Читаем без скачивания Конец света: прогнозы и сценарии - Валерий Чумаков

Мнение эксперта

Николай Николаевич Чугай — доктор физико-математических наук, заведующий отделом нестационарных звезд и звездной спектроскопии Института астрономии РАН.

Утверждение о том, что вспышка сверхновой убила динозавров, вообще говоря, неверно. Оно крайне гипотетично-спекулятивное и не основано практически ни на чем. Если рассматривать звезды, которые могут стать сверхновыми… Когда они живут миллиарды, а то и все 10 миллиардов лет, как в случае сверхновых 1А, то говорить «со дня на день» бессмысленно. Потому что мы не можем измерять возраст звезд с точностью в день, в месяц, в год и даже в век. Мы можем говорить, например, о 10-процентной точности. Но для звезды, которая живет, допустим, 100 миллионов лет, 10 процентов — это 10 миллионов лет. То есть, изучив такую звезду и установив, что она находится в конце своего жизненного цикла, мы можем сказать, что она наверняка взорвется в течение ближайших 10 миллионов лет. Но про «завтра — послезавтра» — никак нельзя. Можно говорить, что взорвется когда-нибудь в конце своей жизни.

Есть звезда Эта Карина, которая переживает стадию интенсивной потери вещества, вот она находится где-то близко к своей смерти. Есть Бетельгейзе, яркая звезда в созвездии Ориона. Да. Ее масса, очень грубо, оценивается от 12 до 20 масс Солнца. Ей тоже, судя по всему, жить недолго. Она уже девять десятых своей жизни прожила. Но мы не знаем точно, 10 процентов ей осталось, или лишь процент, или одна десятая процента. Спрашивают: когда Бетельгейзе взорвется, как это на нас отразится? Думаю, никак. Фотоны, которые она излучит, создадут в жестком диапазоне незначительный поток, который не превышает поток жестких фотонов от Солнца. В этом смысле никаких последствий не будет. Другое дело, если оболочка ее расширилась бы так, чтобы достигла Земли. То есть на 130 парсек[3]. Но это вряд ли произойдет, потому что оболочки сверхновых, когда они расширяются, теряют свою идентичность уже примерно на 50 парсеках. В лучшем случае — на 100 парсеках. Дальше они пропадают. Если бы она прошла через Землю, то создала бы слабое превышение фона космических лучей. Потому что в этой оболочке ускоряются космические частицы. И они создают дополнительный вклад в тот фон космической радиации, который существует у нас в Галактике и который мы называем космическими лучами. Это быстрые протоны, ядра гелия, железа и т. д. — всех тяжелых элементов. Но они постоянно бомбардируют Землю, они регистрируются, ливни от них регистрируются. Это то, что порождено сверхновыми, такой фон. Миру точно опасаться нечего, а скорее — мю Цефея, Эракис, «гранатовую звезду Гершеля». Она такого же класса, как и Бетельгейзе, даже еще помассивнее. Ее радиус почти в 12 раз превышает радиус орбиты Земли. Она тоже свое уже доживает. Но таких звезд, красных сверхгигантов, много. Просто красные гиганты, которые порождаются звездами с массой, близкой к солнечной, не опасны, с точки зрения сверхновых. Они сжимаются до белого карлика, который не вспыхивает. Только в исключительных случаях, если он в двойной системе окажется, тогда может произойти вспышка. Но этих сверхновых примерно в пять раз меньше, чем всех остальных. А вот красные сверхгиганты (это массивные звезды, 10 масс Солнца и выше) вспыхивают, как сверхновые 2-го типа. Это сверхновые, связанные с гравитационным коллапсом. Так обстоят дела с красными сверхгигантами, которые взрываются; глядя на какой-то из них, надо отличать его от простого гиганта, который не взрывается.

С нашим Солнцем — другая история. Оно в ближайшем будущем (это ближайшие сотни миллионов лет) сначала станет гигантом, потом почти сверхгигантом. Вот когда оно станет просто гигантом, уже тогда нам будет жарко, потому что светимость возрастает. Температура звезды упадет, но светимость будет настолько огромной (поскольку радиус большой), что на Земле просто все выгорит.

Одну из сверхновых недавно можно было наблюдать даже невооруженным глазом — в Большом Магеллановом облаке. В максимуме она имела звездную величину примерно +3,5 — +3,7[4]. Собственно, ее так и открыли. А вообще взрывы сверхновых многие видели, например Тихо Браге, Кеплер. Чем дальше в историю, тем больше спекуляций. А здесь свидетельства весьма отчетливые, с оценками блеска, даже кривые блеска построили по этим описаниям, вполне приемлемые. Там, где они это видели, — очень красивые остатки катастрофы. Не просто туманность теперь, если речь идет о сверхновой Тихо Браге 1572 года, а совершенно великолепная туманность, которая видна в рентгене, в радио, в оптике, во всех диапазонах. «Чандра»[5] (у него оптика отличная, с разрешением около секунды) очень красиво ее заснял. Видна такая структура, которую предсказали гидродинамики, когда разлетающаяся оболочка тормозится о внешний газ и возникают две ударные волны: одна бежит наружу, а другая — волна торможения — внутрь. Контактная поверхность, отделяющая вещество сверхновой от межзвездного, — неустойчивая, из-за того что она тормозится, и тормозится именно о легкий газ. Внешняя ударная волна нагревает газ, проходящий сквозь нее, и образуется подушка, на которой лежит тормозящаяся оболочка сверхновой.

Гамма-всплеск

На рубеже 1960—1970-х годов люди еще редко задумывались о космических катаклизмах. Тогда их значительно больше интересовали дела земные. Казалось, что человечество уже накопило чудовищно много ядерного оружия. В ходу была страшилка про накопленный ядерный потенциал, которого хватит, чтобы шесть раз разрушить Землю.

Именно тогда США запустили серию из нескольких автоматических космических аппаратов «Вела», спутников-шпионов для отслеживания испытаний ядерного оружия в воздухе, категорически запрещенных международными договорами. Делалось это с помощью установленных на борту датчиков гамма-излучения, потоки которого должны были возникать при испытаниях.

Первые же данные со спутников превзошли все ожидания натовских генералов: гамма-всплески фиксировались один за другим с периодичностью примерно раз в месяц. За несколько лет накопились данные о 70 случаях. Однако на смену радости быстро пришло недоумение: это же насколько мощным должен быть Советский Союз (а больше этим из потенциальных врагов США заниматься было некому), чтобы выдерживать столь напряженный график очень дорогостоящих испытаний. И окружать их такой непроницаемой завесой секретности!

Находившиеся на «Велах» приборы не могли даже приблизительно определить источник всплеска. Они только фиксировали то, что он где-то произошел, а где — на Земле, на Луне или в какой-либо другой точке космического пространства, это аппаратура показать не могла.

Только в начале 1970-х годов, сравнивая данные, полученные от разных спутников (вернее, сравнивая запаздывание, с которым разными спутниками регистрировались одни и те же всплески), удалось точно установить: практически все всплески имели космическое происхождение.

Американские генералы, еще недавно потиравшие руки в предвкушении международного скандала, вяло признали, что миллионы долларов, отпущенных на программу «Вела», были выпущены в трубу, поскольку обнаруженные гамма-всплески — всего-то некое неизвестное космическое явление, не представляющее для военных никакого интереса. Данные о гамма-вспышках были практически сразу рассекречены. И уже в 1973 году американский ученый Рэй Клебесадел, как раз и разработавший те самые датчики, что стояли на «Велах», опубликовал первую работу, в которой поведал миру о гамма-всплесках. Хотя сообщать пока было особо нечего.

После того как ученые научились примерно определять области, из которых происходили вспышки (а длились они от нескольких секунд до нескольких минут), астрономы попытались разглядеть их источники. Однако развернутые в нужную сторону телескопы не находили ровным счетом ничего. Максимум, на что натыкались искатели, — это какая-нибудь удаленная от нас на миллиарды световых лет галактика.

Кстати сказать, такими галактиками наше небо набито больше, чем звездами, — их можно без какого-то великого труда найти в любом сколь угодно малом секторе.

Но если гамма-всплески рождались в недрах этих образований, то это означало, что их мощность просто чудовищно велика. За одну секунду такой источник выбрасывал бы энергии больше, чем выбрасывает целая галактика за годы бесперебойной работы. Если бы подобный всплеск произошел на расстоянии 10 световых лет от нашей планеты, он был бы для нас эквивалентен взрыву 40 миллиардов атомных бомб, сброшенных на Хиросиму.

В то, что эти всплески настолько мощны, верилось с трудом, поэтому ученые долгое время предполагали: происходят они где-то не так далеко, в пределах нашей Галактики. А поскольку она относительно плоская и представляет из себя дискообразную спираль с шарообразным центром, то и источники гамма-всплесков должны располагаться в основном в плоскости Галактики. Однако наблюдения показали: источники гамма-всплесков располагались на небосклоне совершенно изотропно, равномерно. В любом направлении частота их появления была примерно одинаковой. Частота была весьма высокой: после того как астрофизики НАСА подняли на орбиту автоматическую гамма-обсерваторию имени А. Комптона, на которой был установлен специальный прибор БАТСЕ, предназначенный для фиксации и определения местонахождения гамма-всплесков, такие катаклизмы стали фиксироваться каждые сутки — в день по всплеску. И никаких признаков их особой концентрации в отдельных местах.