Чтение онлайн

Второе письмо было от молодого человека из города Зоннеберг в Тюрингии, который тоже хотел стать астрономом, но отец забрал его против воли из школы. Он вынужден был изучать торговое дело, чтобы унаследовать отцовскую фабрику. Но во время войны предприятие было реквизировано, молодой человек почувствовал себя свободным и просил Гартвига взять его на службу. Он был даже готов некоторое время работать бесплатно, лишь бы ему была предоставлена возможность заниматься астрономией в Бамбергской обсерватории. Гартвиг принял его на работу и оказал поддержку. Позже этот любитель астрономии наверстал упущенное и закончил школу и университет. Это был Гуно Хоффмейстер (1892–1968), который впоследствии основал обсерваторию в Зоннеберге. Это его наблюдение кометы в 1942 г. позволило Бирману открыть солнечный ветер. Среди многих тысяч открытых им звезд две стали настоящей сенсацией. Одна из них-BL Ящерицы — была первой звездой среди целого класса до той поры совершенно неизвестных объектов, которые находятся в пространстве между галактиками, на огромном расстоянии от них. Другая звезда (мы еще вернемся к ней позже) стала одним из излюбленных объектов изучения рентгеновской астрономии. Но когда Гуно Хоффмейстер писал свое письмо Гартвигу, он, конечно же, еще не подозревал о своем будущем.

Вернемся к сверхновой, открытой Гартвигом. Если сверхновая вспыхнула в галактике Андромеды, то, вероятно, такое же событие может произойти и в нашей Галактике. Встречались ли сверхновые среди звезд нашего Млечного Пути? Можно ли найти упоминания об этих событиях в исторических хрониках? Появление сверхновой достаточно трудно отличить от возникновения так называемых новых звезд, о которых еще пойдет речь: если новая звезда вспыхнет очень близко от нас, то она будет светить на небе существенно ярче, чем далекая сверхновая. Теперь мы знаем, что в новое время в нашем Млечном Пути наблюдалось по меньшей мере две Сверхновые. Первую из них обнаружил в 1572 г. знаменитый астроном Тихо Браге в созвездии Кассиопеи. Иоганн Кеплер в 1604 г. описал появление очень яркой звезды в созвездии Змееносца, которая вновь погасла спустя некоторое время. [19] Обе эти звезды были Сверхновыми, сравнимыми по яркости со звездой, обнаруженной Гартвигом в Туманности Андромеды. Сегодня мы знаем, что во время вспышки сверхновой звезда буквально взрывается и выбрасывает в пространство большое количество вещества. Мы нашли в пределах нашего Млечного Пути множество звезд, окруженных газовыми массами, которые разлетаются от центра с высокими скоростями. Можно предположить, что эти звезды в далекие времена взорвались как сверхновые, а теперь мы видим вокруг них остатки газовых облаков, выброшенных во время взрыва. Наиболее известная среди таких звезд находится в созвездии Быка.

В созвездии Тельца наблюдается небольшая туманность, которая в отличие от Туманности Андромеды действительно состоит из диффузного газового вещества, а не из отдельных звезд. Ее называют Крабовидной туманностью (рис. 7.6). Газовые массы, образующие эту туманность, разлетаются друг от друга с большой скоростью. Некоторые из них перемещаются по отношению к другим со скоростью в несколько тысяч километров в секунду. Зная скорость разлета газовой оболочки и ее размеры, можно вычислить, когда произошел взрыв Сверхновой. Оказывается, что это событие должно было произойти около 1000 года нашей эры. Можно ли найти упоминание о яркой звезде в созвездии Тельца около 1000 года? Действительно, в китайских и японских хрониках упоминается яркая звезда, которая в 1054 году вспыхнула на небе в том месте, где теперь находится Крабовидная туманность. Эта звезда была столь яркой, что целых две недели ее можно было видеть на небе и днем. Это была настоящая сверхновая звезда. К сожалению, в европейских исторических источниках это событие не упоминается. Каждый раз, когда ко мне в руки попадает книга по истории, я смотрю, что происходило в 1054 году. Я узнал уже очень много интересного о событиях этого года. Так, например, в этом году умерли люди, о которых я до сих пор совершенно ничего не слышал. Однако нигде нет никаких упоминаний о необычайном небесном явлении. Трудно понять, почему столь впечатляющее появление новой звезды не описано ни в одной из хроник. Может быть, тогда в Европе мало интересовались изменениями на звездном небе, а может быть, просто все две недели стояла плохая погода. [20]

При появлении сверхновой, по всей видимости, происходит взрыв всей звезды, и ее вещество или по крайней мере большая его часть разлетается в пространстве. Исчезает ли звезда полностью после взрыва или же от нее что-нибудь остается? Ответ на этот вопрос был получен в 1968 году. Об этом пойдет речь в следующей главе. А пока мы обсудим, что происходит с веществом, выброшенным со звезд в пространство.

Межзвездное пространство нашей Галактики нельзя считать абсолютно пустым: в нем существуют скопления газа и пыли. В гл. 12 мы увидим, что из межзвездного газа могут образовываться новые звезды. Частично межзвездный газ остался еще со времен формирования нашей Галактики. Впоследствии из этого газа образовались все звезды, которые, как мы видели, «возвращают» часть своего вещества в межзвездное пространство. Таким образом, межзвездное вещество смешано с газами, которые звезды потеряли за время своей жизни. Зародыши пылевых частиц образуются путем конденсации под действием звездного ветра. Так, например, от звезды R Северной Короны разлетаются облака черной пыли, которые ослабляют ее свет. В межзвездном пространстве на зародышах пылевых частиц постепенно осаждаются атомы газов и образуют твердую оболочку частицы. Так происходит рост зародышей пылевых частиц. Эти частицы растут до тех пор, пока не разрушатся. Разрушение частиц может произойти из-за взаимного соударения, столкновения с высокоэнергетичными частицами космических лучей, или за счет испарения, если они окажутся поблизости от горячей звезды. Межзвездное вещество постоянно пополняется газами, «улетевшими» с поверхности звезд. Поэтому химический состав межзвездного вещества постепенно изменяется. Это вещество обогащается тяжелыми элементами, образовавшимися в недрах звезд. Таким образом, звезды существенным образом определяют свойства межзвездного вещества, из которого в свою очередь образуются новые звезды.

При взрывах сверхновых такое обогащение межзвездной материи происходит особенно быстро, поскольку, как мы увидим в гл. 11, во время таких взрывов в межзвездное пространство выбрасывается много тяжелых элементов. Скорости разлета части вещества при взрыве сверхновой настолько велики, что оно быстро заполняет весь объем нашей Галактики. Это частицы вездесущего космического излучения, которое мы наблюдаем и у поверхности Земли.

То, что после взрыва сверхновой остаются и другие объекты, кроме расширяющегося светящегося облака и космического излучения, впервые стало известно в 1968 году.

Сообщение, опубликованное в феврале 1968 года в английском журнале «Nature», было столь удивительным, что его тут же подхватила вся мировая пресса. Группа ученых в Кембридже, руководимая Энтони Хьюишем, извещала о том, что ей удалось принять радиосигналы из глубин Вселенной.

После второй мировой войны начался расцвет радиоастрономии. Космический газ — межзвездное вещество — обладает способностью испускать и поглощать излучение в области радиочастот. Подобно свету, это излучение проходит сквозь земную атмосферу и может служить дополнительным источником информации о Вселенной. Исследуя космическое радиоизлучение, можно получать сведения о свойствах межзвездного вещества в нашей Галактике; удается также принимать и анализировать радиоизлучение межзвездного газа в других звездных системах. Галактики, дающие особенно интенсивное радиоизлучение, получили название радиогалактик.

Приходящее к нам радиоизлучение испытывает влияние вещества, выбрасываемого Солнцем и движущегося в межпланетном пространстве к границам Солнечной системы (т. е. влияние солнечного ветра, о котором шла речь в предыдущей главе). Наблюдаемые из-за этого временные флуктуации радиоизлучения во многом подобны мерцанию света звезд, обусловленному движениями воздушных масс в атмосфере.

Именно для исследования подобных флуктуации, обусловленных межпланетным веществом, и был предназначен радиотелескоп, строительство которого было начато в Кембридже в 60-е годы. На площади в два гектара (где уместилось бы 57 теннисных кортов) было установлено более 2000 отдельных антенных элементов. Поскольку с помощью этого антенного поля предполагалось исследовать флуктуации излучения радиоисточников, вызванные солнечным ветром, приемное устройство было рассчитано на регистрацию быстрых изменений приходящего радиоизлучения. Прежние радиотелескопы не давали такой возможности, и поэтому кембриджский радиотелескоп как будто специально был приспособлен для открытия быстропеременных сигналов от пульсаров — открытия, которое отодвинуло на второй план ту задачу, ради которой радиотелескоп был построен: исследование флуктуации радиоизлучения, обусловленных солнечным ветром.

Поскольку поворачивать гигантскую антенную систему невозможно, подобный радиотелескоп принимает радиоизлучение из узкой полосы небесной сферы, которая проходит над антенной радиотелескопа, пока Земля совершает свое суточное вращение. В июле 1967 г. строительство было закончено и начались наблюдения. Круглые сутки регистрировалась интенсивность приходящего радиоизлучения с длиной волны 3,7 метра. За неделю на 210 метрах диаграммной ленты самописец рисовал кривые интенсивности излучения от семи участков неба. Усилия были направлены на поиск стабильных радиоисточников, излучение которых «мерцает», взаимодействуя с солнечным ветром. Наблюдениями на телескопе и трудоемкой обработкой результатов занималась аспирантка Джоселин Белл. Ее интересовали быстрые флуктуации радиоизлучения от космических источников, попадающих в поле зрения телескопа при суточном вращении Земли.

Девять лет спустя Джоселин Белл-Бернелл в своей речи на одном из приемов вспоминала о том времени, когда она под руководством Хьюиша работала в Кембридже над диссертацией. Она рассказывала о выходившей из-под пера самописца нескончаемой ленте, которую ей приходилось просматривать. После первых трех десятков метров она научилась распознавать радиоисточники, мерцающие из-за солнечного ветра, и отличать их от радиопомех земного происхождения. «Через шесть или восемь недель после начала исследований я обратила внимание на какие-то отклонения сигнала, зарегистрированного самописцем. Эти отклонения не очень походили на мерцания радиоисточника; не были они похожи и на земные радиопомехи. Кроме того, мне вспомнилось, что подобные отклонения мне однажды встречались и раньше, когда регистрировалось излучение от этого же участка неба». Дж. Белл хотела вернуться к этой записи, но ее задержали другие дела. Только в конце октября 1967 г. она вновь занялась этим явлением и попыталась записать сигнал с более высоким временным разрешением. Однако источник на этот раз найти не удалось: он вновь дал о себе знать лишь к концу ноября.