Крошка-монстр в созвездии Циркуля

Материал подготовлен редакцией ИноСМИ специально для раздела РИА Наука >>

Фил Плейт (Phil Plait)

Тысячелетия назад,  за 26 000 световых лет от нас в тусклом и, в общем-то, заурядном созвездии Циркуля родился монстр. Крик новорожденного был просто потрясающим.

Этим ребенком была нейтронная звезда, а ее криком стала вспышка сверхновой — титанический и до нелепого яркий результат гибели массивной звезды.

Масса этой звезды, по-видимому, исходно превышала массу нашего Солнца в 8 – 20 раз. Она вращалась по узкой орбите вокруг другой массивной звезды. Оборот вокруг друг друга они делали примерно за две недели. В глубине этой звезды из легких элементов образовывались более тяжелые. В сущности, она была гигантским ядерным реактором.

В итоге через несколько миллионов лет ядерное топливо иссякло. Ядро коллапсировало, высвободив огромное количество энергии. В итоге наружные слои звезды разлетелись в стороны с большой скоростью и образовалась сверхновая. Само же ядро после коллапса превратилось в сверхплотный шар диаметром в несколько километров, состоящий в основном из нейтронов. Взрыв, скорее всего, был не симметричным, а слегка несбалансированным, в результате чего новообразованная нейтронная звезда получила сильный «пинок».

Получившаяся система поражает воображение: раскаленная звезда массой с Солнце, но размером с небольшой город, вращающаяся по вытянутой эллиптической орбите вокруг нормальной (но тоже массивной) звезды и окруженная обширным облаком перегретого газа, который разлетается со скоростью тысячи километров в секунду. Причем и этот газ, и новорожденная нейтронная звезда такие горячие, что испускают рентгеновские лучи… благодаря чему мы обо всем этом   и узнали.

Циркуль X-1, как называется эта система, — это массивная рентгеновская двойная звезда (пара тяжелых звезд, которые вращаются вокруг друг друга). Мы знаем некоторое количество таких объектов в нашей галактике, но большинство из них довольно старые. Однако новые наблюдения за Циркуль X-1 дали астрономам важную информацию о ней – ее возраст. Газ, выброшенный взрывом, врезаясь в окружающее вещество, замедляется и остывает, испуская рентгеновские лучи. Физическая сторона этого процесса хорошо изучена, и, измеряя температуру газа по рентгеновскому излучению, астрономы определили, что вспышка должна была произойти не более 4600 лет назад, а, возможно, даже позже. Это делает Циркуль X-1 самой молодой из когда-либо обнаруженных массивных рентгеновских двойных звезд.

Таким образом был получен важный элемент головоломки. По мере старения двойные системы меняются. Они остывают, испускают рентгеновское излучение, орбиты звезд искажаются. А так как эта система молода, можно предположить, что мы видим сейчас ее примерно такой, какой она сформировалась. В первую очередь это позволяет астрономам понимать, что происходило, когда звезда взорвалась. Это важно: представьте себе, что вы пытаетесь понять, как ведет себя человеческий младенец, но изучать можете только взрослых. Вы, конечно, сможете выяснить многое, но все-таки, чтобы знать, что и как, желательно иметь возможность наблюдать за самим младенцем.
И вот теперь у нас имеется такой младенец. Раскаленный младенец массой в октиллион тонн.

Я люблю физику, мне нравится, как из отдельных элементов возникает цельная картина, я потратил немало времени на изучение сверхновых, но сильнее всех технических подробностей меня волнует одна вещь…

Четыре с лишним тысячелетия назад у людей не было телескопов. Когда свет от сверхновой достиг Земли, на ней уже процветали Месопотамия, Шумер и Египет. Однако для них эта звезда находилась слишком далеко на юге, и они не могли ее хорошо видеть или даже видеть вообще. Созвездие Циркуля лучше всего видно к югу от экватора – там, где большинство людей были в то время охотниками и собирателями. Скажем, в Южной Америке переход к земледелию тогда только начинался.

Известно, что даже самые древние цивилизации внимательно наблюдали за ночным небом. Годичное движение Солнца по эклиптике связано со сменой времен года, а важность подобных вещей для развивающей земледелие цивилизации очевидна. Само по себе созвездие Циркуля ничем не примечательно: звезды в нем тусклые.

Но вдруг одна из этих звезд вспыхнула. Мы ничего или почти ничего не знаем об астрономических наблюдениях в этой части света в то время. Можно только гадать, как реагировали эти люди на неожиданное появление на небе новой звезды, по яркости не уступавшей Венере. Мы не можем сказать, смотрели ли они с благоговейным трепетом, как она сначала несколько дней становилась ярче, а потом месяцами тускнела. Мы не знаем, какие легенды складывались, какие идеи развивались, какие возникали страх и восторг.

Если бы такое произошло сейчас, это стало бы  главным событием в мировой астрономии за несколько десятилетий. На эту звезду был бы направлен каждый телескоп на планете и над ней. Мы изучали бы ее, анализировали, обрабатывали бы информацию, льющуюся через тысячи световых лет. Знания, которые мы бы получили, не имели бы аналогов.

И все же я бы хотел, если бы была такая возможность, посмотреть своими глазами – просто стоять под ночным небом, пока свет, прошедший огромные расстояния, проникает мне в зрачки и щекочет мой мозг. Я легко могу себе представить дрожь, которая пробежит по моему телу, когда восторг от зрелища соединится с осознанием того, что за процесс происходит со звездой в действительности.

Возможно, мы сейчас знаем больше, чем наши предки — у нас есть впечатляющие инструменты для изучения природы, а наука обеспечивает нас опорой для познания. Однако у нас с ними до сих пор много общего, и я надеюсь, что способность восхищаться поразительной красотой Вселенной никогда нас не покинет.

Оригинал публикации здесь