Беседы о рентгеновских лучах (второе издание)

Ибо в 1054 году сигнал о катастрофе, преодолев расстояние в 5500 световых лет, только-только докатился до Земли.

Право, такому сюжету могли бы позавидовать покойные А. Конан-Дойль и А. Кристи, ныне здравствующий Ж. Сименон и иже с ними. А ведь то была бы документальная повесть! Но перед ней побледнели бы многие выдумки, которыми восхищаются любители детективного жанра.

Если в 1604 году Сверхновой занимались такие корифеи, как И. Кеплер, в 1572-м — Т. Браге, то в 1054-м — звездочеты средневековья. «Гостья» XI века оказалась наименее изученной. И наиболее интересной.

И вот, словно заправский архивариус, листает и листает астрофизик И. Шкловский пожелтевшие страницы старинных изданий. Сопоставляет исторические свидетельства, проверяет, ищет в летописях все, что относится к волнующим его загадкам и догадкам. От исследований современных астрофизиков — к кабалистике древних астрологов и опять от средневековых документов — к формулам XX столетия.

Проходят годы, прежде чем картина становится более или менее ясной. Как же она выглядит сегодня, если забежать вперед?

Когда светило распылилось, его микрочастицы разлетелись во все стороны с колоссальными скоростями (10–20 тысяч километров в секунду). Протоны (положительно заряженные ядра водорода) сумели пробиться сквозь паутину магнитных силовых линий, опутавших туманность. И смешались с космическими лучами, которые заполняют вселенную.

А вот электроны, каждый из которых имеет куда меньшую массу (0,0005 протонной), не смогли вырваться на свободу. Их удержали цепкие клешни Краба, если можно назвать так его магнитные поля.

Однако, продолжая там свое движение по траектории, эти заряженные частицы не могут не испускать излучения. Притом сильного, ибо скорость (а значит, и энергия) у них весьма велика. Между тем белесая кисея туманности едва видна в обычный телескоп. Что ж, электромагнитные колебания, которые она генерирует, могут быть мощными совсем не в оптическом диапазоне. Тогда в каком же? Оказывается, у Краба они наиболее интенсивны в радиоволновом.

Проверить этот расчет экспериментально по просьбе И. Шкловского пытались еще в 1949 году сотрудники Крымской обсерватории. Но имевшийся у них тогда радиотелескоп мог «прослушивать» туманность, лишь когда она восходила над морем, а там ее закрывали горы… Все же радиоизлучение обнаружили. Это сделали австралийские ученые в том же 1949 году, подтвердив тем самым мысль, высказанную И. Шкловским годом раньше. Для них оно оказалось «неожиданно мощным».

Объяснил его происхождение И. Шкловский (1953 год). Помогла идея, сформулированная в 1950 году шведскими физиками Альвеном и Херлфсоном и независимо немецким астрофизиком Кипенхойером. Но тщательно разработана она была главным образом в СССР, прежде всего И. Шкловским. Это позволило довести ее до уровня отточенной теории. Если не вдаваться в подробности, то суть ее такова.

Сильная незримая радиация, испускаемая остатками Сверхновой, генерируется сверхбыстрыми и сверхэнергичными электронами, «простреливающими» магнитные поля. Эффект этот именуется синхротронным, по названию ускорителей, в которых протекает аналогичный процесс.

Ну а где же наши добрые старые знакомые?

В 1963 году были зарегистрированы довольно интенсивные потоки рентгеновских лучей, которые исходят от Крабовидной туманности. Как ни удивительно, они той же природы, что и радиоволны Краба. Не тепловой, как в случае Солнца, нейтронных звезд или «черных дыр» с их колоссальными температурами, а именно синхротронной, обусловленной торможением быстрых электронов магнитными полями. Таково же, кстати, происхождение и слабого видимого свечения этой туманности.

В 1968–1969 годах выяснилось, что в Крабовидной туманности упрятан самый замечательный из всех известных пульсаров. В отличие от всех остальных он тройной: и рентгеновский, и радиоволновой, и оптический. Мигает 30 раз в секунду, притом синхронно во всех диапазонах.

В 1967 году мир узнал о великом астрономическом открытии XX века открытии пульсаров. К 1976 году на карте неба их насчитывалось уже почти двести (из десятков тысяч, которые, вероятно, существуют в галактике). Они, главным образом, радиоволновые (практически все). И в ничтожном меньшинстве — рентгеновские (например, уже упоминавшиеся Геркулес Х-1, Центавр Х-3). Последние, как мы знаем, являют собой системы, вызывающие ассоциацию с каруселью, на которой вихрем кружатся рыхлый Гулливер и сверхплотный лилипут.

Вспомним, что представляет собой малютка в такой паре. Это нейтронная звезда. А теперь вообразите, что она одинока и вращается сама по себе, подобно волчку, вокруг собственной оси. Перед нами модель радиопульсара. Полный оборот он совершает гораздо быстрее, чем наша планета, — не за сутки и даже не за минуты.

Иной — за 3,75 секунды (максимум), иной — за 0,033 секунды (минимум). И соответственно с той же периодичностью «мигает».