Представьте, что Вы астроном. И живёте в самом начале 17-го века. Телескоп ещё не изобрели, и Вы сканируете ночное небо невооружённым глазом. И однажды Вы видите замечательное зрелище: вдруг в небесах появляется новая яркая звезда. И в течение следующих нескольких недель она затмевает даже Венеру! Она настолько яркая, что её можно увидеть даже днём! Она светит многие месяцы, постепенно тускнея…
Взрыв сверхновой
Именно такое событие наблюдал немецкий астроном Иоганн Кеплер в 1604 году. Другие астрономы в Европе, на Ближнем Востоке и в Азии тоже видели его. Но никто из них не понимал его природу…
Это сегодня мы знаем, что на самом деле это была вовсе не новая звезда. Это был взрыв сверхновой. Колоссальный взрыв, который происходит, когда определённые звезды достигают конца своей жизни.
Событие 1604 (SN 1604) года было последним случаем появления сверхновой в нашей Галактике. По крайней мере последним, о котором нам известно. Вполне возможно, что после этого события были и другие сверхновые. Просто они, вполне вероятно, были скрыты от наших глаз межзвёздными скоплениями газа и пыли.
Следующей по значимости после сверхновой Кеплера в последние годы была сверхновая, обнаруженная в Большом Магеллановом Облаке. Это небольшая галактика-спутник Млечного Пути. Событие произошло в 1987 году. Оно получило обозначение 1987A.
Астрономы также зафиксировали множество сверхновых в других галактиках. Их можно было увидеть в телескоп. Однако во времена Кеплера наблюдатели за небом их просто не заметили бы.
Итак, прошло уже 418 лет с тех пор, как в нашей Галактике взорвалась сверхновая звезда. Но почему мы больше не видим таких событий? И как часто они должны происходить?
Готовность ждать
По оценкам астрономов, в среднем в галактике, подобной нашей, каждое столетие должны взрываться от одной до трех звёзд. Так что разрыв в четыре века — это немного больше, чем можно было ожидать. Сверхновая может появиться в любой момент. Уже давным-давно пора.
Сегодняшние астрономы гораздо лучше подготовлены к следующей сверхновой, чем Кеплер или кто-либо ещё несколько десятилетий назад. У современных учёных есть телескопы, которые могут регистрировать инфракрасный свет. И это очень хорошо. Поскольку инфракрасный свет имеет большую длину волны, и легче проникает сквозь газ и пыль, чем видимый свет. Это может позволить обнаруживать объекты, которые невозможно увидеть с помощью традиционных телескопов.
Космический телескоп имени Джеймса Уэбба, например, работает преимущественно в инфракрасном диапазоне. Как видимый, так и инфракрасный свет являются частью «электромагнитного спектра», но сверхновые также излучают и другой вид излучения. Это субатомные частицы, называемые нейтрино. И у учёных сегодня есть детекторы, позволяющие их улавливать. Кроме того, у астрономов теперь есть детекторы, которые могут регистрировать тонкую рябь в ткани пространства-времени, известную как гравитационные волны. Которые, как полагают, тоже возникают при взрывах сверхновых звёзд.
Два типа сверхновых
Учёные считают, что существует два различных типа сверхновых. В сверхновой типа I белый карлик оттягивает материал от звезды-компаньона до тех пор, пока не загорится безудержная термоядерная реакция. В итоге белый карлик разлетается на части, разбрасывая обломки по космосу. Сверхновая Кеплера относилась именно к типу I.
В случае сверхновой типа II, которую иногда называют сверхновой с коллапсирующим ядром, звезда истощает свой запас ядерного топлива и коллапсирует под действием собственной гравитации. «Обрушенный» материал затем «отскакивает» назад, вызывая колоссальный взрыв.
Любой тип сверхновой может быть настолько ярким, что на короткое время способен затмит целую галактику! Но особенно интересны сверхновые II типа, потому что они испускают не только свет, но и огромное количество нейтрино. И испускание нейтрино, что интересно, может начаться немного раньше самого взрыва.
Если звезда находится достаточно близко к нам, мы сможем наблюдать некоторые из этих ранних нейтрино до появления сверхновой. То есть до того, как произойдёт коллапс ядра. Например, если красная гигантская звезда Бетельгейзе станет сверхновой, детекторы нейтрино, скорее всего, уловят сигнал за несколько часов или даже дней до того, как станет виден сам взрыв.
То есть астрономы получат некое «оповещение». Его сможет уловить специально разработанная для этого техника. Это сеть детекторов нейтрино, известная как Система раннего предупреждения о сверхновых. Или SNEWS.
Когда взорвалась 1987A, наука о нейтрино находилась в зачаточном состоянии. Но даже несмотря на это, три детектора, работавшие в то время, зарегистрировали два десятка нейтрино. Если сейчас в нашей галактике взорвётся сверхновая, глобальная сеть детекторов зафиксирует сотни или даже тысячи нейтрино.
Скрытая угроза
Но может ли сверхновая по соседству представлять угрозу для жизни на Земле? Да. Теоретически может. Но взрыв должен произойти очень близко к Земле. На данный момент ни одна из ближайших звёзд не должна, по идее, взорваться. И это хорошо. Потому что количество радиации, которое мы получили бы от близкой сверхновой было бы просто катастрофическим.
В течение нескольких недель сверхновая будет излучать ультрафиолетовые, рентгеновские и гамма-лучи, которые не обязательно достигнут поверхности Земли, но все же нанесут ущерб защитному озоновому слою её атмосферы. А без озонового слоя наша планета была бы просто залита смертоносным ультрафиолетовым излучением Солнца. Оно однозначно уничтожит фитопланктон в океанах. Последствия этого события будут распространяться вверх по пищевой цепочке. И, возможно, приведут к колоссальному массовому вымиранию.
Подобное событие, кстати, вполне могло произойти в далёком прошлом. Некоторые учёные считают, что массовое вымирание, которое случилось в конце девонского периода, около 360 миллионов лет назад, могло быть вызвано именно взрывом сверхновой. Они отмечают, что горные породы того периода содержат споры растений, которые кажутся выгоревшими на Солнце. Как будто они подверглись мощному воздействию ультрафиолетового излучения.
Но сверхновые не только разрушают. Они ещё и создают. Астрономы и физики утверждают, что многие из тяжёлых элементов, от которых мы все зависим, — кислород, которым мы дышим, кальций в наших костях, железо в нашей крови — возникли в результате термоядерных реакций, которые разворачиваются глубоко внутри взрывающихся звёзд. И которые после взрыва распространяются по всему космосу благодаря взрывной волне.
Так когда же в нашей Галактике произойдёт взрыв сверхновой? Скоро, друзья мои. Очень скоро. Нужно только потерпеть. С каждым днём вероятность этого события возрастает. И, может быть, нам повезёт увидеть самое величественное явление Вселенной своими глазами…