Максим Ухин
Выведенный в 2021 году на орбиту Земли телескоп «Джеймс Уэбб» имеет диаметр 6,5 м, что позволяет ему «видеть» даже сквозь скопления космической пыли. Фото Reuters
Вряд ли Иоганн Кеплер, считающийся одним из основателей астрономии Нового времени, имел в виду что-то необычное, назвав в 1604 году яркую вспышку на небе Супернова (SN, SuperNova). За 550 лет до него придворные звездочеты богдыхана в течение нескольких дней видели в дневном небе яркое свечение народившейся звезды в созвездии Тельца, что на краю галактики Млечный Путь, после чего образовалась Крабовидная туманность. Считается, что она представляет собой рассеявшиеся слои гигантской звезды, на месте которой теперь – пульсар. Эти объекты, пульсары, отличаются тем, что испускают высокоточно сменяющие друг друга радиоимпульсы.
При этом видимое и другие излучения приходят к Земле не столь периодично. Поэтому новый праздник для астрономов случился в феврале 1987 года. Тогда первый орбитальный телескоп Хаббл увидел новую вспышку сверхновой звезды. Она была видна в течение некоторого времени даже невооруженным глазом. Вспышка эта случилась в Большом Магеллановом облаке – галактике, вращающейся вокруг нашей галактики на расстоянии 160 тыс. световых лет.
Новую страницу в исследование SN 87 внесли усовершенствования конструкции и оптики телескопа Хаббла. Это позволило увидеть два экваториальных кольца (ER – Equatorial Rings) несимметричного выброса материала после взрыва нейтронной звезды. Это, по-видимому, привело к образованию черной дыры. Свечение объекта определяется испусканием горячими ионизированными лучами аргона и серы.
Сегодня уже удалось разглядеть, что нейтронная звезда массой 15–20 солнечных коллапсирует (схлопывается) до диаметра в несколько километров. Чайная ложка материала нейтронной звезды весит миллионы тонн. Ядро такой звезды состоит из железа, представляющего собой самый тяжелый элемент, который синтезируется при выгорании звезд. Слои вокруг железного ядра нейтронной звезды образованы кремнием, кислородом, углеродом, гелием и водородом.
Исследования, проводившиеся на протяжении 35 лет, показали наличие внутреннего выброса, давшего ER. Выброс, который виден по его рентгеновскому излучению, питается энергией распада изотопа титана (Ti-44) и имеет скорость 4000 км/сек.
Астрономы Стокгольмского университета полагают, что кольца формировались на протяжении 20 тыс. лет, предшествовавших взрыву. Причиной взрыва, возможно, стало столкновение (merger) двух объектов. Подобный сценарий видят при merger двух черных дыр, приводящем к вспышке гравитационных волн.
Ранее невидимые детали SN 87 удалось разглядеть благодаря выведенному в 2021 году на орбиту Земли телескопу «Джеймс Уэбб». Этот астрономический инструмент не имеет никакой оптики, но зато у него есть два инфракрасных инструмента. Они-то и позволили разглядеть новый тип космических объектов, получивших название LRD (Little Red Dots), то есть «маленькие красные точки» (МКТ).
Некоторые ученые восприняли МКТ как чрезвычайно удаленные черные дыры на окраине Вселенной. Расстояние до них позволило говорить, что это чуть ли не первые дыры, возникшие через 500 млн лет, то есть чуть ли не сразу после Большого взрыва. Недавно журнал Nature посвятил маленьким красным точкам большой обзор, собрав данные наблюдений, приведенные в последние три месяца в ведущих астрономических изданиях: Astronomy & Astrophysics; Astrophysica J Letters; Nature Astronomy.
Даже серьезные ученые называют МКТ ледоколами, взломщиками привычных и вроде бы утвердившихся взглядов на раннюю Вселенную. Точки представляются слишком «конденсированными», чтобы быть удаленными первыми галактиками, и в то же время испускающими слишком красный свет длинных волн, который не характерен для черных дыр.
В этой связи можно упомянуть, что сами по себе черные дыры ничего не излучают. За них это делают блазары-квазары, то есть квазизвезды. И это не свет звезд, рожденный в результате термоядерной реакции внутри звезд. Это – излучение разогретых до миллионов градусов аккреционных дисков материи, собравшейся вокруг черной дыры и удерживаемой ее циклопическим по мощности гравитационным полем.
Авторы обзора полагают, что сегодня – по прошествии трех лет со дня первого упоминания LRD – многие считают их необычным гибридом между черной дырой и звездой. До сих пор полагалось, что черные дыры возникают после выгорания звездного водорода и гравитационного коллапса звезды вследствие большой накопленной массы синтезированных в процессе термоядерной реакции элементов, которые располагаются слоями вокруг железного ядра.
Особое внимание уделяется точке, названной Cliff («Утес»). Этот объект считается наиболее адекватным воплощением модели звезда-дыра. Имя свое объект получил по резкому всплеску в одной точке испускаемого им спектра свечения. А этот спектр очень широк: практически от 0 – до ультрафиолета. Подобного рода переход неизвестен для какой бы то ни было наблюдаемой галактики.
Другие группы астрономов и космологов пытаются понять природу точек, сравнивая самые близкие и максимально удаленные LRD. В приложении к журналу Nature описывается точка в окружении восьми обычных галактик, «погруженных», как предполагается, в гигантский пузырь (blob) темной материи, удерживающей галактики вместе. Обычно в таких темных гало присутствуют квазары, связываемые с черными дырами.
В июле прошлого года были описаны три МКТ, отстоящие от Земли всего на какой-то миллиард километров (другие на 12–13 млрд). Есть также точка, интенсивность свечения которой в 1000 раз больше, нежели первых, «увиденных» телескопом «Джеймс Уэбб» еще в 2022 году. Ближние LRD обещают большее разрешение, которое позволит более детально разобраться в их структуре и природе.
Во времена, когда даже Исаак Ньютон увлекался астрологией, информация об устроении небес, полученная Тихо Браге и Иоганном Кеплером, очень медленно распространялась по миру. Ее ценность резко возросла лишь почти через два века, с началом строительства трансокеанических империй. Достаточно вспомнить обсерваторию в Гринвиче, устроенную в 1675 году – почти через полвека после смерти Ньютона, автора законов о движении планет.
Думается, что в случае с маленькими красными точками ученые разберутся быстрее, нежели с когда-то загадочными и непредставимыми черными дырами…
