Оказывается, это направление было случайно разбросанным по небу и никуда не концентрировалось.
А.Г. То есть отовсюду. Мог отсюда, мог оттуда…
Б.Ш. Отовсюду. Тогда предложили такую идею. Хорошо, может быть, они не очень яркие и, может быть, мы их видим только с расстояния порядка толщины галактического диска? Вот мы сидим где-то здесь и видим гамма всплески вокруг себя. Так рассуждали в то время. Интересно взять «Маленькую энциклопедию космоса» издания 86 года. Там написано, что это, скорее всего, нейтронные звёзды. И там есть одна характерная фраза: «Источники гамма-всплесков обладают поразительной энергетикой. За вспышку излучается 10 в 40-ой степени эрг». Запомните эту цифру - 10 в 40-ой эрг - она ещё будет меняться. Что это такое? 10 в 40-ой эрг - Солнце столько выделяет примерно за месяц. А здесь за секунды и в гамма-диапазоне, конечно, это много и поразительно.
А.Г. Только в гамма-диапазоне?
Б.Ш. Только в гамма-диапазоне, да. Итак, было это смущающее обстоятельство. И пока так думали, комбинировали все эти геометрии, началась новая эпоха. Это начало 90-х годов. Запустили новый аппарат.
А.П. Долго ожидаемая обсерватория имени А.Комптона была посвящена исследованиям высокоэнергичных явлений в космосе. В частности, там был установлен прибор БАТСЕ (BATSE), который регистрировал всплески. Уникальность этого прибора была в том, что он был в 10 раз более чувствителен, чем работавшие прежде. Там были большие блины, большие детекторы, полуметровые, их было 8 штук, это с одной стороны. С другой стороны, его уникальность была в том, что он мог регистрировать в режиме реального времени направления прихода всплесков. С не очень большой точностью, порядка трех градусов, но этого было достаточно, чтобы построить то самое распределение и посмотреть, есть ли там концентрация к плоскости галактики или нет? Есть ли там концентрация к направлению на центр галактики или нет?
Это 91-й год, руководителем этого эксперимента был Джерри Фишман. (Кстати, эксперимент этот очень долго работал, он работал до самого затопления обсерватории в 2000 г.) После запуска, тут же стали регистрироваться всплески, с частотой примерно один раз в день. Тут все исследователи стали потирать руки - ага, пройдёт год-два, накопится достаточно статистики, построим это распределение и увидим, наконец-то, плоскость галактики. Не тут-то было.
93-й год, первый каталог BATSE, порядка трехсот всплесков, с координатами. Все стали строить распределение по небу, построили и прослезились - не было никакой концентрации ни к плоскости галактики, ни к галактическому центру!
Б.Ш. Но это ещё не всё, это ещё не самое страшное.
А.П. Была полная изотропия.
А.Г. Равномерная изотропия по всем направлениям.
Б.Ш. И это ещё не самое страшное. Обнаружилась сильная недостача слабых всплесков. Поясню. Допустим, вы получили в четыре раза более чувствительный детектор, значит, он стал видеть в два раза дальше, работает закон обратных квадратов расстояний. Но это значит, что он стал просматривать сферу в восемь раз большего объёма, и если всплески равномерно распределены в пространстве, значит, мы их должны видеть в восемь раз больше. А этого не было, было гораздо меньше. И на самом слабом конце распределения, где BASTE ещё должен прекрасно видеть всплески, он не досчитывался всплесков с фактором десятка. Что это могло означать? Изотропия и недостаток слабых - это значит, что источники гамма-всплесков образуют сферическое облако, в центре которого мы сидим, и это облако с краёв ограничено - за пределами этого облака источников мало, или их нет вообще.
Какие системы вообще имеют такую геометрию в космосе? Например, в Солнечной системе есть кометное облако Оорта, оно сферическое, мы в центре - но из комет не получишь гамма-всплесков. Хотя были и такие гипотезы, но их серьёзно не рассматривали.
Тогда придумали следующую систему. Вот у нас есть галактический диск, в нём рождаются нейтронные звёзды. Но они рождаются с большими начальными скоростями из-за взрыва сверхновой. Они вылетают из галактики и засеивают пространство вокруг неё большой короной из очень старых нейтронных звёзд. И, может быть, с этими старыми нейтронными звёздами происходят какие-то катаклизмы? Облако большое, мы хоть и смещены от центра, но не так сильно, и можем этой асимметрии не заменить. Тут возникает такая проблема, что здесь уже десятью в сороковой степени не обойдёшься, здесь нужно уже десять в 44-ой эрг, это уже тысячу лет Солнцу нужно выработать такую энергию.
А.Г. И спустить её за секунду…
Б.Ш. Тем не менее, гамма-всплески - объект богатый, и люди придумали как настричь с нейтронной звезды эти самые десять в 44-й эрг, это взрывное высвобождение магнитного потока, но не будем в это углубляться.
А.Г. При такой модели, на каком расстоянии должны были находиться эти нейтронные звёзды от нас?
А.П. Десятки килопарсек.
Б.Ш. Сотни, минимум сотни килопарсек, это триста тысяч световых лет.
Но есть ещё одна система с нужной геометрией - это вся Вселенная. Поясню. Лет 15 или больше назад знатоки из клуба «Что, где, когда?» сели в лужу, отвечая на вопрос школьника - почему ночью небо тёмное. Это мне один из знатоков рассказывал, Виктор Сиднев. Они решили, раз школьник, значит, вопрос должен быть простой, и ответили, что Земля загораживает солнечный свет - света нет, небо тёмное. Школьник был не так прост. Он имел в виду так называемый фотометрический парадокс Ольберса, а именно: если Вселенная существует вечно, если она бесконечная и однородная, небо должно сиять как поверхность Солнца - это очень простой факт, понятный в рамках школьной программы, не будем его объяснять, пусть останется домашним заданием для телезрителей. Но небо-то тёмное, а тёмное оно потому, что Вселенная расширяется и потому что она имеет горизонт.
Итак, что такое горизонт? Проще всего себе его представить таким образом. Сейчас мы знаем достаточно хорошо, что Вселенная родилась примерно 14 миллиардов лет назад. Это значит, что мы не можем видеть дальше, чем 14 миллиардов световых лет. Грубо говоря, это и есть горизонт.
Вот, что видит космический телескоп «Хаббл», глядя прямо в горизонт. Здесь суп из слабых галактик, здесь их столько, что не пересчитать, большинство из этих слабых точек - это галактики, находящиеся дальше, чем на полпути к горизонту вселенной. Там есть несколько галактик, которых «Хаббл» не видит, у них очень большое красное смещение. И если верна гипотеза, что работает эта геометрия всей вселенной, значит, большинство всплесков происходит от этих слабеньких галактик - понятно, почему этих источников не видели. Но если эта геометрия работает, это уже не десять в 44-й эрг. Цена вопроса - миллиард, это десять в 53-й эрг. Целая галактика выделяет такую энергию примерно за сто лет, а даже звезда покрупнее Солнца не высветит такой энергии никогда. И отдельная нейтронная звезда тут уже не проходит никак.
А.П. Энергетика велика.
А.Г. Любая звезда не проходит.
Б.Ш. Но на самом деле нейтронные звёзды бывают парными. Если у нас есть две большие парные звёзды, то они могут после себя оставить парный труп, парную нейтронную звезду.
А.П. За счёт слияния.
Надо сказать, что середина 90-х годов была критической для перехода сознания учёных от галактической модели к этой, космологической. Достаточно вспомнить очень интересный диспут в 95-ом году (он был показан по публичному телевидению в США) - это диспут на тему происхождения гамма-всплесков между двумя последовательными сторонниками различных гипотез. Гипотезу галактическую представлял Дон Лемб, а Богдан Пачинский - гипотезу космологическую. Участвующие в диспуте разделились на две партии, каждая партия приводила очень интересные и аргументированные доказательства той или иной гипотезы. Победивших не было, но этот диспут показал, что космологическая модель если не начинает преобладать в умах, то занимает существенную долю на рынке гипотез о происхождении гамма-всплесков. И тогда же на некоторых симпозиумах, семинарах можно было наблюдать антинаучное действие, когда на последнем заседании конференции ведущим конференции на голосование ставился вопрос - какова природа гамма-всплесков, космологическая либо галактическая. Таким образом решалась проблема происхождения гамма-всплесков.
А.Г. Проще было кинуть монету, наверное.
А.П. Наверное.
Б.Ш. Виден был дрейф общественного мнения.
А.П. Да, постепенно происходило накопление данных с эксперимента BATSE, которые всё больше и больше убеждали людей в том, что мы живём в геометрии Вселенной, а не в геометрии галактики либо короны.
А.Г. И всё-таки рекорд десять в 54-й? В 53-ей?
Б.Ш. Рекорд - почти десять в 55-й.
А.Г. Откуда же взять такую колоссальную энергию?
Б.Ш. Взять откуда? Я сказал об одном варианте - это две нейтронные звезды. Самое интересное, что такие пары нам известны, в нашей галактике есть их три штуки, это двойные пульсары. Причём видно, как они замедляются и теряют свою орбитальную энергию за счёт излучения гравитационных волн. Это значит, что когда-нибудь они сольются и упадут друг на друга, и вот это будет фейерверк. Скажу сразу, что десять в 54-й здесь не получится, но получится всё равно много.
Здесь есть такой эффект: мы считаем эти эрги, думая, что всё это взрывается как бомба, что энергия уходит равномерно во все стороны, а это не факт. Можно сильно сэкономить, если предположить, что это направленный взрыв, как луч прожектора. Если мы попадаем в этот луч, тогда требуется меньше энергии, но тогда мы много всплесков не досчитываемся.
А.П. Видим только то, что попадает лучом на нас.
Б.Ш. Это самое драматическое время, эпоха всех этих диспутов, голосований, когда люди более или менее пришли к галактической модели. На самом деле осталось два кандидата, и в это время доминировала как раз теория слияния двух нейтронных звёзд.
Но сейчас надо сказать, что ключевым моментом утверждения космологической модели был, наверное, 97 год?
А.П. Да, был момент, когда информация по всплескам накапливалась-накапливалась, но вся эта информация происходила из гамма-диапазона. Всплески оставались гамма-всплесками, но очень хотелось посмотреть, а есть ли что-то там в оптике, в других диапазонах волн, потому что, увидев что-то в оптике, можно отождествить это с каким-то известным астрономическим объектом…
А.Г. И кроме того, это всё-таки абсолютная локализация.
А.П. Да, и кроме всего, это более точная локализация. Совершенно точно.
Б.Ш. Там градусы, здесь - секунды.
А.П. В 97-м году был запущен итало-голландский спутник «Беппо-Сакс», который имел рентгеновские телескопы, и который мог достаточно быстро навестись на область локализации гамма-всплеска. То есть если мы в гамма-диапазоне имеем точность несколько градусов, то рентгеновский телескоп может уже эту область посмотреть и определить, есть ли там источник с точностью несколько угловых минут и даже лучше - в зависимости от яркости источника.
И вот 27 февраля 97-го года после очередного всплеска «Беппо-Сакс» навелся своим рентгеновским телескопом на область локализации всплеска, и увидел послесвечение в рентгене, т.е. увидел рентгеновский источник, который затухал, достаточно точно определил его координаты, передал на Землю, и далее большие оптические телескопы стали смотреть в эту точку. И, о, счастье, мы увидели то, что называем «оптический транзиент», оптический компонент от гамма-всплеска.
Почему так уверенно определили, что это оптический компонент? Его не было ни в каких каталогах, то есть это был новый источник и он затухал. Таким образом, было открыты рентгеновское послесвечение и оптический компонент. И что самое интересное, через некоторое время, когда источник достаточно потух, в оптике на его месте увидели галактику. Это называется родительская галактика. Увидели предположительно там, где сидит этот источник всплеска. И измерили спектральные линии от этой галактики.
А.Г. Их красное смещение…
А.П. Совершенно точно, нашли красное смещение - прямое доказательство космологической природы источников.
А.Г. И как далеко располагалась эта галактика?
Б.Ш. Здесь красное смещение - единица, это примерно 10 миллиардов световых лет.
С тех пор уже известны десятки таких случаев отождествлений, найдены послесвечения, для многих измерены красные смещения. Все - на космологических расстояниях, рекорд красного смещения - 4 с половиной. Вот один из таких случаев. Его уникальность в том, что здесь было поймано прямое оптическое свечение ещё в тот момент, когда продолжался гамма-всплеск.
А.П. Это знаменитый всплеск 23 января 1999 года.
Б.Ш. Оптический телескоп-автомат успел сработать и навестись по сигналу от BATSE, когда продолжался всплеск. Так вот, это свечение, находясь на горизонте Вселенной, было 8-й звёздной величины - можно увидеть в сильный бинокль.
А.П. То есть если знать куда смотреть, можно этот источник легко увидеть.
Б.Ш. На этом снимке он уже снизил яркость в миллион раз и всё равно ярче родительской галактики. Это говорит о масштабах явления.
В тот момент, в 97-98 годах, кроме модели, о которой я рассказывал - слияние двух нейтронных звёзд - появилась другая. Она появилась на самом деле ещё в начале 90-х, Стен Вусли её вначале предложил - что, может, это какой-то необычный тип сверхновой. Обычная сверхновая - разлетается огромная масса вещества и долго светит. Если предположить, что какая-то порция энергии прорвалась через всё это вещество в открытый космос, тогда она могла и дать такой всплеск.
И, начиная с 99 года, стали появляться всё новые и новые данные, что это скорее всего гиперновая. Во-первых - гамма-всплески происходят в областях, где идёт очень интенсивное звездообразование, где много вещества. В случае гиперновой всё понятно, это массивная звезда, она гибнет там же, где рождается. Если это пара нейтронных звёзд, она успевает улететь Бог знает куда.
Если проанализировать всю статистику гамма-всплесков, то получается, что источники к настоящему времени вымирают, раньше их было больше, теперь гораздо меньше.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33