Диалоги (август 2003 г.) - Александр Гордон

Александр Гордон: За какой период?

А.П. С 69 по 73 год. Потом первый каталог насчитывал уже порядка 70 всплесков, потому что, когда вернулись назад, посмотрели предыдущие эксперименты на спутниках Вела-3, Вела-4, нашли всплески ещё и там.

Красивая история об открытии всплесков говорит о том, что в 73 году прошлого века эта данные рассекретили, и была опубликована первая работа. На самом деле всё было гораздо прозаичнее. Исследователь Рэй Клебесадел, разработчик этого прибора, когда было точно выяснено, что эти источники находятся не на Земле, положил эти данные в стол и лишь только в 72 году по просьбе начальства он вернулся к исследованию этих необычных явлений, необычных кривых. В 72 году он вернулся к исследованиям, а в 73 году была опубликована первая статья. И как раз в июне 73 года она была опубликована, то есть в этом году исполнилось 30 лет с тех пор, как были открыты гамма-всплески. 30 лет, и за эти 30 лет мы зарегистрировали очень много всплесков, больше 3 тысяч, во множестве космических экспериментов на различных космических аппаратах. Вот такая экстравагантная история.

А.Г. Какие приборы стояли на этих спутниках?

А.П. Это были сцинтиляционные детекторы, которые могли измерять достаточно жёсткое излучение – от 30 КэВ до 2 МэВ.

Б.Ш. Довольно небольшие по размеру, кстати.

А.П. Да, небольшого размера. Они были предназначены для того, чтобы контролировать испытания, а открыли такое замечательное явление, которым мы продолжаем заниматься уже достаточно долго. И эти всплески водят нас за нос и, по-видимому, ещё будут водить.

Б.Ш. В то время было совершенно неизвестно, откуда приходили всплески. Их наблюдали просто в виде внезапного роста темпа отсчёта гамма-квантов. Покажите следующую картинку, если можно. И эти кривые совершенно разные. На самом деле, трудно себе представить, что это всё относится к одному и тому же явлению. На самом деле, они вписываются в единую статистику, и похоже, что здесь просто работают какие-то неустойчивости, какая-то стохастика, природа играет в кости, когда генерирует эти кривые. Ко всему прочему – это очень яркий феномен. Чтобы открыть какое-то новое явление, как правило, требуются дорогие прецизионные установки. А вот это можно было открыть детектором размером с монету – будь он помещён на спутнике. По яркости это явление сравнимо с яркими солнечными вспышками – но Солнце рядом, а это неизвестно где.

А.Г. То есть их мог бы зафиксировать даже бытовой счётчик Гейгера.

А.П. Совершенно верно, но только будь он на орбите.

Б.Ш. 100 фотонов в секунду через сантиметр квадратный – вот характерная величина.

Что тогда думали по поводу этих всплесков? Думали, что это нейтронные звёзды, о которых мы говорили. Они вообще богатые на всякие неожиданные явления. Но тем временем история продолжалась…

А.П. Что только не думали, было достаточно много гипотез, мы расскажем про это, но после открытия всплесков их исследованию стали посвящать специализированные эксперименты. Таких экспериментов было достаточно много. Если мы посмотрим на следующую картинку, то увидим, сколько было экспериментов, которые исследовали космические всплески. Здесь на двух картинках перечислены эти эксперименты. Достаточно сказать о самых выдающихся, на наш взгляд.

С американской стороны это «Пионер Венера Орбитер», спутник, на котором был установлен детектор гамма-всплесков. И американский же «Солар Максимум Мишн». Но Советский Союз тоже не был в стороне от этих исследований. Это были такие эксперименты, такие как «Конус», разработанный в питерском Физтехе Евгением Павловичем Мазецем, «Снег» на космических аппаратах Венера-11-14. «Снег» был советско-французский эксперимент, а И.В. Эстулин руководил этим экспериментом в ИКИ. В общей сложности советские эксперименты зарегистрировали порядка 200 всплесков за эти годы.

А.Г. Я вижу, что по крайней мере 10 из этих экспериментов продолжаются и по сей день.

А.П. Да, да, и сейчас исследования продолжаются. И мы, наверное, пару слов попозже скажем об этом. Что же эти эксперименты дали? Они определили не направление прихода всплесков, а сам факт регистрации этих всплесков.

Б.Ш. Общую статистику.

А.П. Да, общую статистику. И направление можно было определять примерно по триангуляции – когда в пространстве расположено много спутников, то по времени задержки прихода плоского фронта можно было строить дуги, и дальше эти дуги где-то пересекались. Это называется error-box, т.е. область локализации всплеска. Они были достаточно большими. И люди пытались смотреть в эти области локализации (боксы) другими приборами, оптическими в частности. И ничего там не находили, эти боксы были пустые!

Б.Ш. Поэтому по-прежнему подозревали нейтронные звёзды. И однажды показалось, что это точно подтвердилось, что это доказано.

А.П. 5 марта 79 года случился очень мощный всплеск. Надо сказать, что он был зарегистрирован сразу же семью аппаратами, которые летали либо на орбите Земли, либо на межпланетных траекториях. Чем этот всплеск был замечателен? Он был очень мощный. Но это не всё. Удивительно, но в этом всплеске нашли период в пульсациях – порядка 8 секунд, чуть меньше 8 секунд. Что такое 8 секунд? 8 секунд это…

Б.Ш. Вращающаяся нейтронная звезда.

А.П. Да, вращающаяся нейтронная звезда. Близко по периоду к радиопульсарам, – хотя и больше, чем у них, но близко. Казалось, что проблема всплесков закрыта, по крайней мере, решена, потому что это пульсар, нейтронная звезда. В общем, радости было много, материала для исследований было много. Но в дальнейшем оказалось, что этот класс явлений, он маскировался под всплески.

Б.Ш. Это были не гамма-всплески.

А.П. Это был класс явлений, который потом получил название Софт Гамма-Репиторы (SGR).

Б.Ш. На одном из семинаров это предложили перевести как «мягкий повторитель», но мы не берём на себя такую смелость.

А.П. Да, очень трудно иногда переводить какие-то термины.

Итак, в чём оказалось его отличие от классических всплесков, о которых мы ведём речь? Оказалось, что энергетический спектр этих событий чрезвычайно мягкий. Он сильно отличается от классических всплесков, это во-первых. Во-вторых, оказалось, что они умеют повторяться. То есть если классические всплески никогда не приходят из одной точки пространства, то эти Софт Гамма-Репиторы повторялись, было найдено до сотни периодов активности этого источника. На сегодняшний день известно 5 Софт Гамма-Репиторов, которые периодически проявляют свою активность. Все, кроме одного, принадлежат нашей Галактике.

А.Г. То есть природа этих явлений совсем другая.

Б.Ш. Совсем другая и тоже очень интересная. Это другая загадка.

А.П. Сейчас это уже стало отдельно исследуемым подклассом явлений.

Б.Ш. Но, тем не менее, после некоего разочарования или, может быть, новой находки…

А.П. После ухода с этого ложного пути.

Б.Ш. Да, всё равно продолжали думать, что это нейтронные звёзды, просто какое-то другое их проявление, потому что это действительно чудо природы, богатое на разные эффекты.

Но здесь стало появляться одно смущающее обстоятельство, а именно – мы живём в плоской спиральной галактике. Вот снимок телескопа «Хаббл», на котором изображена реальная группа галактик. Это не фотомонтаж, это действительно такая группа. Та, которая снизу, видна ребром, она даёт хорошее представление о геометрии.

А.Г. И похожа на нашу Галактику…

Б.Ш. На наш Млечный Путь.

И если бы это были нейтронные звёзды, то мы должны были ожидать, что они распределены в плоскости этой галактики, там, где они рождаются. И все известные эффекты, которые связаны с нейтронными звёздами, они концентрируются в плоскости Млечного Пути. Эта плоскость нашей Галактики. Так вот, иногда удавалось определить направление, откуда пришёл гамма-всплеск. Оказывается, это направление было случайно разбросанным по небу и никуда не концентрировалось.

А.Г. То есть отовсюду. Мог отсюда, мог оттуда…

Б.Ш. Отовсюду. Тогда предложили такую идею. Хорошо, может быть, они не очень яркие и, может быть, мы их видим только с расстояния порядка толщины галактического диска? Вот мы сидим где-то здесь и видим гамма всплески вокруг себя. Так рассуждали в то время. Интересно взять «Маленькую энциклопедию космоса» издания 86 года. Там написано, что это, скорее всего, нейтронные звёзды. И там есть одна характерная фраза: «Источники гамма-всплесков обладают поразительной энергетикой. За вспышку излучается 10 в 40-ой степени эрг». Запомните эту цифру – 10 в 40-ой эрг – она ещё будет меняться. Что это такое? 10 в 40-ой эрг – Солнце столько выделяет примерно за месяц. А здесь за секунды и в гамма-диапазоне, конечно, это много и поразительно.