Мистерия созвездия Лебедя

Источник сигналов определили довольно быстро, потому что вспышки активности были циклическими, с периодом 4,8 часа — характерный «отпечаток», или «сигнал», ранее зарегистрированный в отношении рентгеновского и гамма-излучения из двойной звездной системы (то есть двух звезд, вращающихся друг вокруг друга), получившей название Лебедь Х-3. Эта двойная система расположена на расстоянии около 30 000 световых лет от Земли и является одним из самых мощных источников гамма-излучения во всей галактике (см. фото 28)^{730}. Кроме того, это один из самых мощных источников рентгеновского излучения, а также радиоволн. Лебедь Х-3 находится в середине галактической плоскости, которая представляет собой плотную полосу звезд и скоплений межзвездного газа в центральной части Млечного Пути. Наклонение источника Лебедь Х-3 составляет 40 градусов 50 минут, всходит он в 20 часов 52 минуты и, невидимый невооруженным глазом, располагается поблизости от Садра (Гаммы Лебедя)[26], звезды в самом центре креста созвездия Лебедя.

Лебедь Х-3 был открыт в 1967 году, после появления гамма-астрономии. В период аномальных сигналов 80-х годов астрономы ошибочно полагали, что это двойная рентгеновская звезда с небольшой массой. Однако появление в 90-е годы инфракрасной спектроскопии (измерительный метод получения инфракрасного спектра) заставило астрофизиков перевести Лебедь Х-3 в другой класс, отнеся этот источник к двойной звезде с большой массой, состоящей из двух отдельных звезд. Одна из них, получившая название «звезды Вольфа-Райе», действительно оказалась массивной звездой в десятки раз больше Солнца. Ее внешняя оболочка, состоящая из водорода, периодически захватывалась мощным гравитационным полем второй звезды, компактного объекта с большой массой, расположенного на расстоянии меньшем, чем диаметр первой звезды. Этот процесс аккреции (то есть заимствования) приводил к повышению температуры газа на миллионы градусов, результатом которого было мощное рентгеновское излучение, которое без труда регистрировалось на Земле.

_{Рис. 50. Представление художника о двойной звезде с большой массой наподобие источника Лебедь Х-3. Небольшая по размерам звезда (нейтронная звезда или черная дыра) захватывает газ у своего огромного соседа.}

Крошечный, по сравнению с первой звездой, второй компонент источника Лебедь Х-3 представляет собой сколлапсировавшее ядро звезды (его называют «коллапсар»), превратившееся либо в нейтронную звезду (плотную массу нейтронов с диаметром не более 15–20 километров), или в черную дыру. Звездную систему Лебедь Х-3 можно представить в виде легкого спортивного мяча (звезда Вольфа-Райе), соединенного изогнутой полосой светящегося газа с ярко светящейся тарелкой фрисби (диск из захваченного газа с нейтронной звездой или черной дырой в центре), которая вращается вокруг мяча с периодом 4,8 часа. Это крайне необычное явление.

Загадка «детей Лебедя»

Еще сложнее оказалось выяснить природу космических лучей источника Лебедь Х-3, которые получили название cygnets, что значит «дети Лебедя» — это выражение было использовано в 80-х годах по меньшей мере одним из авторов научно-популярной литературы^{731}. Дело в том, что они исходили непосредственно от источника Лебедь Х-3 и не отклонялись под воздействием магнитного поля галактики^{732}, а значит, состояли из нейтральных частиц^{733}, которые, подобно нейтрино, не имели заряда и поэтому не взаимодействовали с магнитным полем. И поскольку на своем пути они не взаимодействовали с небольшим количеством водорода, рассеянным в пустоте космоса, эти частицы должны были обладать практически нулевой массой покоя^{734}.

Однако подобный вывод всегда вызывал сомнения, потому что в таком случае «дети Лебедя» должны были перемещаться со скоростью очень близкой к скорости света — это одна из причин, почему космические лучи сохраняли свой уникальный период в 4,8 часа, преодолев такое огромное расстояние. Значение этой особенности состоит в следующем: согласно общей теории относительности Эйнштейна ни одна частица не может двигаться со скоростью, превышающей скорость света, поскольку чем выше скорость, тем быстрее течет время во внешнем мире. Другими словами, несмотря на то что «детям Лебедя» требуется преодолеть около 30 000 световых лет, чтобы попасть к нам (световой год — расстояние, которое свет преодолевает в вакууме за один год — равен приблизительно 9,46 миллиардов километров), для частиц в составе космических лучей проходит всего десять или пятнадцать минут.

_{Рис. 51. Микроснимок следа космического луча, оставленного на эмульсии.}