Чудовища доктора Эйнштейна - читать онлайн книгу. Автор: Крис Импи cтр.№ 28

Предпринималась аналогичная попытка классифицировать радиоисточники разных видов. Радиогалактики с низкой светимостью имеют ядро и парные джеты, обычно оканчивающиеся в пределах галактики лепестками излучения неправильной формы. Радиогалактики с высокой светимостью имеют ядро и одиночную струю, выбрасывающую лепесток далеко за пределы родительской галактики. Радиоисточниками с самыми мощными ядрами оказались квазары с быстро меняющейся яркостью в радио- и оптическом диапазонах и чрезвычайно высокими плотностями энергии. Подвид с самыми экстремальными характеристиками получил название «блазар». Судя по названию, он характеризуется резкими колебаниями яркости, иногда меняющейся ежеминутно. И это вполне коррелирует с ситуацией, когда мы смотрим через жерло релятивистского джета на центральную машину – сверхмассивную черную дыру ^[143].

Много лет назад я отправился в Россию охотиться на блазары, и результаты этой охоты превзошли ожидания. Временами моя поездка превращалась в настоящий шпионский роман. Двое крепких мужчин с пистолетами под пиджаками сели по бокам от меня на заднее сиденье автомобиля, меня охватили дурные предчувствия. Обычно жизнь астронома из обсерватории не столь богата событиями. Мы ехали через границу на фабрику мороженого в Грузии, чтобы набрать сухого льда для охлаждения инструмента, который я привез из США.

Мы прибыли к российскому шестиметровому – самому большому в мире – телескопу, который используют для изучения самого редкого «зверя» внегалактического «зоопарка». Интенсивность света блазара менее чем за час может усилиться настолько, что в 100 раз превысит светимость целой галактики. Нашим инструментом был фотометр, способный измерить яркость далекого источника излучения менее чем за секунду. Мы надеялись получить незамутненные изображения воронки вокруг сверхмассивной черной дыры. Моим «подельником» был Сантьяго Тапиа, чилийский астроном, с которым я познакомился в Аризоне. Нас принимали сотрудники обсерватории – ведущие исследователи с ученой степенью, чья зарплата не превышала $100 в месяц (этого едва хватало на то, чтоб прокормить и одеть семью). По сравнению с ними я, молодой постдок из Америки, был богачом.

Такой была Россия на закате Советского Союза. Повсюду были признаки разрухи и упадка. На рынках в Ленинграде мы видели пустые прилавки, у ресторанов (каких было немного) выстроились длинные очереди. Нас ждало трехдневное путешествие на Кавказ – туда, где находился телескоп, по пути в наш поезд ворвались солдаты с автоматами Калашникова наперевес в поисках воровских банд. На следующий день после прибытия я по наивности отправился на прогулку над речной долиной. Тем же вечером, когда мы с хозяевами ели водянистый борщ и черствый хлеб, они попросили меня быть осторожным, сообщив, что в долинах можно встретить грузинских торговцев контрабандным оружием – их поведение непредсказуемо.

Сбор данных шел тяжело. Мы с Сантьяго по очереди катались в «стакане» первичного фокуса – в металлическом цилиндре наверху телескопа, где фокусируется свет, отражающийся от главного зеркала. В патроне находился и фотометр, который мы привезли из Соединенных Штатов. «Стакан» не был утеплен, и, несмотря на многослойную зимнюю одежду, к концу долгой февральской ночи я промерзал до костей. Однако были и радостные моменты. Одной ясной ночью объект наших наблюдений начал мерцать, и счетчик фотонов инструмента показывал, как подскакивает и спадает его яркость. Я представил себе, как разрывается на части звезда, врезавшаяся в аккреционный диск и отправляющаяся на корм чудовищу. Под утро мы с нашими русскими хозяевами ели «икру бедняков», приготовленную из мелко нарезанных маринованных овощей. Мы допивали бутылку обжигающей водки и делились историями, пока распухший красный диск солнца поднимался над Кавказскими горами.

«Проблема слона» в случае активных галактик вызвана избирательным зрением. При использовании метода радиоволн вы увидите ядро, джеты и лепестки, но большинство активных галактик – радиоспокойные. Пользуясь оптическими методами, вы увидите широкие эмиссионные линии и яркое ядро в окружении тусклой родительской галактики, но упустите из виду феномен релятивистских джетов. Эти два фрагмента электромагнитного спектра не составят полной картины. Нам нужны другие методы наблюдения.

Как мы уже говорили, рентгеновская астрономия позволила в 1964 г. открыть эталонную черную дыру Лебедь Х-1. Через шесть лет ракета зарегистрировала рентгеновское излучение двух ближних активных галактик – Центавр А и М87, а также квазара 3С 273 ^[144]. В 1970-х гг. высокая чувствительность орбитальной обсерватории «Эйнштейн» позволила обнаружить множество квазаров. Их рентгеновское излучение было переменным, свидетельствуя, что оно исходит из областей вблизи центральной машины. Ультрафиолетовое и рентгеновское излучение многих квазаров напоминало тепловое излучение газа при температуре 100 000 кельвинов. Примечательно, что это соответствовало моделям с аккреционным диском вокруг сверхмассивной черной дыры ^[145].

Каждый раз, когда астрономы начинали наблюдения в новом диапазоне частот, обнаруживались активные галактики. С помощью астрономического спутника с инфракрасным телескопом, запущенного в 1977 г., удалось выяснить, что квазары активно излучают в ИК-диапазоне. Была высказана догадка, что коротковолновое излучение, возникающее возле ядра, преобразуется частицами космической пыли в инфракрасное излучение с большей длиной волны ^[146]. В течение 1990-х гг. принадлежащая NASA гамма-обсерватория «Комптон» открыла еще один способ наблюдения за активными галактиками – в области высоких энергий. Парные джеты, выбрасываемые из полюсов черной дыры, способны излучать огромное количество гамма-лучей. Разница между длинами волн, на которых наблюдались некоторые активные галактики, невероятно велика – 100 млн трлн (10²⁰). В 2018 г. было открыто новое великолепное окно наблюдений за активными галактиками – в момент обнаружения нейтрино, испущенного блазаром в 4 млрд световых лет от нас. До этого регистрировались только нейтрино Солнца и относительно близкой сверхновой. Нейтрино возникло вблизи сверхмассивной черной дыры блазара и через 4 млрд лет было обнаружено детектором, установленным во льдах Антарктики ^[147].