На сей раз удивил ученых крайне редкий вращающийся небесный объект – магнетар SGR 1627—41. Он представляет собой центр звезды, которая хоть и находится практически в полумертвом состоянии, но окончательно расстаться с жизнью никак не желает. Говоря обыденным языком, это – своеобразный «звездный зомби».
Астрофизики же такие объекты называют мягкими гамма-репитерами, поскольку они постоянно, но одновременно и абсолютно непредсказуемо заявляют о своем существовании импульсами гамма– или рентгеновского излучения.
В настоящее время принято считать, что иногда такими «зомби» могут становиться некоторые нейтронные звезды, которые, в отличие от своих космических «родственниц», имеют еще более высокую плотность и обладают гигантским магнитным полем, способным уничтожить любые живые объекты на расстоянии в несколько тысяч километров.
Магнетар SGR 1627—41
Такие уникальные и весьма редкие объекты астрономы называют магнетарами. Они и впрямь для исследователей Вселенной – экзотика. Действительно, в Млечном Пути их известно 4, а в Большом Магеллановом Облаке и того меньше – всего 1.
Помимо своей чрезвычайно редкости, магнетары еще и весьма маленькие космические тела: их диаметры оцениваются в 10—30 километров. Но, как и у нейтронных звезд, плотность их очень велика: при карликовых размерах «средний» магнетар в два раза тяжелее Солнца. То есть он настолько плотно упакован, что горошина его материи весила бы более 100 миллионов тонн.
Магнетар SGR 1627—41, о котором идет речь, был обнаружен еще в 1998 году, когда неожиданно появился в черной бездне космоса и на протяжении 6 недель произвел около сотни кратковременных вспышек в рентгеновском диапазоне. Но при этом вспышки были настолько короткими, что в то время оценить скорость вращения магнетара ученые не смогли.
Летом 2007 года загадочный объект опять проснулся, но в силу технических причин космический зонд не смог «рассмотреть» ту область неба, где находился объект.
И только осенью 2008 года с помощью не потерявшего своей чувствительности зонда XMM-Newton астрономы смогли выяснить, что магнетар действительно вращается, причем с огромной скоростью: он делает один полный оборот всего за 2,6 секунды. А это второй результат среди известных на сегодня космических объектов подобного рода.
Выяснив, какова скорость магнетара, астрономы, тем не менее не смогли определить, откуда берется поразительно мощное магнитное поле этого «космического зомби». Ведь его величина может достигать 100 миллиардов Тесла. Для наглядности скажем, что такое мощное поле может убить человека на расстоянии в несколько тысяч километров.
Конечно, ученые пытаются объяснить природу такого необычайно высокого магнитного поля. Так, некоторые астрофизики считают, что сначала магнитары вращаются с невероятно большой скоростью: на один оборот у них уходят считанные миллисекунды.
В результате тяжелые элементы, как в воронку, увлекаются в недра этих объектов, где создают «космическое динамо», которое и формируют магнитное поле. Кстати, благодаря аналогичному механизму создается и глобальное магнитное поле Земли, конечно, с учетом ее значительно меньшей массы и скорости вращения.
Вифлеемская звезда
Ее называют по-разному: Звезда Волхвов, Звезда Рождества или Вифлеемская звезда. А вообще же о ней впервые упоминается в Евангелии от Матфея. Эта Звезда, согласно евангелисту Матфею, возвестила о рождении Мессии (Иисуса Христа). Волхвы «видели звезду Его на востоке и пришли поклониться Ему» (Мф. 2: 2). Когда же волхвы пришли в Вифлеем, «звезда, которую видели они на востоке, шла перед ними, как, наконец, пришла и остановилась над местом, где был Младенец» (Мф. 2: 9).
Действительно ли такая звезда появилась на небе в день рождения Иисуса Христа, или же это мифический образ, созданный фантазией Матфея? Эти вопросы впервые задали уже отцы церкви, которые и попытались определить природу Вифлеемской звезды. Так, в III веке раннехристианский богослов и писатель Ориген, а вслед за ним в VII веке и византийский богослов, философ и поэт Иоанн Дамаскин пришли к выводу, что под словом «звезда» в Евангелии от Матфея подразумевается комета.
Например, Ориген пишет: «Мы такого мнения, что видимая на востоке звезда была новой и не была похожа ни на одну другую, она, скорее всего относится к той группе звезд, которые появляются время от времени и называются хвостатыми звездами или кометами… мы прочитали о кометах, что они появлялись несколько раз перед счастливыми событиями. Если при возникновении новых империй и других важных событий на Земле появлялись кометы или другие подобные звезды, то чему же удивляться, что появление звезды сопровождало рождение младенца, который должен был осуществить преобразование в человеческом роде?»
Кстати, в соответствии с расчетами астрономов такой кометой могла быть знаменитая комета Галлея: она приближалась к Земле во 2-й половине 12 года до н.э.
Итальянский математик, философ и астролог Дж. Кардано предполагал, что звезда Волхвов была новой звездой, появившейся в созвездии Кассиопеи. Ученый рассчитал, что Вифлеемская звезда появляется на небе раз в триста с небольшим лет. И как раз на начало новой эры пришлась одна из ее вспышек. Считается, что в 1572 году вспышку именно этой звезды наблюдал и датский астроном Т. Браге.
Иоганн Кеплер предполагал, что Вифлеемская звезда – это вспышка сверхновой
В свою очередь в отношении звезды Волхвов у некоторых астрономов существуют другие гипотезы. Например, они предполагают, что это – новая звезда, вспыхнувшая весной 5 года до н.э. рядом со звездой Бета Козерога.
Еще один отец церкви, Тертуллиан, в 200 году н.э. предположил, что Вифлеемской звездой было необычное расположение планет. Так же считали византийский император Мануил Комнин, кардинал Пьер д’Айли, а также иудейские звездочеты.
Оригинальную гипотезу, которая считается наиболее вероятной, выдвинул немецкий ученый И. Кеплер. В ходе наблюдений в октябре 1604 года за соединением Марса, Юпитера и Сатурна в знаке Стрельца, Кеплер заметил в этой части неба вспышку новой звезды. Сопоставив ряд известных на тот момент фактов, ученый предположил, что подобное событие вполне могло быть истолковано волхвами как знамение о рождении великого царя.
И впрямь, как показали дальнейшие исследования, в 7 году до н.э. такое соединение произошло в знаке Рыб, причем повторялось оно три раза подряд.
Это событие относится к категории редких астрономических явлений: за период от 1800 года до н.э. до 400 года нашей эры оно случилось лишь дважды – в 860 и 7 годах до н.э.
А учитывая тот факт, что царь Ирод, приказавший умертвить младенцев, весной 4 года до н.э. умер, предположение, что Вифлеемская звезда озарила небо именно в это время, довольно точно вписывается в возможные хронологические параметры Рождества.
В пользу гипотезы о соединении планет говорит еще один убедительный аргумент. Дело в том, что, согласно Евангелию, небесное знамение не было замечено самими жителями Иудеи. Но если бы это была новая звезда или комета, их бы заметили жители соответствующих областей земли и без подсказки восточных мудрецов.
К тому же ни в одной из исторических хроник на рубеже эр (с 2241 года до н.э. по 185 год н.э.) ни одной вспышки новой или появления кометы (с 11 года до н.э. по 65 год н.э.) не наблюдалось.
И тем не менее следует признать, что объяснить природу Вифлеемской звезды ученые пока не могут.
Земля в лучах «звезды смерти»
Эту, закрученную в спираль, звезду, названную Юла, или, по международному каталогу – WR 104, ученые обнаружили в созвездии Стрельца в конце прошлого тысячелетия. При этом удалось установить, что расстояние до зловещей WR 104 не такое уж и большое: всего 8 тысяч световых лет. А это – приблизительно четвертая часть расстояния до середины Млечного Пути.
А вскоре выяснилось, что Юла – далеко не безобидный космический объект: оказывается, она в будущем может серьезно угрожать жизни на нашей планете.
Цикл вращения WR 104 равняется ровно восьми месяцам. Поэтому астрономы называют эту звезду «бриллиантом космических часов».
Эта раскаленная космическая юла состоит из двух огненных сияющих звезд-близнецов, которые движутся по фиксированной орбите. Вращаясь друг около друга, эти звезды выбрасывают в космическое пространство потоки газа, которые закручиваются в спираль, дублирующую орбиты звезд.
Ученые уже рассчитали, что обе звезды в ближайшие несколько сотен тысяч лет взорвутся, став сверхновыми. Но, как показывают наблюдения, одна из этой парочки уже сейчас пребывает в крайне неустойчивом состоянии. Поэтому астрономы вполне обоснованно называют этот диумвират бомбами замедленного действия.
Когда звезда, подобная Юле, превращается в сверхновую, она может сбросить настолько мощный поток гамма-излучения, что Земля, если окажется на пути этого незримого «снаряда», может серьезно пострадать. Ведь вспышка гамма-излучения – это один из самых мощных взрывов во Вселенной, во время которого в течение всего нескольких миллисекунд может образоваться такое количество энергии, какое Солнце выделило за 10 миллиардов лет своего существования.
А так как этот смертоносный поток в первое время будет «мчаться» со скоростью света, то подготовиться к надвигающейся угрозе вряд ли получится.
WR 104. Спектрозональное фото
А эта угроза довольно серьезная: если поток гамма-излучения долетит до Земли, то его воздействие может стать губительным для всего живого на нашей планете. Расчеты специалистов показывают, что в том случае, если взрывная волна с Юлы будет контактировать с Землей в течение хотя бы 10 секунд, то это приведет к исчезновению 25 % всего озонового слоя, который в настоящее время защищает нас от губительного воздействия ультрафиолетовых лучей. Для лучшего понимания значимости этой цифры скажем, что на данный момент человечество в результате своей деятельности уничтожило около 3—4 % озонового слоя.
Столь существенные потери этой защитной оболочки Земли могут привести к исчезновению многих видов животных и растений, нарушениям в экосистемах и пищевых цепочках и стать причиной сельскохозяйственного кризиса, а следовательно – и неминуемого голода.
Кроме того, выброс значительного количества гамма-излучения приведет к ускоренному развитию смога, плотная пелена которого закроет Солнце и приведет к выпадению кислотных дождей.
Впрочем, с учетом громадного расстояния до «смертоносной» спирали поток солнечного света уменьшится всего на 1—2 %. Подобный эффект может вызвать лишь незначительное похолодание в некоторых районах, но не станет причиной глобальной катастрофы в виде нового ледникового периода.
Впрочем, как все будет происходить на самом деле? – пока никто не знает. И вымирание многих представителей флоры и фауны, смог, похолодание – это всего лишь предполагаемый сценарий возможного развития событий, если Юла вдруг столкнется с Землей.
Пожиратели вещества
На первый взгляд Солнце – довольно массивное космическое тело, особенно если сравнивать его с окружающей его «свитой» из планет: Венеры, Земли или даже Сатурна с Юпитером. Но хорошо известно, что в космическом пространстве находится огромное количество звезд, которые в десятки, а то и сотни раз крупнее Солнца. Но как же они умудрились достичь столь грандиозных размеров?
Рождение звезды-гиганта
И вот, благодаря некоторым уникальным исследованиям, ученые, кажется, ответили на этот любопытный вопрос. Оказалось, что, как это ни парадоксально звучит, в основе роста звезд-гигантов лежит их обычный… аппетит: они не только очень интенсивно «захватывают» и «пожирают» окружающее вещество, но и не отказываются от поглощения меньших сестер и братьев, то есть занимаются самым настоящим каннибализмом.
Схематично процесс формирования будущей гигантской звезды выглядит следующим образом. В первое время, конденсируясь, звезда притягивает к себе из окружающего пространства все больше и больше газа и пыли, благодаря которым ее вес и объем постепенно увеличиваются.
Естественно, в какой-то момент масса и плотность звезды достигают такой величины, что в ее недрах под действием мощнейших гравитационных сил ядра водорода сближаются настолько, что начинается термоядерная реакция. Звезда вспыхивает очередной яркой точкой в мировом пространстве.
После этого звезда начинает активно выбрасывать в окружающую среду вещество в виде быстрых частиц и, конечно, излучения. Поток этих частиц и излучения начинает отталкивать остатки вещества, которое еще осталось в пределах звезды, тем самым лишая ее новой «пищи», а значит, и материала для дальнейшего роста.
50 лет назад, то есть в 60-х годах прошлого столетия, астрофизики были уверены, что благодаря активному «каннибализму» звезды все же не могут стать супертяжеловесами, то есть вырасти до 20-кратной солнечной массы.
Но расчеты расчетами, а реальные наблюдения давали совсем иную звездную картину: например, была получена информация о том, что некоторые массивные звезды имеют намного большие размеры и массы. А, например, в настоящее время астрономам известны светила, масса которых составляет более сотни солнечных.
Одно время астрофизики предполагали, что когда звезда прекращает «питаться» своими мелкими соседями, то это – навсегда. Однако новые исследования астрономов показали, что аппетита звезды-гиганты отнюдь не теряют. И если даже он у них слегка падает, тем не менее когда звезда не может, как раньше, заниматься активным поглощением соседок по космосу, она все равно периодически находит возможность «перекусить».
Невероятные звезды
Астрономам известно, что гибнущая звезда совсем с небосвода не исчезает. Если она имеет относительно небольшую массу, то превращается в белого карлика – бледного аналога старой звезды, жизнь которой может длиться до бесконечности. А вот массивные звезды, взорвавшись, могут превратиться в нейтронную звезду или в черную дыру.
Итак, нейтронная звезда. Уже само название говорит о том, что состоит она в основном из нейтронов. Во внешней оболочке этой звезды находятся атомы, окруженные свободными электронами. Под этим наружным слоем пребывают протоны и нейтроны, причем последних значительно больше. Еще глубже обосновались нейтроны, электроны и ядро. Но вот что это ядро собой представляет, никто пока точно не знает.
Так вот, когда диаметр звезды уменьшается до 30 километров, материя при такой гигантской плотности принимает новую форму, называемую нейтронной материей. Если же плотность становится еще больше, звезда полностью разрушается, превращаясь в черную дыру.
Анализируя переход нейтронной звезды в черную дыру, ученые предположили, что между этими звездными формами существуют другие виды крошечных светил.
Ведь звезда, чтобы превратиться в черную дыру, должна быть как минимум в 10 раз массивнее Солнца. В то время как масса нейтронной звезды больше солнечной всего в 1,5—3 раза. Вот в этом промежутке астрономы и вычислили ряд удивительных объектов.