Загадки для знатоков. История открытия и исследования пульсаров

В начале пятидесятых годов одновременно существовали несколько «а если». Советский ученый Б. А. Воронцов-Вельяминов считал, что новая звезда — это промежуточный этап в звездной эволюции, когда горячий голубой гигант, сбрасывая излишек массы, превращается в голубой или белый карлик. Это уже одиннадцатая гипотеза, она похожа на идею Милна, но обладает одним отличием — она оптимистичнее. По Милну, любая звезда может вспыхнуть, в том числе и наше Солнце. Даже ставился вопрос, не должно ли человечество готовиться к катастрофе? В соответствии с гипотезой Воронцова-Вельяминова Солнце не может взрываться — ведь оно не горячий гигант, а всего лишь желтый карлик, терять массу ему ни к чему, ибо избытка массы у него нет.

Недостатки у гипотез Милна и Воронцова-Вельяминова одинаковы. В обоих случаях звезда после взрыва меняется. А наблюдения показывали, что и до и после вспышки звезда практически такая же.

В 1954 году советский астрофизик И. М. Копылов выдвинул еще одну гипотезу. А если это молодые звезды? — предположил он. При возникновении молодая звезда может оказаться неустойчивой, может вспыхнуть один или несколько раз, но потом успокаивается, становится обычной звездой, расположенной на так называемой главной последовательности.

Мы перечислили дюжину «а если». На деле их было, конечно, больше. И все неправильные, хотя в некоторых и содержалось зерно истины. Десятки ошибочных проб существенно не приблизили разгадки тайны новых звезд — зерен в этих пробах не разглядели, а когда появилось единственное, решающее загадку наблюдение, то о старых гипотезах забыли и сами авторы. Забыли и о зернах. Перечисленные гипотезы — это плоды мысли, которые сами авторы сочли достаточно зрелыми, чтобы вынести на суд коллег. А сколько проб и ошибок так и осталось невысказанными, погибло в тиши кабинетов! Таков этот естественный метод научного поиска — пробы и ошибки.

В астрономии, как мы уже говорили, всякий спор обычно решают наблюдения. Проблема новых звезд не была исключением. Открытие оказалось неожиданным, тогда как при правильном ведении «следствия» оно, это открытие, могло быть предсказано заранее.

Когда спор о природе новых звезд разгорелся с особенной силой, шел 1954 год, М. Уокер на обсерватории Маунт Вилсон проводил наблюдения бывших новых, то есть тех слабых звездочек, что остались на месте вспышек. Он исследовал звезду DQ Геркулеса, вспышка которой наблюдалась двадцатью годами раньше. Уокер измерял колебания блеска и обнаружил, что они как две капли воды похожи на изменения блеска затменных двойных звезд. Каждые пол-оборота одна звезда затмевает от нас другую, и блеск системы на некоторое время уменьшается. Такая кривая блеска получилась и для DQ Геркулеса. Период, с которым следовали друг за другом затмения, оказался равным всего 4 часам и 39 минутам. Никто прежде не наблюдал такого короткого периода у затменно-двойных звезд. Если период обращения звезд друг около друга так мал, то должно быть невелико и расстояние между звездами. Значит, и сами звезды не могут быть гигантами. Уокер определил, что масса звезд в системе DQ Геркулеса должна быть в несколько раз меньше массы Солнца. Обе звезды в системе бывшей новой оказались карликами.

Прошло несколько лет, и наблюдатели обнаружили, что бывшие новые звезды в созвездиях Северной Короны и Лебедя тоже являются тесными двойными системами. И тогда французский астрофизик Э. Шацман (и независимо от него чешский астрофизик 3. Копал) высказал идею о том, что все новые звезды — двойные системы. Эту гипотезу взялся проверить Р. Крафт на обсерватории Маунт Паломар. Он исследовал десять новых и повторных новых звезд (повторные новые вспыхивали два или более раз), шесть из них оказались двойными, а одна — даже кратной системой! О трех оставшихся звездах Крафт ничего сказать не мог — недоставало наблюдательных данных. .

Гипотеза Шацмана и Копала (а не правильнее ли сказать — идея Клинкерфуса?) получила столько наблюдательных подтверждений, что стала истиной. Сейчас астрофизики нисколько не сомневаются в том, что новые звезды вспыхивают в двойных системах.

В двойственности кроется и причина вспышки. В соответствии с гипотезой о периферическом взрыве требуется приток вещества. Откуда? Изнутри, говорили Лебединский и Гуревич. Извне, сказал Шацман. Вещество поступает с поверхности второй звезды. Оно постепенно накапливается на поверхности первой компоненты — а компонентой этой является, скорее всего, белый карлик с его большим гравитационным потенциалом и плотной атмосферой, где условия благоприятствуют быстрому горению водорода. Вещество накапливается, создаются условия для ядерных реакций синтеза — и взрыв! Оболочка сбрасывается. Система возвращается к прежнему состоянию. Но вторая звезда продолжает терять вещество, и течет это вещество к белому карлику, образует около него вращающийся диск, а из диска постепенно оседает на поверхность. Накопление — и взрыв! История повторяется. Чем больше накапливается водорода в атмосфере белого карлика, тем более мощной получается вспышка.