В 1958 г. командование американских ВВС хотело устроить ядерный взрыв на Луне. Проект Vela очень долго был скрыт за семью замками. Рассекретили его только в 2000 году.
Дальше планов дело не пошло, однако в Вашингтоне задумались о том, как обнаружить советские ядерные испытания на обратной стороне Луны, если эти "злокозненные коммунисты" попробуют их провести.
Физик из Лос-Аламоса Стерлинг Колгейт (из семьи основателей знаменитой парфюмерной фирмы) рекомендовал воспользоваться для этих целей спутниками Земли, оборудованными бортовыми детекторами гамма-излучения, которое обязательно сопутствует ядерному взрыву.
Этот проект утвердили и назвали Vela, от испанского глагола velar – дежурить, отслеживать.
Аппараты семейства Vela уходили на орбиту парами (первая – в 1963 г.). Сначала их аппаратура не отличалась особой чувствительностью, но запущенные в апреле 1967 г. 350-килограммовые сателлиты Vela-4 уже были оснащены вполне приличными гамма-сенсорами. Им-то и суждено было войти в историю астрономии.
Произошло это так. Сигналы со спутников выдавались в виде компьютерных распечаток, но анализировали их вручную – время автоматической обработки подобных данных еще не пришло.
Этим занималась небольшая группа из Лос-Аламоса, которая в реальном времени работать просто не успевала. Вот и получилось, что на данные за середину лета 67 г. впервые взглянули лишь в марте 69-го. Именно тогда Рей Клибсадел и Рой Олсон обнаружили на распечатках от 2 июля два импульса космического гамма-излучения. Первый был очень коротким, второй же растянулся на две с лишним секунды.
Ученые были изрядно озадачены. Было ясно, что к ядерному взрыву эти импульсы никакого отношения не имели и иметь не могли. В соответствии с архивными сведениями, 2 июля 67 г. не наблюдалось ни вспышки сверхновой (звезды), ни извержения на Солнце, которое тоже может дать о себе знать потоком гамма-квантов.
Поскольку иных объяснений не находилось, первооткрыватели загадочного явления решили подождать и подкопить информацию. Уже были готовы к запуску спутники Vela-5, а через год за ними последовали сателлиты-близнецы шестой пары. На них было установлено лучшее оборудование, нежели на Vela-4, и Клибсадел с коллегами надеялись, что с его помощью ситуация станет яснее.
Действительно, к лету 73 г. приборы зарегистрировали 16 гамма-вспышек, источники которых, судя по всему, распределялись по небесной сфере случайным образом. Было очевидно, что их источники чрезвычайно далеки от Земли и что в момент возникновения эти импульсы обладали огромной энергией.
Теперь уже не приходилось сомневаться в серьезности сделанного открытия. Клибсадел, Олсон и работавший с ними Йен Стронг впервые сообщили о нем в заметке, опубликованной 1 июня 1973 года на страницах Astrophysical Journal Letters. А еще через несколько дней Клибсадел выступил с докладом на удачно подоспевшей сессии Американского Астрономического общества.
Среди слушателей затесался репортер, пожелавший узнать, можно ли объяснить вспышки ядерными битвами внеземных цивилизаций. Клибсадел высказался в том смысле, что земные ядерные взрывы имеют совсем иные гамма-подписи, но априори отрицать возможность галактических сражений он не берется.
Алчущему сенсаций журналисту хватило этого невинного замечания для статьи о звездных войнах, которая появилась в популярном таблоиде National Enquirer. Поэтому и получилось, что и астрономы, и широкая публика узнали о гамма-вспышках практически одновременно.
С тех пор об этих вспышках узнали очень много. Их стандартное название всплески гамма-излучения (или просто гамма-всплески), gamma-ray bursts. Сейчас известно, что примерно третья часть всплесков растягиваются на очень малое время, в среднем менее половины секунды.
Прочие всплески куда длительней – от нескольких секунд до десятков минут. Судя по всему, одна из вспышек, обнаруженных спутниками Vela-4, принадлежала семейству коротких гамма-всплесков, вторая же – длинных.
Астрофизики считают, что длинные всплески возникают при взрывах очень массивных звезд, полностью исчерпавших свое термоядерное топливо. Такие взрывы оставляют после себя или черные дыры, или сильно намагниченные нейтронные звезды, так называемые магнетары.
Гибнущая звезда выбрасывает в пространство мощные потоки заряженных частиц, скорость которых почти совпадает со скоростью света. Такие потоки (как говорят астрофизики, джеты) вылетают в обоих направлениях вдоль оси вращения звезды. Частицы внутри джетов закручиваются магнитными полями и благодаря этому испускают мощное гамма-излучение. Если одна из осей звезды указывает в нашем направлении, гамма-излучение попадает на Землю и регистрируется как длинный гамма-всплеск.
Для коротких всплесков уже давно придуман другой механизм. Принято считать, что они скорее всего возникают при столкновении двух магнетаров, которые обращаются вокруг друг друга. Такие пары испускают гравитационные волны, уносящие часть их энергии. Поэтому магнетары приближаются друг к другу и в конце концов сливаются воедино в исполинском взрыве.
Астрофизики уже лет двадцать полагали, что часть энергии этого взрыва каким-то образом переходит в гамма-излучение. Весь вопрос был в том, как именно это происходит.
Возможно, что теперь на него найден ответ.
Американские и немецкие ученые смоделировали процесс столкновения пары нейтронных звезд на суперкомпьютере Damiana, принадлежащем потсдамскому Институту имени Альберта Эйнштейна.
Они просчитали только процессы, имеющие место в течение первых 35 мидллисекунд после столкновения – и даже на это компьютеру потребовалось около семи недель! Оказалось, что столкновение рождает быстро вращающуюся черную дыру, окруженную сверхгорячей плазмой, нагретой примерно до 10 миллиардов градусов.
Плазменные частицы движутся вокруг дыры с околосветовыми скоростями и тем самым генерируют сверхсильные магнитные поля, направленные вдоль ее оси вращения. Эти поля создают в окружающем пространстве расширяющиеся воронки, через которые и вырываются джеты, порождающие короткие всплески гамма-излучения.
Правда, авторы новой работы не довели свою симуляцию до стадии формирования самих джетов – не хватило компьютерного времени. Однако теоретики уже давно показали, что рождению джетов способствует именно та конфигурация магнитных полей, которую выдал компьютер.
Конечно, этот вывод основан на весьма сложных вычислениях, но в какой-то степени его можно объяснить даже «на пальцах». Магнитное поле новорожденной дыры похоже на магнитное поле нашей планеты в том отношении, что в обоих случаях магнитные силовые линии выходят из одного полюса и входят в другой (подобные поля так и называются – полоидальными). Земное магнитное поле не такое рваное, как поле черной дыры, но по структуре они приблизительно аналогичны.
Магнетизм нашей планеты тоже рождает пару воронок, уходящих в космическое пространство от северного и южного полюсов. Только эти воронки не выбрасывают заряженные частицы, а затягивают их в себя.
Нашу планету непрерывно бомбардируют частицы солнечного ветра – электроны и ионы, выброшенные из внешних слоев атмосферы Солнца. Вблизи Земли магнитное поле поворачивает их и направляет к полюсам, из-за чего и возникают полярные сияния.
Теперь представим себе, что движение этих частиц заснято на кинопленку, которая потом прокручена в обратном направлении. Тогда все будет выглядеть так, что земное магнитное поле выбрасывает плазменные частицы в космос. Нечто подобное как раз и происходит вблизи черной дыры.
Итак, раскрыта ли полувековая тайна коротких гамма-всплесков?
Не будем спешить с выводами, работы еще немало. Однако она постепенно уступает напору исследователей и, полагаю, в конце концов полностью падет под их натиском. Не исключено, что это случится уже в ближайшие годы.
Дальше планов дело не пошло, однако в Вашингтоне задумались о том, как обнаружить советские ядерные испытания на обратной стороне Луны, если эти "злокозненные коммунисты" попробуют их провести.
Физик из Лос-Аламоса Стерлинг Колгейт (из семьи основателей знаменитой парфюмерной фирмы) рекомендовал воспользоваться для этих целей спутниками Земли, оборудованными бортовыми детекторами гамма-излучения, которое обязательно сопутствует ядерному взрыву.
Проекта Vela
Этот проект утвердили и назвали Vela, от испанского глагола velar – дежурить, отслеживать.
Аппараты семейства Vela уходили на орбиту парами (первая – в 1963 г.). Сначала их аппаратура не отличалась особой чувствительностью, но запущенные в апреле 1967 г. 350-килограммовые сателлиты Vela-4 уже были оснащены вполне приличными гамма-сенсорами. Им-то и суждено было войти в историю астрономии.
Произошло это так. Сигналы со спутников выдавались в виде компьютерных распечаток, но анализировали их вручную – время автоматической обработки подобных данных еще не пришло.
Загадка гамма-всплесков
Этим занималась небольшая группа из Лос-Аламоса, которая в реальном времени работать просто не успевала. Вот и получилось, что на данные за середину лета 67 г. впервые взглянули лишь в марте 69-го. Именно тогда Рей Клибсадел и Рой Олсон обнаружили на распечатках от 2 июля два импульса космического гамма-излучения. Первый был очень коротким, второй же растянулся на две с лишним секунды.
Ученые были изрядно озадачены. Было ясно, что к ядерному взрыву эти импульсы никакого отношения не имели и иметь не могли. В соответствии с архивными сведениями, 2 июля 67 г. не наблюдалось ни вспышки сверхновой (звезды), ни извержения на Солнце, которое тоже может дать о себе знать потоком гамма-квантов.
Поскольку иных объяснений не находилось, первооткрыватели загадочного явления решили подождать и подкопить информацию. Уже были готовы к запуску спутники Vela-5, а через год за ними последовали сателлиты-близнецы шестой пары. На них было установлено лучшее оборудование, нежели на Vela-4, и Клибсадел с коллегами надеялись, что с его помощью ситуация станет яснее.
Действительно, к лету 73 г. приборы зарегистрировали 16 гамма-вспышек, источники которых, судя по всему, распределялись по небесной сфере случайным образом. Было очевидно, что их источники чрезвычайно далеки от Земли и что в момент возникновения эти импульсы обладали огромной энергией.
Теперь уже не приходилось сомневаться в серьезности сделанного открытия. Клибсадел, Олсон и работавший с ними Йен Стронг впервые сообщили о нем в заметке, опубликованной 1 июня 1973 года на страницах Astrophysical Journal Letters. А еще через несколько дней Клибсадел выступил с докладом на удачно подоспевшей сессии Американского Астрономического общества.
Войны внеземных цивилизаций
Среди слушателей затесался репортер, пожелавший узнать, можно ли объяснить вспышки ядерными битвами внеземных цивилизаций. Клибсадел высказался в том смысле, что земные ядерные взрывы имеют совсем иные гамма-подписи, но априори отрицать возможность галактических сражений он не берется.
Алчущему сенсаций журналисту хватило этого невинного замечания для статьи о звездных войнах, которая появилась в популярном таблоиде National Enquirer. Поэтому и получилось, что и астрономы, и широкая публика узнали о гамма-вспышках практически одновременно.
С тех пор об этих вспышках узнали очень много. Их стандартное название всплески гамма-излучения (или просто гамма-всплески), gamma-ray bursts. Сейчас известно, что примерно третья часть всплесков растягиваются на очень малое время, в среднем менее половины секунды.
Прочие всплески куда длительней – от нескольких секунд до десятков минут. Судя по всему, одна из вспышек, обнаруженных спутниками Vela-4, принадлежала семейству коротких гамма-всплесков, вторая же – длинных.
Взрывающиеся звезды
Астрофизики считают, что длинные всплески возникают при взрывах очень массивных звезд, полностью исчерпавших свое термоядерное топливо. Такие взрывы оставляют после себя или черные дыры, или сильно намагниченные нейтронные звезды, так называемые магнетары.
Гибнущая звезда выбрасывает в пространство мощные потоки заряженных частиц, скорость которых почти совпадает со скоростью света. Такие потоки (как говорят астрофизики, джеты) вылетают в обоих направлениях вдоль оси вращения звезды. Частицы внутри джетов закручиваются магнитными полями и благодаря этому испускают мощное гамма-излучение. Если одна из осей звезды указывает в нашем направлении, гамма-излучение попадает на Землю и регистрируется как длинный гамма-всплеск.
Для коротких всплесков уже давно придуман другой механизм. Принято считать, что они скорее всего возникают при столкновении двух магнетаров, которые обращаются вокруг друг друга. Такие пары испускают гравитационные волны, уносящие часть их энергии. Поэтому магнетары приближаются друг к другу и в конце концов сливаются воедино в исполинском взрыве.
Астрофизики уже лет двадцать полагали, что часть энергии этого взрыва каким-то образом переходит в гамма-излучение. Весь вопрос был в том, как именно это происходит.
Возможно, что теперь на него найден ответ.
Американские и немецкие ученые смоделировали процесс столкновения пары нейтронных звезд на суперкомпьютере Damiana, принадлежащем потсдамскому Институту имени Альберта Эйнштейна.
Они просчитали только процессы, имеющие место в течение первых 35 мидллисекунд после столкновения – и даже на это компьютеру потребовалось около семи недель! Оказалось, что столкновение рождает быстро вращающуюся черную дыру, окруженную сверхгорячей плазмой, нагретой примерно до 10 миллиардов градусов.
Плазменные частицы движутся вокруг дыры с околосветовыми скоростями и тем самым генерируют сверхсильные магнитные поля, направленные вдоль ее оси вращения. Эти поля создают в окружающем пространстве расширяющиеся воронки, через которые и вырываются джеты, порождающие короткие всплески гамма-излучения.
Правда, авторы новой работы не довели свою симуляцию до стадии формирования самих джетов – не хватило компьютерного времени. Однако теоретики уже давно показали, что рождению джетов способствует именно та конфигурация магнитных полей, которую выдал компьютер.
Конечно, этот вывод основан на весьма сложных вычислениях, но в какой-то степени его можно объяснить даже «на пальцах». Магнитное поле новорожденной дыры похоже на магнитное поле нашей планеты в том отношении, что в обоих случаях магнитные силовые линии выходят из одного полюса и входят в другой (подобные поля так и называются – полоидальными). Земное магнитное поле не такое рваное, как поле черной дыры, но по структуре они приблизительно аналогичны.
Магнетизм нашей планеты тоже рождает пару воронок, уходящих в космическое пространство от северного и южного полюсов. Только эти воронки не выбрасывают заряженные частицы, а затягивают их в себя.
Нашу планету непрерывно бомбардируют частицы солнечного ветра – электроны и ионы, выброшенные из внешних слоев атмосферы Солнца. Вблизи Земли магнитное поле поворачивает их и направляет к полюсам, из-за чего и возникают полярные сияния.
Теперь представим себе, что движение этих частиц заснято на кинопленку, которая потом прокручена в обратном направлении. Тогда все будет выглядеть так, что земное магнитное поле выбрасывает плазменные частицы в космос. Нечто подобное как раз и происходит вблизи черной дыры.
Итак, раскрыта ли полувековая тайна коротких гамма-всплесков?
Не будем спешить с выводами, работы еще немало. Однако она постепенно уступает напору исследователей и, полагаю, в конце концов полностью падет под их натиском. Не исключено, что это случится уже в ближайшие годы.
