Сюжет для многоактной драмы

П.Амнуэль

"Знание-сила", № 5, 1983

Она похожа на кляксу Роршаха. В ее очертаниях можно разглядеть рыбу, или развесистое дерево, или нечто вовсе фантастическое. Лорд Росс, который полтора века назад изучал эту туманность, нашел в ней сходство с крабом. Под этим названием - Крабовидная туманность, Краб - она и вошла в последующие небесные атласы и каталоги.

Невооруженным глазом Краб не виден, но феномен, породивший эту туманность, наблюдался почти тысячу лет назад при ярком солнечном свете! Много интересного на небе, но наверняка в тот момент, когда вы будете читать эту статью, какой-нибудь телескоп на Земле - оптический, радио- или даже рентгеновский на спутнике - нацелен будет на Краб. Загадки его разрешаются, загадки его множатся...

Пролог

Есть в астрофизике проблема очень старая и в то же время молодая. Проблема вроде бы решенная и в то же время почти неразрешимая. Это проблема вспышек сверхновых. В истории, которую можно назвать "Взрывы сверхновых", был свой пролог, была экспозиция, кульминация... Есть свой герой - Краб. Вот только окончания нет. Проследим за развитием сюжета этой неоконченной драмы - он очень характерен, есть в нем конфликты, заблуждения, прозрения, поиски, находки и потери...

Пролог начался давно. В 1054 году на небе вдруг появилась яркая желтая звезда. Разгоревшись в течение нескольких дней, она стала ярче всех звезд и планет и была видна даже днем. "Звезда-гостья" - так названа она в китайских хрониках. "Гостья" посветила, поразила всех и... угасла. И лишь полтысячелетия спустя другая "звезда-гостья" явилась на небо. В 1572 году ее наблюдал и описал великий астроном Тихо Браге. А еще через тридцать два года после звезды Тихо появилась "звезда-гостья", которую наблюдал Кеплер.

И все. Галилей сделал телескоп - началась и завершилась первая революция в астрономии. Шли века, а "звезды-гостьи" больше не вспыхивали. Астрономия стала наукой, у нее появились свои специфические методы, свои проблемы, но одна из самых интересных загадок - загадка странных вспышек - научной задачей так и не становилась. Ведь это только в романах ученый решает задачу из чистой любознательности. Настоящие, серьезные научные проблемы (а проблема сверхновых весьма серьезна!) так не ставятся. Эти проблемы объективны, они отражают ситуацию, сложившуюся в науке на данный период, отражают существующие в ней противоречия. Противоречия между старым и новым фактом, между фактом и представлением о нем, между старой и новой теориями. Разрешая противоречия, наука обновляет себя. Движется вперед.

Пролог нашей истории от противоречий свободен. Крабовидная туманность - современный символ сверхновых - выглядела обычнейшей газовой туманностью, каких сотни. Вспышка 1054 года и Краб - никому не приходило в голову сопоставить их.

Взгляд со стороны: S Андромеды

Нельзя сказать, что вплоть до нашего века на небе не вспыхли и не гасли звезды. В прошлом веке их открывали довольно часто, назвали новыми звездами. Эти звезды днем не видны - не такие уж они яркие. История исследований новых звезд тоже драматична, но это другая драма, и лишь один раз сюжеты их сцепились.

В 1885 году новая звезда вспыхнула в туманности Андромеды. Она была названа S Андромеды. Даже среди новых эта вспышка была слабенькой - в максимуме блеска S Андромеды имела лишь шестую величину, лишь в бинокль ее и можно было разглядеть. Но дело в том, что звезда вспыхнула в туманности. И как раз в то время, когда шли споры о том, где же расположена туманность Андромеды - внутри нашей Галактики или где-то за ее пределами.

Для нашей истории это очень важно! Если туманность Андромеды расположена в Галактике, то ничего особенного S Андромеды собой не представляет - обычная новая звезда, не очень-то яркая. Но если туманность Андромеды расположена за границами Галактики, если на самом деле это не газовая туманность, а огромное звездное скопление, (ведь до Галилея и Млечный путь представлялся не звездным водоворотом, а туманной дорогой!), тогда вспышка S Андромеды станет явлением из ряда вон выходящим. Вспышка, сравнимая с миллиардом солнц - вот что такое S Андромеды в этом, последнем случае.

Итак, налицо объективное противоречие, корень научной задачи: с одной стороны, туманность Андромеды выглядит обычной газовой туманностью, правда, непривычной спиральной формы. С другой - ее спектр напоминает спектр Солнца или иной нормальной звезды. Но тогда резонно сказать, что это - скопление звезд!

От правильного решения этого противоречия зависело очень многое, и не только для нашей истории. Вообще для мировоззрения существенно, уникальна Галактика или она - одна из множества? В конце ХIX века общее мнение (общее заблуждение!) было таково: все спиральные туманности расположены неподалеку от Солнца. Вот, например, что писала американский астроном миссис Кларк в 1890 году: "Вопрос о том, являются ли туманности внешними галактиками, едва ли нуждается в дальнейшем обсуждении... Можно с уверенностью сказать, что ни один компетентный ученый, располагающий всеми имеющимися доказательствами, не станет придерживаться мнения, что хотя бы одна туманность является звездной системой, сравнимой по размерам с Млечным Путем. Практически установлено, что все объекты, наблюдаемые на небе (как звезды, так и туманности), принадлежат к одному огромному агрегату"...

Заметьте, какие слова говорились в поддержку идеи, провалившейся четверть века спустя: "едва ли нуждается в обсуждении", "можно с уверенностью сказать", "практически установлено"... Уверенность в неправильных представлениях встречалась всегда, есть и теперь, но если вам говорят, что нечто "практически установлено и не нуждается в дальнейшем обсуждении", вспомните о туманности Андромеды! И о драматической истории исследования сверхновых, запоздавшей на четверть века.

Действие первое

Конфликт возник в двадцатых годах нашего века. В 1921 году американский астроном К.Лундмарк опубликовал список шестидесяти ярких звездных вспышек - новых звезд, наблюдавшихся с древних времен до начала ХХ века. Были в списке и "звезды-гостьи". Удивительные, невероятно яркие вспышки. И тут - чисто драматический сюжетный ход. В каталоге Лундмарка оказалась опечатка - именно на координатах вспышки 1054 года! Не будь опечатки, астрономы сразу обратили бы внимание на то, что на месте вспышки находится Крабовидная туманность. Краб, который уже начал загадывать загадки.

Ведь именно в 1921 году другой астроном, К.Лампланд, обнаружил, что Крабовидная туманность расширяется, ее угловые размеры увеличиваются. Была еще одна странность - раздвоение линий в спектре Краба. Почему могут раздвоиться линии? Либо потому, что атомы излучают в сильном магнитном поле (эффект Зеемана), либо в сильном электрическом (эффект Штарка). Либо, наконец, вследствие эффекта Допплера. Мы ведь наблюдаем оба края прозрачной туманности. Передний край приближается к нам, задний удаляется. Линии, излученные на переднем крае, согласно эффекту Допплера, смещаются в голубую сторону, а линии, излученные на заднем плане, - в красную. Вот и кажется, что спектральная линия раздвоилась. Противоречие налицо: линия должна быть одна, а их две. В астрономии, как в любой науке, противоречия разрешаются методом проб и ошибок. Перебираются возможные варианты, гипотезы, и часто предпочтение отдается вовсе не той, которая ведет к установлению истины. В.Слайфер, открывший раздвоение линий в спектре Краба, писал, что это "заставляет предположить наличие эффекта Штарка, обусловленного электрическим полем". Прямо-таки заставляет...

Так Крабу не повезло еще раз. Измерения Лампланда не были достаточно точными, чтобы установить возраст туманности, а Слайфер попросту увел проблему в сторону...

Все же семь лет спустя мнение о том, что Краб связан со вспышкой 1054 года, было высказано американским астрофизиком Э.Хабблом. Но на это просто не обратили внимания! Причина тривиальная - Хаббл опубликовал статью в журнале, не пользовавшемся популярностью. Вот уж действительно "букет невезения": спектр туманности неправильно интерпретирован, в определение положения вспышки вкралась опечатка, а верное мнение было опубликовано в журнале, который мало кто читал. И значительное открытие запоздало еще на десятилетие.

Как бы то ни было, в конце двадцатых годов противоречие, поставившее перед астрофизиками проблемы аномально ярких вспышек, было наконец выявлено. Вот оно: во время некоторых вспышек выделяется энергия около 10^51 эргов. Но, с другой стороны, такая энергия выделиться не может, поскольку такой энергии в звездах попросту нет.

Откуда взялось это число - 10^51 эргов? Дело в том, что, хотя и с опозданием, было разрешено противоречие, связанное с туманностью Андромеды. Оказалось, что это не газообразная туманность, а огромная галактика, подобная нашей. Удалось определить, хотя и очень приближенно, расстояние: около двух миллионов световых лет! Но это означает, что именно на таком расстоянии вспыхнула S Андромеды. И энергия вспышки - 10^51 эргов. Вся тепловая энергия Солнца в тысячу раз меньше. Вот что такое вспышка S Андромеды. И "звезда-гостья" 1054 года - тоже из этого класса явлений. Итак, вспышка была, но ее быть не могло. Из таких вот противоречий и вырастают новые теории и открытия.

Сверхновая: гибель звезды?

Самое удивительное в том, что это противоречие тогда же, полвека назад, и было разрешено. Но... действие шло своим чередом.

В начале тридцатых годов на обсерватории Маунт Вильсон работали два астрофизика - немец В.Бааде и швейцарец В.Цвикки. Они первыми среди астрофизиков предсказали новый тип небесных тел - нейтронные звезды. Они первыми заявили: именно нейтронные звезды и возникают после катастрофических звездных вспышек, подобных "звезде-гостье" 1054 года. Вспышка Сверхновой, - сказали они, - это гибель обычной звезды.

Как правило, новые типы небесных тел открывают астрономы-наблюдатели, чаще всего случайно (так открыты квазары, реликтовое излучение; история с открытием Нептуна - не пример, ведь была открыта всего лишь еще одна планета, а не новый тип небесных тел!). Лишь в процессе интерпретации открытия начинает обычно проявляться творческая фантазия теоретика. А вот нейтронные звезды предсказаны теоретически.

В 1934 году была опубликована статья Бааде и Цвикки, в которой речь шла о происхождении космических лучей (заметьте, какими окольными путями решалась проблема!). К тому времени уже стало известно, что сверхэнергичные частицы, регистрируемые во время полетов аэростатов, имеют внеземное происхождение. Но откуда они берутся, где ускоряются? Нужно было придумать генератор частиц. То есть, разрешить противоречие: энергичные космические частицы есть, но быть их не должно.

Первая стадия поиска - обзор и отбор. Среди известных в то время небесных объектов и явлений требовалось найти такие, которые хотя бы в принципе способны генерировать частицы сверхвысоких энергий, причем в большом количестве. Бааде и Цвикки обратились к нестационарным звездам и выбрали самые нестационарные - "звезды-гостьи". Им дали странное название - "сверхновые". Оно и прижилось.

Заинтересовавшись проблемой происхождения космических лучей и предложив вспышки сверхновых в качестве генераторов (идея, впоследствии полностью оправдавшаяся!), Бааде и Цвикки не остановились - они задали следующий вопрос: что произойдет со звездой, если она вспыхнет как сверхновая?

Сначала нужно было придумать, откуда же черпается энергия для вспышки. Ничто из известного не подходило, кроме энергии поля тяжести звезды. Но... и она, казалось бы, не подходила тоже. Ведь гравитационная энергия определяется размерами звезды. Энергия, заключенная в поле тяготения Солнца, в тысячу раз меньше той, что "выплескивается" при вспышке. Из этого следует, сказали Бааде и Цвикки, что речь должна идти о звездах, размер которых в тысячу раз меньше солнечного. Звезда размером с Солнце - обычная звезда! - неожиданно сжимается до размеров всего в несколько десятков километров. Только в этом случае и может высвободиться огромная энергия - 10^51 эргов. Только тогда возникнет феномен Сверхновой.

Огромный груз психологической инерции пришлось сбросить ученым. Мало кто верил в то время, что взрывные процессы играют в жизни звезды хоть какую-то роль. И уж никто, конечно, не верил, что могут существовать звезды размером с город. Много лет спустя, выступая на международном совещании по сверхновым звездам, Цвикки с горечью вспоминал: "Генри Норрис Рассел, работавший на Маунт Вильсон, убеждал меня тогда и потом, что взрывные процессы со сжатием слишком уж причудливы и не играют роли в эволюции вещества во Вселенной. Эддингтон в 1930 году, когда я читал лекции в Кембридже, говорил то же самое". Астрономы не нуждались в экстравагантных нейтронных звездах для объяснения наблюдаемых явлений. Белые карлики - очень плотные звезды размером в тысячу километров - можно было наблюдать в телескопы. А нейтронная звезда казалась нелепой выдумкой, специально придуманной только для того, чтобы справиться с противоречием в объяснении феномена сверхновых.

И уж совсем никакого внимания не обратили астрономы на еще одну, едва ли не важнейшую сторону работы Бааде и Цвикки. Вовсе не интуиция заставила этих ученых сказать: должны быть нейтронные звезды. Не интуиция - метод! Метод, созданный Цвикки и названный морфологическим.

Подробно о морфологическом методе было написано в статье "Открытия, которые мы выбираем", опубликованной в "Знание-сила", N 8 за 1971 год. Метод заключается в "конструировании" так называемых морфологических ящиков: огромных таблиц с десятками и сотнями клеток, где систематизируются все возможные (и даже невозможные) варианты исследуемого явления, все возможные (и невозможные) способы устранения возникшего научного противоречия. Построив морфологический ящик, ученый видит наглядно все поле исследований, ему не нужно хаотически перебирать варианты.

Работая над проблемой космических лучей, Цвикки предсказал не только нейтронные звезды, не только связь космических лучей со сверхновыми. В морфологическом ящике было и такое предсказание: основная энергия вспышки сверхновой должна излучаться не в оптическом диапазоне, а в иной, невидимой области. И это предсказание тоже оправдалось!

Герой драмы - Краб

В середине тридцатых годов Лундмарк заметил и исправил опечатку в своем каталоге. И тогда стало ясно, что на месте, где в 1054 году появилась "звезда-гостья", находится странная расширяющаяся туманность. Измеренная скорость расширения Краба составляла 1300 километров в секунду!

Именно в Крабовидной туманности - если прав Цвикки - и следовало искать нейтронную звезду. Естественно, что именно Крабовидной туманностью заинтересовались Цвикки, Бааде и астроном-наблюдатель В.Минковский, которого тоже удалось убедить в важности исследований.

В 1938 году у идеи Цвикки появились, казалось бы, маститые защитники: известные физики-теоретики Р.Оппенгеймер и Дж.Волков разработали теорию нейтронных звезд. Действительно, - сказали они, - такие звездные образования могли бы существовать в природе. Но... Сами авторы считали, что, хотя речь идет о звездах, астрофизика здесь ни при чем, задача чисто физическая. "Представляется неправдоподобным, - писали они, - чтобы статические нейтронные ядра играли большую роль в звездной эволюции". Вот так... О работе Бааде и Цвикки они, видимо, просто не знали.

А между тем Бааде и Минковский - единственные, кто упорно искал признаки существования нейтронных звезд, - нашли в Крабовидной туманности две слабенькие звездочки шестнадцатой величины. Две желтенькие звездочки. Одна из них - северная - ровно ничем не выделялась. Зато южная звезда почему-то быстро двигалась - со скоростью около ста километров в секунду. И главное - в ее спектре не было никаких линий! Чтобы понять уникальность этого факта, достаточно сказать, что обычно в спектрах желтых звезд видны сотни линий и десятки из них такой ширины и глубины, что не заметить их было просто невозможно. Здесь же линий не было вовсе. Почему?

Бааде и Минковский были уверены, что южная звезда - нейтронная, возникшая после вспышки 1054 года. Сейчас мы знаем, что это действительно так. И знаем, что у Минковского (именно он занялся исследованием южной звезды) были еще в 1942 году все возможности для того, чтобы доказать свою идею.

Но в драме идей не бывает прямых сюжетных ходов! И Минковский, утверждая, что южная звезда - нейтронная, считал в то же время, что светится она по той же причине, что и все прочие, обычные звезды, - вследствие высокой температуры на поверхности. Какая смесь прозорливости и психологической инерции! Минковский был достаточно прозорлив, чтобы полагать - звезды могут быть самыми экстравагантными. А вот излучать эти странные нейтронные звезды должны так же, как все прочие... Более того, Минковский считал, что и вся Крабовидная туманность светится потому, что ее нагревает южная звезда. Предоставленная самой себе, туманность быстро остыла бы и стала невидимой.

Вот новое противоречие: звезда и туманность нагреты (ведь они светятся!), и они не могут быть нагреты (ведь если судить по спектру, температура южной звезды не выше, чем температура Солнца).

Так, оставшись в плену общепринятого мнения об излучении звезд, Минковский получил доказательство того, что южная звезда нейтронной быть не может. Действительно, любой ученик, знающий закон излучения черного тела, подсчитает, что если южная звезда светится потому, что она нагрета, скажем, до пяти тысяч градусов, то размеры ее должны быть не меньше, чем несколько тысяч километров! Какая же это нейтронная звезда? Это даже и не белый карлик, а всего лишь звезда, которая только сжимается к стадии белого карлика.

Так видимость доказательства, следствие неправильного решения противоречия на четверть века отодвинули открытие, которое само просилось в руки.

Действие второе

В 1948 году в астрономию пришла новая техника - радиотелескопы. И первые же радионаблюдения показали: Краб является мощным источником радиоволн. Так противоречие стало еще более острым. Ведь если Краб - всего лишь нагретая туманнность, то его радиоизлучение должно быть ничтожным. А на деле Краб излучал в радиодиапазоне в десятки раз больше, чем в видимых лучах! Нагретый газ не может так излучать. И все же противоречие было разрешено лишь пять лет спустя. Советский астрофизик И.С.Шкловский показал: излучение Крабовидной туманности не тепловое. Излучает вовсе не нагретый газ, а электроны, которые почти со скоростью света движутся в магнитном поле туманности.

Идея так проста и так хорошо объясняла все наблюдательные данные, что была признана сразу. Противоречие Минковского сняли, но возникло другое: в туманности есть много быстрых электронов и в туманности их быть не может.

Почему же? Ведь был взрыв Сверхновой, образовались космические лучи (тоже быстрые частицы), идея Цвикки была верной. И все-таки - не может. Дело в том, что электроны, излучая в магнитном поле значительно быстрее, чем тяжелые частицы, теряют энергию. Те электроны, которые "ответственны" за оптическое излучение Краба, уже через сотню лет не будут "отвечать" ни за что. Девять раз с момента вспышки должен был измениться в Крабе состав электронов. В туманности должен быть генератор частиц!

Вот бы и вспомнить о звезде Бааде-Минковского, вернуться к идее о нейтронной звезде, но...

Лишь в конце пятидесятых годов южной звездой заинтересовался американский астрофизик А.Камерон. После двадцатилетнего (!) перерыва появился человек, который вернул к жизни старую идею. Камерон был проницательным ученым, сделал немало отличных работ, всегда находился на переднем крае астрофизики (ранняя смерть помешала ему стать одним из известнейших астрофизиков современности). И вот Камерон, как и Цвикки, полагал, что вспышка Сверхновой приводит к рождению нейтронной звезды. Более того, Камерон считал нейтронной звезду Бааде-Минковского. В 1958 году он был единственным сторонником этой идеи, ведь сами авторы от нее отступились.

Но и Камерон спасовал перед таким противоречием: звезда Бааде-Минковского ответственна за излучение Краба (иного-то источника вроде бы нет) - и она не может быть за это ответственна (в ней нет источников энергии). Ведь согласно работам самого же Камерона, нейтронная звезда - это шар из нейтронов, размер его около десяти километров, масса - несколько больше массы Солнца. Тепловая энергия в нейтронной звезде невелика, а других источников просто нет, ведь все возможные ядерные реакции давно прошли. Это было очередное из длинного списка заблуждений, связанных с Крабом. Выхода из противоречия Камерон не нашел...

Его работа вышла из печати год спустя после того, как Цвикки опубликовал книгу "Морфологическая астрономия", где рассказал о своем методе и о тех возможностях, которые морфологический анализ открывает перед исследователем. Камерон, скорее всего, знал о книге своего старшего коллеги, но... методом не воспользовался.

Противоречие оставалось неразрешенным. Более того, в 1963 году выяснилось, что Краб испускает рентгеновские лучи. Противоречие стало катастрофическим. Ведь если "оптические" электроны меняются в туманности каждое столетие, то "рентгеновские" должны впрыскиваться не реже чем раз в два-три месяца! Уберите источник, и через год от рентгеновского излучения Краба ничего не останется.

Работа Камерона привлекла внимание астрофизиков к гипотетическим нейтронным звездам. Сначала заинтересовались теоретики: если нейтронные звезды есть, то какие они? Конечно, это мертвые тела, но ведь они должны вращаться вокруг оси. Конечно, это мертвые тела, но у них должно быть очень сильное магнитное поле. Если, конечно, они вообще существуют, эти странные нейтронные звезды.

В 1964 году советский астрофизик Н.С.Кардашев объединил в одной нейтронной звезде эти два качества - быстрое вращение и сильное магнитное поле. И указал, где именно такая нейтронная звезда могла бы эффективнее всего себя "проявить".

Ясно, речь шла о Крабе! Об одном из его многочисленных противоречий. Мы говорили, что Крабовидная туманность расширяется со скоростью 1300 километров в секунду. Но дело еще и в том, что она расширяется ускоренно. Почему? Какая сила ее ускоряет?

Кардашев включил в единую систему туманность и нейтронную звезду. Они ведь действительно возникли вместе в 1054 году, когда взорвалась звезда, завершившая свой жизненный путь. До взрыва звезда-родительница, конечно, вращалась вокруг оси и имела магнитное поле. Потом она взорвалась - оболочка разлетелась, образовав расширяющуюся туманность, а ядро сжалось, став нейтронной звездой. Оболочка унесла и часть магнитного поля. Но магнитные силовые линии разорваться не могут: выйдя из какой-то точки, они в нее и возвращаются. Выйдя из нейтронной звезды и пройдя через туманность, силовые линии возвращаются к нейтронной звезде. Если бы электронная звезда не вращалась, то туманность, расширяясь, просто растягивала бы силовые линии. Но нейтронная звезда быстро вращается (это наследство от взорвавшейся звезды, ведь момент вращения исчезнуть не может), и силовые линии магнитного поля наматываются на нее, как на барабан. Магнитное поле туманности становится похоже на спираль, ветви которой скручиваются все туже. Это означает, что магнитное поле в туманности растет. Значит, растет и магнитное давление. А оно расталкивает туманность, заставляя ее расширяться все быстрее.

Итак, энергия расширения Краба черпается из магнитного поля, а магнитная энергия пополняется за счет энергии вращения нейтронной звезды. Энергия вращения уменьшается, нейтронная звезда вращается все медленнее.

Так было, казалось, разрешено одно из противоречий Краба. Казалось бы. Потому что мало сказать: энергия черпается из энергии вращения звезды. Но как? Мало сказать: в Крабе может быть нейтронная звезда. Об этом говорил еще Цвикки. Но не доказал. И на этот раз доказать тоже не удалось. Мешала все та же психологическая инерция, давление стереотипа: нейтронная звезда - мертвое тело. Доказательства присутствия нейтронной звезды в Крабе не было, и в эту идею не очень верили. Однако ведь не было и доказательств того, что нейтронная звезда - труп. Тем не менее в этом были уверены все. Никто не решался разрушить еще один барьер и сказать: "Нейтронная звезда сама, по своей внутренней сущности, - источник и быстрых частиц, и энергии, и мощного излучения. Нейтронная звезда активна, это не смерть звезды, это - вторая молодость". И.С.Шкловский писал в книге "Сверхновые звезды", опубликованной в 1966 году (всего за год до открытия пульсаров!), что источником частиц в Крабе может стать плазма, окружающая нейтронную звезду. Без источника не обойтись, но пусть он будет вне звезды!

До кульминации в нашей драме оставалось меньше года, и ее участники вполне могли эту кульминацию предвидеть. Мог помочь даже и несовершенный морфологический анализ - нужно было объединить все известные к тому времени свойства нейтронных звезд в одном объекте и добавить возможность собственной активности - вдохнуть в нейтронную звезду жизнь. Предсказать пульсары.

Кульминация

Открытие сделали наблюдатели совершенно случайно (теоретики так и не преодолели барьер неверия). В 1967 году Э.Хьюиш с сотрудниками открыли пульсары - радиоисточники с пульсирующим излучением, строгая периодичность которого поражает точностью и стабильностью. Периоды пульсаров измеряются считанными секундами и известны с точностью до пятнадцати (!) знаков. Возникло противоречие: пульсар - это источник звездных размеров, но никакая звезда не может дать такое излучение. Никакая, кроме нейтронной. Да и нейтронная не может, если она мертва. Так теоретики были вынуждены для преодоления возникшего противоречия (и сразу - многих других) сказать: нейтронная звезда активна. Ее внутренняя активность приводит к выбросу огромного количества быстрых частиц, уносящих энергию, которая черпается из энергии вращения. Никаких противоречий - наблюдения подтвердили вывод американского теоретика Т.Голда, сделанный им по горячим следам открытия Э.Хьюиша. Только активностью - и ничем более - не отличалась нейтронная звезда Голда от нейтронной звезды Кардашева. Но это единственное отличие поставило две модели по разные стороны психологического барьера.

Ученым ПРИШЛОСЬ оживить нейтронную звезду, и на смену старой вере пришла новая. Повторяю - именно вера. Ведь до сих пор никто не знает, что же происходит в недрах нейтронной звезды. Открытие пульсаров блестяще разрешило одно противоречие, но создало новое: нейтронная звезда активна, и она не может быть активна. Отлично, что есть противоречие, - именно противоречия и заставляют двигаться корабль науки. Впрочем, это сюжет уже иной истории...

Герой драмы: маска снята

Но вернемся к Крабу. Если звезда Бааде-Минковского - нейтронная, то она должна быть пульсаром!

Неверие в нейтронные звезды плюс недостаток воображения - вот причина того, что пульсар в Крабе не был открыт на четверть века раньше. Об этом недвусмысленно сказал американский астрофизик Ф.Дайсон на Ферми-лекции в 1970 году:

"Уже 35 лет назад было бы нетрудно установить, что звезда Бааде-Минковского обладает импульсным излучением, если бы у кого-нибудь хватило воображения использовать для наблюдений фотоумножитель, позволяющий получить хорошее разрешение во времени. Это может служить поучительным примером того, как часто люди не совершают великих открытий, потому что слишком доверяют ошибочным теоретическим аргументам. Излучение звезды не может пульсировать с частотой порядка миллисекунды, потому что она слишком ярка! Разумеется, скрытый порок этого рассуждения состоит в том, что излучение не обязано (и не может) быть тепловым.

Лет десять назад я сам проявил подобную непростительную близорукость. Я тогда занимался пульсациями белых карликов, которые, как ожидалось, должны были иметь периоды порядка 10-30 секунд, и предложил Стремгрену обнаружить короткопериодическую переменность их излучения. К него как раз была подходящая система фотоумножителей, и он провел наблюдения двух белых карликов. Он не обнаружил никаких изменений блеска, а у меня не хватило воображения попросить его повторить наблюдения для звезды Бааде-Минковского! Если бы он сделал это и тщательно обработал результаты, он открыл бы пульсар в 1961 году, тем самым изменив ход развития науки".

После открытия пульсаров ничто уже не могло помешать поиску быстрой переменности у звезды Бааде-Минковского во всех диапазонах от радио до жесткого рентгеновского. Конечно, пульсар был обнаружен! У него оказался самый малый среди всех пульсаров период - всего 33 миллисекунды!

Так блестяще подтвердилась идея Цвикки о том, что вспышки сверхновых приводят к возникновению нейтронных звезд. Тридцатилетняя эпопея поиска нейтронной звезды в Крабе завершилась. Кульминация позади, но до финала еще далеко...

Ода герою

Герой нашей драмы - Краб - поистине уникален. Вспышка Сверхновой 1054 года была так ярка, что ее видели при свете солнца. Первым газообразным остатком взрыва Сверхновой, обнаруженным астрономами, была Крабовидная туманность (сейчас известны около ста тридцати остатков). Первым остатком Сверхновой, для которого удалось определить возраст, был Краб. Первым (и пока единственным) остатком, расширяющимся ускоренно, является Краб. Первым остатком, у которого была обнаружена внутренняя активность, быстрые движения на небольших участках, был Краб. Первый остаток, в центре которого наблюдается оптическая звезда, - Краб. Звезда Бааде-Минковского в Крабе - первый объект, на который пало подозрение в том, что это нейтронная звезда. Одним из первых радиоисточников, обнаруженных на небе, был Краб. Один из первых открытых рентгеновских источников - Краб. Повезло даже в том, что Крабовидная туманность регулярно "затмевается" Луной - наблюдения таких затмений позволили впервые определить размеры рентгеновского источника в остатке Сверхновой. Пульсар в Крабе вращается быстрее всех известных сейчас пульсаров (а их около трехсот тридцати). И наконец, пульсар в Крабе - один из двух, в недрах которых происходят таинственные "звездотрясения", вызывающие скачки частоты пульсаций.

Целый паноптикум астрофизических аномалий! И вот еще одно везение: вспышка 1054 года произошла "всего" на расстоянии шести тысяч световых лет от Солнца. Она ведь могла произойти и в противоположном крае Галактики. Кто знает, как пошло бы тогда развитие астрофизики - многие из открытий запоздали бы, а может, и вовсе не были бы сделаны!