккреционный диск. Такой же плотный и такой же массивный, как нейтронная звезда – только плоский и с громадным магнитным полем. И эта штука вращается со скоростью порядка тысячи оборотов в секунду. Это чудовищное магнитное динамо. Это динамо генерирует две струи энергии вдоль оси вращения, вверх и вниз.

Уже делали численные расчёты, которым можно верить. Эти струи за считанные секунды прожигают миллионы километров тела звезды и вырываются в открытый космос. Вот там они и могут излучить эти гамма-кванты. Причём, это происходит со скоростью, близкой к скорости света. Они могут излучать гамма-кванты часами. Но из-за того, что источник движется почти со скоростью света, эти часы (а может быть, дни) сжимаются для нас в секунды. И мы видим эти секундные всплески.

Здесь остаётся масса вопросов. Вообще, модель, может быть, кажется фантастической…

А.Г. После этого звезда всё-таки должна рвануть…

Б.Ш. Рванёт, и как раз рассчитывали, что мы и увидели эту оболочку, если бы была оболочка.

Модель кажется фантастической, на самом деле она взята из жизни. Если можно, следующий рисунок с Галактикой М-87. Я уже говорил про квазары. Вот это маленький, слабенький квазар, в эллиптической галактике М-87, довольно близкой. Там в центре яркое пятно – это сверхмассивная чёрная дыра. Вокруг неё есть аккреционный диск. И работает эта же самая машина, только других масштабов. И видно, что она испускает эту струю. Это светят электроны больших энергий, но там же есть и гамма-квантики, вполне приличные потоки…

А.Г. То есть поглощается огромное количество материи, создаётся тот самый аккреционный диск…

Б.Ш. …являющийся генератором этой струи. Но остаётся масса вопросов. То есть мы просто не знаем массы вещей, не знаем, как они происходят. Мы не знаем, что генерирует эти странные кривые блеска. Мы не знаем, сколько работает эта центральная машина. Мы не знаем, как происходит взаимодействие струи с окружающим веществом, и вообще, что там играет главную роль. И всё время поступают новые, осложняющие ситуацию, так сказать, данные. Буквально месяц назад опубликовано сообщение об открытии сильной линейной поляризации прямых гамма-квантов. Как это интерпретировать, никто не знает.

А.П. То есть во время всплеска GRB021206 была измерена линейная поляризация в гамма-диапазоне.

Б.Ш. Теперь немножко об уроках истории изучения гамма-всплесков. Эта история, конечно, очень богата, и она много показала.