Тайны пространства и времени - Комаров Виктор Ноевич - Страница 35

Нестационарная Вселенная

Было время, когда казалось, что космические объекты, составляющие население нашей Вселенной, почти не изменяются с течением времени, постепенно переходя от одного стационарного состояния к другому стационарному состоянию. Однако с появлением новых средств астрономических исследований, позволяющих регистрировать и анализировать информацию, содержащуюся не только в оптическом, но и в других диапазонах космических электромагнитных излучений, картина «спокойной» Вселенной была кардинально пересмотрена. Выяснилось, в частности, что почти все известные нам галактики излучают не только свет, но и радиоволны, и что эти излучения связаны с выделением огромных количеств энергии. В настоящее время не приходится сомневаться в том, что источником этих энергий являются активные физические процессы, протекающие в ядрах этих звездных систем. И, судя по всему, подобные активные нестационарные процессы играют весьма существенную роль в эволюции космических объектов! Эта роль впервые была отмечена выдающимся советским астрофизиком академиком В.А. Амбарцумяном.

В 1960-х годах новые технические возможности позволили астрономам исследовать неизвестные свойства уже известных объектов. В частности, внимание ученых привлекли так называемые голубые звезды. Они были впервые обнаружены и даже сфотографированы 100 лет назад и на этих снимках выглядели так же, как и другие звезды нашей Галактики. Правда, было замечено, что они обладают очень сильным ультрафиолетовым излучением, но это обстоятельство почему-то в то время никого не заинтересовало. И только когда выяснилось, что эти звезды являются еще и радиоисточниками, они стали объектом пристального исследования. Одной из таких звезд, зарегистрированной в каталогах космических радиостанций под номером ЗС 273, заинтересовался американский астроном, голландец по происхождению Мартен Шмидт. Исходя из результатов спектральных наблюдений, он пришел к выводу о том, что объект ЗС 273 должен находиться от Земли на расстоянии порядка нескольких миллиардов световых лет, то есть у границ наблюдаемой области Вселенной. Но это означало, что загадочный объект излучает неправдоподобно большое количество энергии…

Открытие космических объектов, впоследствии получивших название квазаров, явилось одним из самых выдающихся событий в естествознании второй половины XX столетия.

Согласно подсчетам, квазар ЗС 273, обнаруженный первым, излучает примерно в сто раз большую энергию, чем самые гигантские известные нам галактики! Это тем более удивительно, что квазары представляют собой компактные образования – их поперечники достигают всего нескольких световых месяцев, максимум – года.

По-видимому, квазары возникли раньше, чем галактики, а затем каким-то образом «обрастали» звездами и становились ядрами этих звездных систем. Что же касается источников их энергии, то этот вопрос остается открытым. Единственное, что можно утверждать определенно, – то, что это не термоядерные реакции. Такие реакции заведомо не могли бы обеспечить столь высокий выход энергии из столь небольшого объема.

Очередная загадка Вселенной

По мере развития науки все больший интерес и все большую ценность приобретает изучение «единичных» явлений, от исследования которых естествознание на протяжении своей истории упорно открещивалось. Считалось, что единичные явления ни с чем нельзя сравнить и поэтому их изучение сталкивается с непреодолимыми трудностями. В особенности это касалось явлений, происходящих во Вселенной, поскольку их, как правило, невозможно воспроизвести и повторить в эксперименте.

Но, с другой стороны, именно «единичные» явления представляют собой особый интерес для современной науки, поскольку они уникальны, а все уникальное содержит в себе неповторимую информацию, позволяющую осуществлять успешное наступление на самые сокровенные тайны природы!

Популяризаторы науки любят повторять, что Вселенная неистощима на всевозможные сюрпризы. Но это справедливо лишь отчасти. Хотя течение времени в различных регионах Вселенной зависит от величины сил тяготения, «в среднем», по нашим земным меркам, космические события происходят чрезвычайно медленно. А по этой причине промежутки времени между «единичными» уникальными космическими событиями и явлениями чрезвычайно велики. Так что, если что-то подобное удается зарегистрировать – это означает, что нам в высшей степени повезло, поскольку это явление пришлось как раз на тот краткий отрезок времени, в течение которого существует астрофизика. А это придает явлениям, о которых идет речь, особую ценность.

Одно из таких уникальных загадочных космических явлений было зарегистрировано в 1978 году, когда астрономам удалось обнаружить в созвездии Водолея объект, получивший в дальнейшем условное обозначение SS433.

Первая загадка возникла уже при изучении его спектра. Оказалось, что у этого объекта часть спектральных линий смещена к красному концу спектра, а часть – к фиолетовому. Известно, что подобное смещение спектральных линий наблюдается в тех случаях, когда источник излучения соответственно от нас удаляется или к нам приближается. Получалось, что объект SS433 удаляется от нас со скоростью около 80 тысяч километров в секунду и одновременно… приближается к нам со столь же высокой скоростью!

Но никакое материальное тело в реальном мире не может в одно и то же время перемещаться в двух диаметрально противоположных направлениях. Так способна вести себя только очень сложная система, различные части которой движутся по-разному.

Вскоре обнаружился еще один не менее удивительный факт. Выяснилось, что линии в спектре SS433 меняют свое положение с периодом, равным 164 суткам!

Мало того, оказалось, что загадочный объект интенсивно излучает в рентгеновском диапазоне, является переменным источником инфракрасного излучения и радиоисточником с чрезвычайно сложной структурой!..

Не слишком ли много загадок для одного и того же космического объекта? Естественно, возник вопрос: какова его физическая природа? Других космических объектов с аналогичными свойствами астрономы никогда не регистрировали. В подобных ситуациях единственным способом поисков объяснения является построение теоретической модели, при создании которой используется все многообразие уже» известных нам физических явлений во Вселенной. Точнее, комбинация подходящих фрагментов таких явлений.

Многое при этом, разумеется, зависит от изобретательности и творческого воображения исследователя, но зато появляется возможность на основании полученной модели что-то предсказать, а затем сравнить подобный прогноз с результатами наблюдений.

И такая модель была построена. Суть ее состоит в следующем. Из центральной части некоего объекта выбрасываются с большой скоростью две газовые струи. Одна из них движется по направлению к земному наблюдателю, другая – от него. Именно этим обстоятельством объясняется то таинственное «раздвоение» SS433, о котором шла речь выше.

В центральной же области SS433 расположен компактный газовый диск, вращающийся вокруг центрального массивного тела. При этом струи газа движутся в плоскости, образующей с осью вращения газового диска угол около 20 градусов. Таким образом, вся система приобретает свойства наклонного волчка.

Из механики известно, что ось вращения такой системы должна медленно менять свое положение в пространстве – испытывать так называемую прецессию. Как это, в частности, происходит с осью суточного вращения Земли. Благодаря этому, положение газовых струй в объекте SS433 относительно земного наблюдателя будет с течением времени периодически изменяться. Таково возможное объяснение второй загадки SS433 – 164-суточной периодичности в перемещении линий в его спектре.

Пока не вполне ясно, за счет каких сил движение газа в струях в SS433 остается постоянным и упорядоченным? Не исключено, что здесь существенную роль играют мощные магнитные поля. Не установлено и точное расстояние до загадочного объекта. Оценки колеблются от 11 до 17 тысяч световых лет, но во всяком случае ясно, что объект SS433 расположен в пределах нашей Галактики.