Тайны открытий XX века - Александр Волков

После появления телескопа Хаббла астрономы могли воочию наблюдать за столкновениями далеких галактик. Подобные катаклизмы случаются с любыми из них: спиральными, эллиптическими, неправильными, стоит лишь им неосторожно сблизиться. В одних случаях галактики лишь задевают друг друга вскользь, в других следуют лобовые удары, решительно меняющие облик обоих объектов. Во время этой катастрофы выделяются громадные количества энергии; перемещаются массы, которые даже трудно себе вообразить.

В 2004 году астрономы наблюдали самую грандиозную космическую катастрофу — столкновение двух галактических скоплений, каждое из которых содержит тысячи галактик и миллиарды звезд. Это столкновение происходит в 800 миллионах световых лет от Земли и сопровождается мощнейшими рентгеновскими вспышками. Шоковые волны разогревают межзвездное пространство до 100 миллионов градусов. По словам некоторых ученых, катастрофа сопровождается крупнейшим выбросом энергии за всю историю Вселенной после Большого Взрыва.

В пламени новых рождений

Что же происходит, когда сталкиваются две гигантские галактики, насчитывающие сотни миллионов звезд? Событие это не похоже на удар метеорита о Землю. Галактика — вовсе не твердое тело, всей своей поверхностью бьющееся о встречный объект. Она скорее напоминает стаю рыб или птиц, летяще-плывущих в одном и том же направлении, но предпочитающих держаться на огромном расстоянии друг от друга. Звезды одной из галактик легко просачиваются мимо плывущих навстречу звезд, словно мальки, снующие сквозь ячейки невода. Даже если они столкнутся, соседние «рыбозвезды» этого не заметят. Лишь взбаламутится вода, то есть газопылевые массы, разделяющие их. Последствия именно этого события будут катастрофическими.

Огромные массы межзвездного газа, мчащиеся с огромной скоростью навстречу друг другу, нагреются и вспыхнут после соударения. В их гуще начнется термоядерная реакция. Образуются новые звезды. Они станут исчисляться тысячами, а то и сотнями тысяч. Их раскаленные массы будут излучать яркий голубой свет.

Через несколько миллиардов лет четыре галактики, расположенные в созвездии Змеи, сольются воедино

Итак, сближение галактик вовсе не приводит к многочисленным столкновениям звезд, крошащим их как фарфоровую посуду. Расстояния между звездами в сотни миллионов раз превышают диаметр самих светил. Скорее столкнутся две мухи, летящие одна по Москве, другая — по Буэнос-Айресу. В то же время расстояния между отдельными галактиками внутри скоплений всего в десятки или сотни раз превышают диаметр этих галактик. Значит, сшибки между ними неизбежны. В далеком прошлом они случались еще чаще, чем теперь, потому что размеры Вселенной были меньше и галактики располагались еще ближе друг к другу.

Когда две галактики сближаются, их отдельные части, повинуясь гравитации, выпячиваются далеко в космическое пространство, напоминая лапы какого-то многоногого животного. Столкнувшиеся галактики словно бы ползут по Космосу, осторожно перебирая своими длинными, тонкими ногами. Они напирают друг на друга. В очаге их коллизии пылают бессчетные массы газа. Среди этого пламени рождаются все новые звезды.

Столкновение двух галактик в 114 млн. световых лет от Земли

В принципе судьба столкнувшихся галактик зависит не только от их геометрии, но и от скорости, с которой они сближаются. При 200 километрах в секунду они сливаются друг с другом. Если их относительная скорость достигает 600 километров в секунду, то галактики после своего рандеву отскакивают назад, как мяч, налетевший на стену. Когда скорость превышает 1000 километров в секунду, удар оказывается таким мощным, что во все стороны, словно брызги, летят обломки галактик. Впрочем, чаще всего подобные обломки, удержанные силой гравитации, повисают возле родных галактик, напоминая то антенны, то усики насекомых, то хвостики животных.

Жизнь под факелом Андромеды

Итак, почти все галактики рано или поздно столкнутся со своими соседями. Эта участь ожидает и наш Млечный Путь. Навстречу ему несется туманность Андромеды. Пока нас разделяет 2,2 миллиона световых лет. Эта туманность громадным сводом нависает над нашей космической родиной. Кажется, что в любой момент она готова упасть на нас. Ее сердцевина светится так ярко, словно здесь пылают тысячи солнц. Струи раскаленного газа летят во все стороны. Одна из них тянется прямо к Земле, будто мечтая ее схватить.

Под этим постоянно падающим на нас сводом лежит Млечный Путь — плоский линзообразный диск, сложенный из миллиардов ослепительно белых звезд. Новые светила вспыхивают, старые гаснут. Потоки смертоносных гамма-лучей рассекают космическую даль. Идет обычная жизнь.

Карликовая галактика Сагиттариус, расположенная в 78 тыс. световых лет от Солнца, скоро будет поглощена нашей Галактикой

Пройдет несколько миллиардов лет, и вот тогда-то начнется! Все сообщество звезд, расположенное в этой части космического пространства, всколыхнет очередная катастрофа. Хаос вернется.

Сперва рухнут незримые скрепы, удерживавшие звезды на их привычных орбитах. Под действием мощных гравитационных сил те будут выброшены в космическую даль. Туда же, — словно теннисные мячики, — помчатся Солнце и Земля. К этому времени Солнце давно превратится в красного гиганта и выжжет Землю дотла. Если бы на нашей планете сохранились хоть какие-то живые существа, они стали бы свидетелями грандиозной сцены распада и гибели двух великих галактик.

Конечно, на первых порах жители нашей планеты лишь выиграли бы от взаимного сближения галактик. Небосвод будет усеян таким невероятным количеством звезд, что по ночам люди станут читать прессу даже не зажигая света. (Наивные бедняги! Ни в одной газете им не найти намеков на грядущую катастрофу. Пресса, как всегда, говорит о другом.) Позднее, через четыре-пять миллиардов лет, когда сгорят и газеты, и их читатели, наш Млечный Путь наконец сольется с туманностью Андромеды, образовав единое целое — некую яйцевидную галактику.

Всполохи вновь рождаемых звезд ярко осветят опустевшую, холодную Землю. Впрочем, кто знает? Возможно, жизнь уцелеет и в этих катастрофах, приняв новое обличье, перебравшись туда, где ей ничто не будет угрожать.

В бореньях с Gamma Ray Bursts…

Но столкновение галактик — не единственная опасность, которая угрожает жизни на Земле. Еще в конце шестидесятых годов американские астрономы обнаружили, что время от времени космическую даль прорезают мощнейшие вспышки гамма-излучения — Gamma Ray Bursts. Поначалу явления эти казались сравнительно редкими: за десять лет наблюдений удалось заметить около семидесяти вспышек. Однако столь скудная статистика объяснялась лишь «слепотой» наших приборов. За гамма-вспышками никто не наблюдал специально. Их случайно фиксировали спутники, следившие затем, как военные в СССР соблюдают соглашения об испытании атомного оружия. Впоследствии гамма-телескопами стали оборудовать советские и американские космические станции и зонды. Однако странные молнии вспыхивали порой лишь на считанные доли секунды, и их природу нельзя было понять.

Всерьез ученые занялись гамма-вспышками лишь около пятнадцати лет назад, после запуска в Космос в 1991 году Ком-птоновской обсерватории. Феномен гамма-вспышек был открыт практически заново. Теперь астрономы регистрировали их ежедневно: порой по три раза на дню в различных уголках Вселенной случались эти таинственные катастрофы. Их яркость была в миллиарды миллиардов раз выше, чем яркость Солнца. Особенно грозной оказалась январская вспышка 1999 года; ее источник был в 1019 (десять в девятнадцатой степени) раз мощнее Солнца! Что порождало такие вспышки? Что было источником их энергии?

Уже в первой половине девяностых годов стало ясно, что никаких четко очерченных зон, где наблюдаются вспышки, нет. На картах, составленных учеными, источники смертоносных гамма-лучей равномерно распределялись по всей нашей Вселенной. Область их происхождения, словно облаком, окутывала мироздание. По ту сторону «облака» царил полный покой. Быть может, гамма-вспышки были «маяками», зажженными на краю мироздания, там, где кончалась даже бесконечность?

Чаще всего астрономы связывают «странные маяки» с нейтронными звездами, накопившими громадную энергию за счет гравитации. Возможно, эти жуткие молнии вспыхивают, когда нейтронная звезда исчезает в чреве огромной черной дыры. Проваливаясь в бездну, она бросает последний луч, удивительным заревом освещая Вселенную.

В 2004 году к наблюдению за гамма-вспышками приступила космическая обсерватория НАСА «Свифт» 

А может быть, две нейтронные звезды, неосторожно сблизившись, сливаются друг с другом, порождая плотный огненный шар, состоящий из электронно-позитронных пар и фотонов, ставших продуктом аннигиляции нейтрино и антинейтрино? Ученые так описывают механизм этого процесса. Если в огненном шаре содержится много обычной материи — не элементарных частиц, а, например, газа и пыли, — то вся энергия звезды уходит на то, чтобы извергнуть эту материю. Никакого гамма-излучения не наблюдается. Если же материи очень мало, то она ускоряется почти до световой скорости. При столкновении с препятствием, — например, облаком газа, — и возникает пресловутая гамма-вспышка. «Искры», отлетевшие от огненного шара, мчатся по просторам космоса, сея смерть и «сжигая» все, что ни встретится им.