Ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН и Астрокосмического центра ФИАН, главный редактор газеты «Троицкий вариант — Наука» доктор физико-математических наук Борис Евгеньевич Штерн на фестивале «EUREKA!FEST» рассказал о физике объектов, которые видны в гамма-телескоп — сверхмассивных черных дыр, гигантских струй от квазаров, о взрыве сверхновых.
Ученые наблюдают Вселенную в разных диапазонах электромагнитного спектра. В радиоволнах видны активные галактические ядра — квазары. «В радиолучах показывается самое лучшее угловое разрешение, и есть надежда увидеть, скажем, черные дыры в центре нашей галактики. В микроволнах мы изучаем раннюю историю Вселенной. В инфракрасном излучении различаем, что происходит внутри пылевых туманностей. В оптике смотрим на все: звезды, галактики. Последний гамма-диапазон интересен тем, что в нем проявляют себя самые экстремальные объекты и события в космосе — квазары, гамма-пульсары, гамма-всплески», — рассказывает Борис Штерн.
Стоит отметить, что впервые гамма-всплески были замечены не научными приборами, а военными спутниками шпионами «Vela», в 1969 году запущенными для контроля за соблюдением договора о запрете на испытания ядерного оружия в трех средах: в космическом пространстве, в атмосфере и под водой. Оказалось, вспышки происходят в разных местах небесной сферы. Именно тогда начались диспуты между учеными: одни говорили, что сигналы поступают с космологических расстояний, другие — излучение распространяется внутри нашей галактики. «В конечном итоге победили те, кто утверждал, что это случается на дальних дистанциях», — говорит Борис Евгеньевич.
В 2008 году, с запуском гамма-обсерватории «Ферми», произошло своего рода прозрение — появилось обилие новых данных, был достигнут высокий уровень точности. Обсерватория выглядит как массив из пластин тяжелого металла с прослойками полупроводниковых детекторов, которые измеряют электронные частицы. По нынешним представлениям, гамма-всплески происходят, когда звезда «схлопывается»: она теряет устойчивость, начинает сжиматься, так как ее внутренности проваливаются в центр, где сначала формируется нейтронная звезда, а потом черная дыра. Вокруг последней образуется диск, по плотности сравнимый с нейтронной звездой, он генерирует спиральное магнитное поле, которое в конце концов выливается в мощную струю замагниченного вещества. «Оно за секунды прожигает небесное тело, вырывается в открытое пространство и там излучает гама-кванты, как прожектор, и если нам повезло попасть в его луч, то мы видим гамма-всплеск. Такие взрывы происходят тысячи раз в день», — рассказывает ученый.
Кроме этого, при помощи гамма-диапазона можно наблюдать квазары — ядра галактик. В центре них находятся сверхмассивные черные дыры, размеры некоторых из них достигают десятки миллионов солнечных масс. Если на черную дыру падает вещество, а это в основном межзвездный газ, в состав которого входит водород, то оно скапливается в аккреционный диск. В космосе диски — очень распространенная вещь, Солнечная система — это один из примеров. Структура разогревается, и мощность ее излучения в некоторых случаях превышает светимость галактики в тысячи раз. «Лучи распространяются во все стороны одинаково, но к тому же диск еще и вращается, ведь вещество притягивает вместе с собой к черной дыре магнитное поле. Материя закручивается, и ей некуда деваться кроме как «выплевываться» вдоль оси вращения в обе стороны, испуская два луча. В нашей галактике есть потухший квазар, он находится в созвездии Стрельца и практически не выделяет энергию», — говорит Борис Штерн.
Дарина Муханова
Фото Анастасии Давлетгильдеевой
