Жак Поль – Вселенная с нуля. От Большого взрыва до абсолютной пустоты (страница 20)
☛ СМ. ТАКЖЕ
Человек ходит по Луне (1969)
Первые шаги человека на Марсе (2051)
– 348 тысяч
Лихорадочный пульс
Ядро массивной звезды, расположенной недалеко от Солнца, схлопнулось, и звезда превратилась в сверхплотное образование, вращающееся невероятно быстро и испускающее в межзвездное пространство разогнанные до огромных скоростей микрочастицы.
Расположенная недалеко от Солнца массивная звезда достигла последней стадии своей эволюции. Ее ядро обрушилось внутрь самого себя, превратившись в стремительно вращающийся и сильно намагниченный маленький шар огромной плотности – такой, что дальнейшее его сжатие было уже физически невозможно. Внешние слои звезды, напротив, разлетелись в разные стороны. В результате неравномерной отдачи схлопнувшееся ядро получило мощнейший импульс, вытолкнувший его на большой скорости в межгалактическое пространство.
Быстрое вращение и мощное магнитное поле превратили оставшееся от звезды ядро в пульсар – очень плотную и компактную звезду, способную выпускать из своих полюсов интенсивные потоки высокоэнергетических электронов. Несущийся в межзвездном пространстве со скоростью сто двадцать километров в секунду пульсар оставляет в межзвездном газе инверсионный след, похожий на тот, что стелется в воздухе за сверхзвуковым самолетом. Релятивистские электроны, испускаемые пульсаром, создают вокруг него обширную зону – источник жесткого излучения. Европейский космический телескоп XMM-Newton, отличающийся большой площадью рентгеновских приемников, в 2004 году зарегистрировал это излучение: оно имело вид двух потоков, испускаемых расположенным в центре телом.
Но еще в 1970-х годах этот пульсар, выброшенный в пространство звездным катаклизмом триста пятьдесят тысяч лет назад, заявил о себе интенсивным излучением в диапазоне жесткого гамма-излучения. В 1975 году на загадочный источник был нацелен орбитальный гамма-телескоп Cos-B – первый проект только что созданного Европейского космического агентства (ЕКА).
Ученые из Миланского университета, которые участвовали в работе космической обсерватории Cos-B, и в их числе итальянский астрофизик Джованни Биньями, стремясь разгадать природу таинственного источника, попытались связать его с одной из расположенных в той же области неба звезд с необычными спектрами. Из этого ничего не вышло. Исследователи отнеслись к ситуации с юмором и назвали таинственный источник Геминга, намекая на выражение (el) gh’è minga, на миланском диалекте означающее «(ее) здесь нет». Это прозвище сохраняется за объектом до сих пор. Но в 1991 году, когда на орбиту была выведена гамма-обсерватория НАСА CGRO, удалось, наконец, доказать, что Геминга является пульсаром.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Пульсар – космический маяк (–4500)
– 166 ТЫСЯЧ
Гигантский рой нейтрино
В ядре звезды Sanduleak –69°202 в результате слабого взаимодействия протонов и электронов образовалось огромное количество нейтрино, зарегистрированных в 1987 году.
Sanduleak –69°202 – голубой гигант из Большого Магелланова Облака, входящий в каталог звезд, составленный американским астрофизиком румынского происхождения Николя Сандуликом. В один прекрасный день ядро этой звезды массой в двадцать Солнц внезапно схлопнулось – коллапсировало. Слабое взаимодействие протонов и электронов за какой-то десяток секунд привело к образованию феноменального количества нейтронов и нейтрино.
Нейтроны, объединившись друг с другом, образовали огромный сверхплотный ком. В процессе его сжатия образовалось невероятное количество нейтрино: 1058 – единица с пятьюдесятью восемью нулями. Эти нейтрино унесли фантастическую гравитационную энергию, выделившуюся во время коллапса ядра и равную энергии, выделенной Солнцем с момента его образования за более чем четыре миллиарда лет. В бестиарии элементарных частиц нейтрино занимает особое место. Его масса настолько мала, что эта частица практически нечувствительна к гравитации. Электрического заряда у нейтрино тоже нет, и оно не взаимодействует с электромагнитным полем. Наконец, на нейтрино не действует даже сильное взаимодействие, сила, которая обеспечивает связь частиц в атомном ядре. Эта частица участвует только в слабом взаимодействии, силе, которая проявилась во время коллапса ядра звезды Sanduleak –69°202.
Практически безмассовые нейтрино, образовавшиеся в ядре Sanduleak –69°202, двигались со скоростью, близкой к скорости света, и почти не взаимодействовали с окружающей материей. Они беспрепятственно прошли сквозь сброшенные звездные оболочки и вылетели из тела звезды в виде столь плотного роя, что, когда 23 февраля 1987 года, преодолев расстояние в сто шестьдесят шесть тысяч световых лет, он достиг Земли, плотность потока нейтрино все еще оставалась равной тридцати миллиардам частиц на квадратный сантиметр! Однако, так как нейтрино нечувствительны к воздействию любых сил за исключением слабого взаимодействия, их очень трудно обнаружить: когда нейтринный рой, возникший в результате коллапса ядра звезды Sanduleak –69°202, обрушился на самый большой на тот момент детектор нейтрино «Камиоканде II», установленный в Японии, детектор смог «увидеть» всего лишь одиннадцать частиц.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Ударная волна сотрясает Большое Магелланово Облако (–166 тысяч)
– 166 тысяч
Ударная волна сотрясает Большое Магелланово облако
Ядро массивной звезды из Большого Магелланова Облака схлопнулось в сверхплотный комок нейтронов. Это событие породило мощнейшую ударную волну, которая облетела всю галактику.
Еще до того, как ядро голубого сверхгиганта Sanduleak –69°202 коллапсировало, испустив гигантский рой нейтрино, эта огромная звезда, входившая в двойную систему, обменивалось веществом со своим компаньоном. В результате вокруг сверхгиганта образовался плотный газовый диск, на который с поверхности звезды обрушивался мощный звездный ветер. Потом произошел коллапс ядра. Это явление невероятной разрушительной мощи привело к образованию чудовищного нейтронного кома, сжатого до плотности, превышающей плотность атомного ядра. Но после сжатия сверхплотное тело начало разжиматься, как резиновый мячик, который крепко сжали в ладони, а потом отпустили. Образовалась ударная волна огромной силы, выбросившая в окружающее пространство остатки звездных оболочек.
Это событие стало причиной образования огромного количества нейтронов, достигших внешней оболочки звезды и вступивших во взаимодействие с ядрами атомов, из которых она состояла. Лишенные электрического заряда нейтроны, подчиняясь сильному взаимодействию, соединялись с ядрами. Присоединение нейтронов не изменило химической природы элементов, а привело к образованию изотопов этих элементов. Теоретически эти неустойчивые изотопы могли бы распасться, однако приток нейтронов был настолько интенсивным, что к изотопам присоединялись все новые и новые нейтроны. Этот процесс идет обычно столь быстро, что получил у физиков название
При прохождении ударной волны расширяющаяся оболочка звезды засияла невероятно ярко – ее светимость достигла миллиарда светимостей Солнца. Этот феномен и называется вспышкой сверхновой; 23 февраля 1987 года астрономы-любители и специалисты зарегистрировали его в Южном полушарии неба под номером SN 1987A. Несколько дней спустя видимое сияние SN 1987A пошло на спад – теперь оно подпитывалось только распадом радиоактивных изотопов, в основном кобальта-56 и железа-56. Скорость падения яркости соответствовала периоду полураспада кобальта-56: семидесяти семи дням.
Распространяясь наружу в окружающее пространство, через десять лет ударная волна достигла расширяющегося внутреннего края околозвездного диска, уже освещенного ультрафиолетовым излучением сверхновой. И лишь через двадцать пять лет после взрыва, внутреннего края диска достигли сброшенные звездой оболочки.
☛ СМ. ТАКЖЕ
Гигантский рой нейтрино (–166 тысяч)
Еще одна сверхновая (1054)
– 50 тысяч
Гигантский метеорит падает на Землю
Метеорит диаметром пятьдесят метров рухнул на Землю. На покрытой травой равнине, где резвились мамонты и гигантские ленивцы, образовался кратер диаметром более километра.
В конце плейстоцена, первой геологической эпохи четвертичного периода, в атмосферу Земли однажды врезался огромный кусок металла: железа и никеля. В отличие от большинства метеоритов, этот объект не происходил из роя малых тел, оставшихся от начальной стадии образования Солнечной системы: он скорее был фрагментом разрушенного ядра протопланеты, в процессе ее формирования испытавшей катастрофическое столкновение. Благодаря своему составу болид оказался гораздо устойчивее к мощному аэродинамическому сопротивлению плотных слоев земной атмосферы, чем состоящие из льда и камня метеориты.
Промчавшись сквозь наиболее плотные слои атмосферы, на высоте около четырнадцати километров над поверхностью Земли плейстоценовый метеорит наконец развалился. От него отделился основной кусок массой в половину исходной и множество малых фрагментов, которые на высоте четырех километров от поверхности образовали вращающийся рой поперечником метров в двести. Основное тело метеорита, оставаясь практически неповрежденным, на скорости в двенадцать километров в секунду врезалось в землю, выделив около десяти миллионов миллиарда джоулей энергии. Мелкие фрагменты, значительная часть которых испарилась в воздухе, выделили примерно столько же энергии в атмосферу, вызвав страшной силы порывы ветра.