А. Лельевр - Эврика-86
Можно привести аналогию: газовый диск около нейтронной звезды — это бассейн. Через одну трубу (широкую) в него втекает плазма, через другую (узкую) вытекает. Источник втекающей в бассейн плазмы нормальная звезда. Он может быть весьма мощным, ведь массивная звезда способна терять очень много вещества. Вторая трубаэто сток плазмы из диска на поверхность нейтронной звезды. Эта труба не может быть очень широкой, потому что нейтронная звезда не способна «принять» сколь угодно много
ва. И тогда плазма начнет переливаться через край бассейна — иными словами, вытекать из диска в окружающий космос и уносить избыточную энергию. Но вот почему она должна при этом вытекать в виде двух узких струй? И еще: в диске плазма горячая, ее температура-миллионы градусов. В струях плазма холодная — 10–20 тысяч градусов. В диске энергия в основном тепловая, в струях — кинетическая. Вот и нужно придумать механизм эффективной переработки тепла в движение. Современная физика плазмы такого механизма не знает! А если бы знала, представилась бы прекрасная возможность создать очень эффективный ракетный двигатель.
ФОТОПОРТРЕТЫ СС 433
Оптическая звезда из каталога Стефенсона и Сандулека находится почти в центре радиотуманности. Астрофизикам эта туманность известна давно, у нее неправильная, вытянутая форма. Когда-то на этом месте была двойная система из двух нормальных звезд. Потом одна из них завершила свой жизненный путь и взорвалась, раскидав во все стороны оболочку. Та непрерывно расширяется, и через десяток тысячелетий после взрыва занимает большое пространство-несколько световых лет. В оболочке (ее называют остатком Сверхновой) множество быстрых электронов, летящих по всем направлениям. Кроме того, в туманности довольно сильное магнитное поле. Двигаясь в этом поле, частицы излучают свою энергию, причем именно в радиодиапазоне. И на небе появляется радиотуманность. В ней-то и находится СС 433. И вот на радиоизображениях этой туманности, сделанных на лучших современных радиотелескопах, можно увидеть две струи, вытекающие будто из одной точки, из той, где в оптические телескопы виден объект СС 433. Конечно, эти струи не могут быть очень узкими — простираясь на световые
ды, они расширяются. Более того, сама форма радиотуманности определяется именно струями-она вытянута в направлениях, куда те бьют. И тогда возникла у астрофизиков довольно крамольная идея: может, вся туманность возникла из-за струй? Может, взрыв звезды ни при чем? И действительно, довольно простой расчет показывает, что за десять тысяч лет струи вполне успели бы «накачать» в туманность нужное количество энергии. Вся она — это вещество, выброшенное из двойной системы. Вся огромная туманность — расплывшиеся в космосе струи…
Они видны и на рентгеновской фотографии, сделанной с помощью приборов американского спутника «Эйнштейн». Этот снимок похож на радиоизображение, Такая же вытянутая туманность и две струи, бьющие в противоположных направлениях. Будто в космосе фонтанирует скважина, создавая вокруг себя озеро плазмы…
АНАЛОГИИ
Противоречие не разрешено, и как это часто бывает, астрофизики ищут для СС 433 аналогии. Может быть, нечто подобное уже наблюдалось у других типов небесных тел? Может, стоит поискать решение "на стороне"? Для методологии решения научных задач этот метод характерен. Например, в книге Д. Пойа "Как решать задачу" на этот счет есть четкое указание: если задача не решается в «лоб», попробуйте взять более общую задачу, возможно, ее решить легче.
Что же астрофизики? Они ищут явления, подобные струям в СС 433, и находят их, например, в далеких радиогалактиках. Из ядер некоторых активных галактик и квазаров, оказывается, тоже вылетают с большими скоростями струи плазмы, и более того — эти струи тоже крутятся около некоторой оси. Явления несопоставимы по масштабам — СС 433 по сравнению с ква^ зарами подобен комару рядом с китом*
для примера только такой факт: период обращения струй в СС 433 равен ста щестидесяти четырем суткам, а в кваздрах — миллионам лет!
Есть аналогии и в нашей Галактике. Например, на радиокарте окрестностей знаменитого рентгеновского источника "Скорпион Х-1" ясно видна вытянутая в линию структура, в центре которой он и расположен. Как видно, СС 433 — не такая уж редкость в небесном паноптикуме. Просто удивительные свойства струй в данном случае предстали наиболее рельефно.
И у квазаров, и у галактических рентгеновских источников есть отдельные особенности, которые оказались собраны вместе лишь в СС 433. В этом смысле система уникальна. И значит, интерес к странному объекту еще долго не ослабнет. Пробуя и ошибаясь, предлагая десятки гипотез, из которых выживут лишь единицы, ученые разрешат противоречие и скажут наконец: все ясно в системе СС 433. А может, удивительная система в действительности еще удивительнее, чем мы сейчас думаем? Не окажется ли, что благодаря ей удастся открыть новый закон природы и лишь тогда объяснить тайну рождения струй?
Астрономия не впервые предлагает открытия, которые впоследствии повторяются физиками. Так было, например, с открытием гелия. Может быть, история повторяется?
ГАЛАКТИКИ С КОЛЬЦАМИ
Кольца Сатурна были открыты вскоре после изобретения телескопа. Найти кольца у Юпитера и Урана удалось
лишь недавно с помощью космических автоматических станций. Сейчас обнаружено, что и некоторые галактики окружены кольцами. В этом случае кольца состоят из звезд.
Первая такая галактика открыта в созвездии Кита. С тех пор, просматривая старые фотоснимки различных областей неба, астрономы нашли еще десятка два галактик, окруженных кольцами. Интересно, что во всех известных пока случаях ось вращения колец перпендикулярна к оси вращения основного тела галактики.
Полагают, что такое образование возникает иногда при близком прохождении двух звездных миров: одна из галактик захватывает звезды другой, и они располагаются в форме кольца. Встречи галактик, разумеется, происходят под самыми разными углами, и перпендикулярность осей, по-видимому, объясняется тем, что это самая устойчивая конфигурация. Остальные варианты расположения колец просто не сохраняются, чужие звезды из кольца сравнительно быстро (по астрономическим масштабам) переходят в основную массу.
В ГЛУБИНЫ ВСЕЛЕННОЙ
Изучение астрономических объектов по их радиоизлучению довольно долго не приносило существенных результатов, поскольку разрешающая способность даже крупных радиотелескопов очень невелика. Но два десятилетия назад в нашей стране родился метод сверхдальней радиоинтерферометрии, и возможности радиоастрономии, а значит, и всей астрономии в целом,
20
ко возросли. Стало возможным наблюдать объекты, которые раньше из-за своих размеров и удаленности были принципиально недоступны для изучения. Именно радиоастрономические наблюдения дали доказательства общих представлений об эволюции горячей Вселенной.
В чем же суть метода? В одновременном наблюдении одного объекта двумя или несколькими радиотелескопами, находящимися на сверхдальнем расстоянии друг от друга (скажем, один — в Европе, другой — в Америке). Тем самым они составляют единый инструмент радиоинтерферометр, разрешающая способность (угловое разрешение) которого значительно превосходит лучшие оптические телескопы. Благодаря этому радиоастрономия получила возможности изучать не только сами астрономические объекты, но и их движение. Много нового узнали ученые о квазарах и пульсарах, о нейтронных звездах и газопылевых комплексах, о строении галактик и многих других объектах Вселенной.
Но метод сверхдальней радиоинтерферометрии нашел применение не только в астрофизике. Благодаря ему возникли новые научные дисциплины, например, астронавигация, а геодезия и астрометрия получили возможность измерять земные расстояния с точностью до нескольких сантиметров. Этот же метод позволяет с высокой точностью контролировать полеты космических кораблей и межпланетных автоматических станций.
Сейчас все крупнейшие радиотелескопы мира объединены в единый глобальный радиоинтерферометр. А следующий шаг в развитии этого метода — вывод радиотелескопа на околоземную орбиту искусственного спутника Земли. Он образует единый инструмент с наземными телескопами, и это повысит угловое разрешение в десятки, сотни, тысячи раз. Появится возможность исследовать пространство около ближайших звезд в поисках планет, измерять
со сверхвысокой точностью координаты на поверхности Земли, определять дрейф континентов, наблюдать явления, предшествующие землетрясениям, и решать многие другие научные задачи.
САМАЯ ДАЛЕКАЯ
Наиболее удаленную звезду нашей Галактики открыли недавно астрономы, исследуя участок неба в созвездии Весов. Звезда — красный гигант 18-й звездной величины, ее удаление от Земли составляет около 400 тысяч световых лет. Это примерно в четыре раза больше диаметра нашей Галактики, так что новооткрытая звезда лежит в так называемом галактическом гало, в «пригородах» Галактики. Расстояние удалось оценить на основании того, что известна абсолютная яркость других звезд такого типа, и, зная, что расстояние ослабило ее до 18-й величины, можно приблизительно рассчитать удаленность светила.
