Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии

Поэтому неожиданностью становятся изменения, которые происходят в короткие даже по человеческим меркам сроки: за несколько дней, часов или секунд. Несмотря на то что звезды, астероиды и кометы существуют уже миллионы или миллиарды лет, смерть звезды, вспышка излучения от существующей звезды, пролет астероида или кометы иногда происходят на удивление быстро.

Сверхновая — это конечный результат взрыва умирающей звезды. Борьба звезды с неумолимым внутренним давлением гравитации, по сути, представляет собой термоядерную реакцию в масштабах всего ядра, где водород преобразуется в гелий или гелий — в углерод, производя энергию для поддержания жизни звезды. Самые массивные звезды во Вселенной под конец жизни хватаются за все возможные источники топлива для такой реакции, отчаянно преобразуя кислород, неон и кремний, чтобы продержаться еще хотя бы несколько дней. Когда эти попытки неизбежно заканчиваются, от звезды остается железное ядро, которое при термоядерной реакции уже не выделяет, а поглощает энергию. В этот момент гравитация наконец выигрывает битву, которую вела миллионы лет, и ядро звезды взрывается менее чем за секунду. Внешняя оболочка разлетается от разрушенного остатка ядра и вылетает в межзвездное пространство со скоростью 30 миллионов метров в секунду. Колоссальная вспышка света от этого взрыва ярче целой галактики, в которой жила звезда.

Можно подумать, что фейерверк такого масштаба трудно не заметить.

На самом деле обнаружить взрывающуюся звезду поразительно сложно. Отчасти это связано с проблемой расстояния — «ярче целой галактики» звучит впечатляюще, но даже такие галактики можно рассмотреть только в мощный телескоп. Все сверхновые, которые мы когда-либо изучали с помощью современных телескопов, даже та, которую Оскар увидел своими глазами, находились в других галактиках, и на протяжении многих лет их обнаружение зависело от увлеченных любителей и упорных охотников за сверхновыми, которые снова и снова делали снимки близлежащих галактик в надежде засечь внезапное появление яркой новой звезды. В среднем, сверхновая загорается и гаснет в течение нескольких дней, поэтому, если не заметить ее в те одну-две недели, когда она на пике яркости, возможность найти звезду и наблюдать за ней будет потеряна навсегда.

В этом и заключается сложность изучения взрывающихся звезд — их жизнь так коротка, что астрономы могут оперировать лишь теми данными, которые успевают собрать за этот срок. Необходимость быстрого реагирования породила новый класс наблюдений, известный как «внеплановая цель». По сути, это позволяет наблюдателю, обнаружившему вспышку определенного типа, немедленно претендовать на телескопное время для исследования нового объекта (в обход утвержденного графика наблюдений). Мгновенное реагирование стало воплощением давней мечты для тех, кто изучает сверхновые. Наблюдение первых часов или даже первых минут сверхновой позволяет понять, что происходит после смерти звезды, в буквальном смысле осветить ее состав и многое узнать о силе и скорости взрыва и о том, какие экстремальные физические процессы выбрасывают вещество в космос.

Единственная проблема возникает, когда тревога оказывается ложной.

Брайан Шмидт, получивший в 2011 году Нобелевскую премию по физике за новаторскую работу своей команды по использованию наблюдений сверхновых для изучения расширения Вселенной, однажды вечером разослал большой группе коллег паническое сообщение. Ночь была особенно темная и ясная, и он заметил в созвездии Скорпиона, у самого горизонта, нечто похожее на прежде не наблюдавшуюся звезду. Скорпион — довольно яркое и хорошо изученное созвездие, поэтому появление неожиданной звезды вызвало немалый ажиотаж. Почти двести адресатов Брайана прочли, что тот заметил яркий новый объект! Видный невооруженным глазом! В Скорпионе, прямо на горизонте! И местный астроном-любитель подтвердил! Естественно, это был намек на то, что все должны немедленно приступить к наблюдению этого таинственного нового объекта — ведь это может быть следующая сверхновая, видимая невооруженным глазом и, что еще лучше, находящаяся в нашей собственной галактике.

Сверхновых звезд в галактике Млечный Путь не видели с 1604 года. Учитывая количество и возраст звезд в нашей галактике, можно предположить, что мы должны наблюдать взрыв кого-то из наших звездных соседей примерно раз в сто лет или около того. Исходя из этого, следующая сверхновая должна появиться со дня на день.