Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии - Эмили Левеск

возможности их открыть.

Загоревшись идеей, я составила заявку на телескопное время, хотя понимала, что обоснование в духе «Знаете, мы ищем новый тип звезды, который раньше никто никогда не видел, но у нас хорошее предчувствие» звучит не очень убедительно. Мы решили, что первый сеанс наблюдений посвятим предварительному поиску: составим список холодных ярко-красных сверхгигантов, получим подробные спектры для каждого, а потом изучим их химический состав и установим, что именно для таких звезд считать «нормальным». Нетипичные элементы, избыток которых мы ожидали найти в объектах Торна — Житков, были очень специфическими — литий, рубидий, молибден, — так что неудивительно, что никто до нас не пытался провести исчерпывающее исследование того, сколько молибдена содержится в обычном красном сверхгиганте, не говоря уж об аномальном. Я рассудила, что, прежде чем найти странные звезды, нам нужно исследовать обычные. Но скучное традиционное химическое исследование тоже звучало не очень захватывающе, поэтому окончательная заявка была компромиссной: мы будем исследовать около сотни красных сверхгигантов, включая большую выборку нормальных, а также несколько странных. Заявка была одобрена, и нам предоставили три весенние ночи на одном из 6,5-метровых телескопов в Лас-Кампанас.

Это был забавный и необычный проект, не очень похожий на те исследования, которые мы проводили раньше, поэтому в первую ночь наблюдения мы еще дорабатывали наши планы. Когда день уже клонился к вечеру и мы приготовились начать наблюдение, Фил предложил добавить в наш список еще несколько звезд, которые он нашел на старых снимках, — несколько красных сверхгигантов, которые были отличными кандидатами на объекты Торна — Житков благодаря невероятно яркому цвету. Мы вели наблюдение совместно с еще одной коллегой, Нидией Моррелл, блестящим астрономом с многолетним опытом работы в Лас-Кампанас, которая знала здесь каждый телескоп, камеру и спектрограф вдоль и поперек. Перед наблюдением она предложила внести несколько изменений в наш список целей и настройку приборов, чтобы сделать нашу работу максимально удобной и эффективной.

Поступавшие данные на первый взгляд казались хаотичными. После наблюдения мне предстояло несколько недель изучать руководства и документацию к программному обеспечению, чтобы понять, как правильно провести редукцию данных, удалив все ненужные сигналы от электроники, с неба или от других близлежащих звезд, и зафиксировать излучение тех звезд, которые нас интересовали. Тем не менее каждый новый кадр содержал достаточно подробностей, чтобы получить приблизительное представление о результатах.

Нидия, конечно, была в лучшем положении — она знала этот прибор вдоль и поперек, как и все другие приборы в Лас-Кампанас, и могла сразу же распознать небольшие отклонения в поступающих данных. Иногда она замечала проблему, например звезду, которая не была идеально центрирована, или корректировку, которая позволила бы улучшить сигнал. В других случаях она просто указывала на мелкие детали или особенности, помогая нам распознавать ценные сведения даже в массе необработанных данных. Большая часть данных выглядела как набор узких белых горизонтальных полосок; редкие темные разрывы показывали промежутки, где тот или иной элемент поглощал свет с определенной длиной волны.

В середине ночи мы перешли к одной из новых суперкрасных звезд, которые Фил добавил в список. Я переписала ее название из каталога объектов инфракрасной астрономии — J01100385–7236526, непоэтичное наименование, отражающее координаты объекта в небе. Мы сделали снимок и с интересом наблюдали за появлением данных на экране, готовясь к следующей цели. Снимок выглядел хорошо — четко и ярко, но мы сразу же обратили внимание на что-то необычное в белых полосках. Наряду с обычными темными промежутками там было несколько нетипично ярких белых точек, ясно показывающих места, где какой-то конкретный элемент в атмосфере звезды излучал дополнительный свет. Это было странно, и мы впервые наблюдали нечто подобное в наших красных сверхгигантах, поскольку химические элементы в атмосфере таких звезд обычно только поглощают свет, а не излучают. Впрочем, никто не предсказывал, что такой свет будут излучать объекты Торна — Житков, так что этот момент не удостоился ни крика «Эврика!», ни хотя бы торжествующего «Ага!». Скорее, общей реакцией было не очень уверенное «хм». Мы разглядывали изображение со всех сторон, будто хотели убедиться, что странные яркие пятна никуда не делись, и поначалу молчали.

Нидия заговорила первой, возможно, увидев что-то, чего мы не заметили, в странных данных, появившихся на экране: «Я не знаю, что это такое, но мне это нравится!»

Я записала ее слова под названием J01100385–7236526 в своих заметках и продолжила работу.

Более года спустя я корпела над данными, теперь уже используя настоящие наименования звезд, и наткнулась на звезду HV 2112. К моему изумлению, HV 2112 была аномалией в нашей коллекции красных сверхгигантов, поскольку у нее наблюдался странный переизбыток нескольких ключевых элементов. После математических расчетов и сравнения с другими звездами мне стало ясно: в HV 2112 гораздо больше лития, чем в других красных сверхгигантах в нашей выборке. Кроме того, в ней гораздо больше рубидия. И гораздо больше молибдена. Другими словами, это был именно тот странный набор химических элементов, когда-то предсказанный для объекта Торна — Житков.

В атмосфере звезды HV 2112 творилось еще что-то странное: излучение от атомов водорода. Никто никогда не предсказывал такого поведения объекта Торна — Житков, но небольшое исследование выявило кое-что новое. Атмосфера некоторых звезд излучает водород благодаря энергии, генерируемой звездными пульсациями: если внешние слои звезды нестабильны, они могут иногда пульсировать, словно странные гигантские сердца, и излучение водорода создает характерный узор в их атмосфере. Никто не предполагал, что объекты Торна — Житков будут демонстрировать признаки излучения водорода, но несколько ученых предсказали, что их внешние слои могут быть нестабильными и что они могут пульсировать.

Звезда HV 2112 только что стала лучшим в истории кандидатом на роль объекта Торна — Житков. Это означало, что нам, возможно, удастся впервые доказать существование совершенно новой модели устройства звезды. Сразу появилось множество новых вопросов. Как образовались объекты Торна — Житков? Как долго они прожили? Могут ли они образовывать черные дыры после смерти? Могут ли они создавать сверхновые? Могут ли они создавать гравитационные волны? А может быть, они создают что-то прежде никогда не наблюдавшееся? Открывалась совершенно новая область познания, и все благодаря данным, которые мы получили от HV 2112.

Пока я смотрела на экран своего компьютера, передо мной складывались кусочки головоломки, и деталь об излучении водорода вдруг кое-что мне напомнила. Я схватила свои записи наблюдений и вернулась к тому вечеру, когда Нидия заметила излучение в наших данных по J01100385–7236526. Я заглянула в базу данных звездных координат и названий, и догадка подтвердилась: объект J01100385–7236526 был звездой HV 2112, потенциальным объектом Торна —