Обнаруженный в глубоком космосе сверхмощный кратковременный выброс энергии, о котором удалось быстро оповестить 33 обсерватории во всем мире, позволил не только получить надежное свидетельство в пользу теории происхождения черных дыр в результате звездных взрывов, но и провести самые детальные на сегодняшний момент наблюдения таинственных явлений, получивших название GRB (gamma-ray burst - всплеск гамма-излучения).

Основные результаты обработки данных от этого знаменательного события, произошедшего в октябре прошлого года, были обнародованы только сейчас.

Многие физики-теоретики считают, что одним из способов рождения на свет новых черных дыр могут быть взрывы очень массивных звезд. При таком взрыве сверхновой внешние части звезды выбрасываются в космос, а внутреннее ядро в результате того же взрыва сжимается, как бы обрушивается внутрь себя и коллапсирует в сферу настолько плотную, что ничто, даже свет, не в силах отныне преодолеть силу гравитации этого объекта.

Все последнее десятилетие астрономы наблюдали таинственные всплески гамма-излучения, регистрируемые со всех направлений небесной сферы, главным образом, снаружи нашей Галактики (открыты они были в 1968 году американскими спутниками-шпионами "Вела", призванными наблюдать за ядерными взрывами в атмосфере, но данные опубликованы только в 1973 году). Изучение подобных всплесков со временем позволило некоторые из них связать с так называемой "моделью коллапсара" (collapsar model) формирования черной дыры. А в прошлом году удалось обнаружить связь между взрывами сверхновых и гамма-всплесками. Тем не менее, механизм генерации GRB в точности не известен. Исследователи считают, что в результате таких процессов должны рождаться не только гамма-лучи в чудовищных количествах, но и другие формы радиации, включая рентгеновское излучение, видимый свет и радиоволны, поскольку черная дыра в этот момент интенсивно поглощает затягиваемые в нее газ и пыль (яркость этого феномена эквивалентна излучению миллиона триллионов солнц, а длительность - от нескольких миллисекунд до 100 секунд, что свидетельствует, в частности, о компактности объекта). GRB способен истребить жизнь в радиусе десятков, а то и сотен световых лет и нанести тяжелый удар по биосферам планет в радиусе до тысяч световых лет. К счастью, вероятность такого гамма-вплеска поблизости от Солнечной системы достаточно мала.

В отличие от других космических обсерваторий гамма-излучения, спутник HETE 2 (High-Energy Transient Explorer - Исследователь кратковременных высокоэнергетических событий), запущенный NASA с помощью "воздушного старта" 9 октября 2000 года, был предназначен прежде всего для того, чтобы передавать сообщения о своих наблюдениях на Землю в режиме реального времени. Этот подход вполне оправдал себя. Когда HETE обнаружил всплеск гамма-излучения GRB 021004 в созвездии Рыб (обозначен по дате наблюдения - 4 октября 2002 года), "всемирная тревога" была объявлена в пределах 11 секунд. Уже спустя три минуты (точнее, 193 с) автоматизированный японский телескоп в Институте физико-химических исследований (Institute for Physical and Chemical Research) обнаружил оптическое "послесвечение" взрыва (дело в том, что сравнительно низкоэнергетическая составляющая подобной вспышки (вроде рентгеновских лучей или видимого света) может регистрироваться еще несколько дней или даже неделями). В течение следующих минут взрыв был зарегистрирован 48-дюймовым (118-сантиметровым) телескопом на горе Паломар (с камерой NEAT, отслеживающей околоземные астероиды) и другими участниками Координационной сети по изучению гамма-всплесков из США, Бразилии, Франции, Индии, Италии и Японии (даже космическая рентгеновская обсерватория "Чандра" (Chandra) была переориентирована на этот объект). В наблюдениях приняли участие и российские астрономы (спустя 7 часов после максимума они это "послесвечение" еще наблюдали, а исчезло окончательно оно только спустя недели).

В результате этих наблюдений, в частности, выяснилось, что раннее "послесвечение" пропадало намного более медленно, чем это было предсказано теорией. Астрофизики связывают такой эффект с "загрязнением" от сопутствующих явлений, называют подобный гамма-всплеск "грязным" взрывом, изрыгнувшим осколки с довольно широким диапазоном скоростей. Вычислили, что GRB021004 произошел из звезды, в 15 раз более массивной, чем земное Солнце (из звезды типа Вольфа-Райе (Wolf-Rayet) - к этому типу, открытому в 1867 году французскими учеными Ш.Вольфом и Ж.Райе, относятся горячие звезды очень высокой светимости).

Впрочем, несмотря на новые наблюдения, вспышки гамма-излучения все еще остаются в значительной степени таинственными явлениями. Даже связь между формированием черной дыры и этими взрывами еще твердо не доказана. Множество загадок, связанных с GRB, останутся, вероятно, еще долго нерешенными. Даже если GRB действительно исходят от коллапсаров, ученые все еще будут недоумевать по поводу механизма этих процессов: порождены ли вспышки излучения ядерными реакциями в разогретых потоках газа от звезды, "кормящей" черную дыру, являются ли следствием вращения непосредственно черной дыры и т.д.

Источники:
Race To Gamma-Ray Burst Reveals Gigantic Explosion, Death & Birth - NASA Goddard Space Flight Center
Birth of a Black Hole is Messy, New Observations Suggest - Space.com
A Gamma-Ray Burst, in Detail - Scientific American