Выдающимся ранним примером сотрудничества с западной стороны занавеса был международный спутник для исследований в ультрафиолетовых лучах («IUE» – International Ultraviolet Explorer), запущенный в 1978 г. Этот в высшей степени успешный спутник с 45-сантиметровым телескопом-рефлектором мог наблюдать звезды до 16‐й звездной величины. Всегда доступный для наблюдений из Центра космических полетов им. Годдарда под городом Вашингтоном или на станции ЕКА под Мадридом, он поочередно управлялся тем или другим центром. Первые ультрафиолетовые телескопы выявили чрезвычайно высокий процент потери массы очень массивными звездами – порядка одной солнечной массы за миллион лет для звезд в тридцать солнечных масс. Благодаря «IUE» стало возможно более тщательное изучение указанной проблемы потери массы, что радикальным образом изменило общепринятую в то время теорию звездной эволюции в отношении звезд верхней части диаграммы ГР. Безусловно, звезды с необычайно высокой светимостью, порой превышающей солнечную в миллион раз, не могли быть до этого учтены в рамках модели, предсказывавшей потерю стабильности у звезд с массой более 60 солнечных масс. В 1980‐х гг. потеря массы была расценена как решение указанной проблемы нестабильности. Кроме того, она рассматривалась как возможная подсказка в понимании природы звезд Вольфа-Райе, положение которых на диаграмме ГР не вполне очевидно. (Как уже указывалось, эти звезды впервые описаны в 1867 г. Они обладают пекулярными спектрами с интенсивными, широкими эмиссионными линиями, являются чрезвычайно горячими и яркими и сбрасывают газовые оболочки, разлетающиеся с высокими скоростями.)
РЕНТГЕНОВСКАЯ И ГАММА-АСТРОНОМИЯ НА СПУТНИКАХ
На протяжении десятилетий, начало которым было положено в 1970‐х гг., ни одна другая отрасль астрономии не извлекла таких выгод из оборудования, установленного на борту ракет и спутников, как астрофизика высоких энергий. Эти исследования предусматривают использование излучения на очень коротких волнах – рентгеновских и гамма-лучей с длинами волн, примерно обозначенными на ил. 237 выше на с. 927. Название «астрофизика высоких энергий» возникло в силу того факта, что фотоны, порции излучения, на этих длинах волн обладают гораздо большей энергией, чем фотоны видимого света.
Как известно, Солнце является источником рентгеновского излучения. В 1962 г. в созвездии Скорпион обнаружили самый мощный источник рентгеновских лучей на нашем небе, Скорпион X-1. Это одно из тех открытий, что совершаются на отшибе профессиональной астрономии. Бруно Росси, профессор физики в Массачусетском технологическом институте (МТИ), являлся также главой компании (Американская научно-техническая корпорация), основанной бывшим студентом Мартином Аннисом. Компания наняла итальянского физика, специалиста по космическим лучам, чтобы начать программу космических исследований, и он, совместно с другим физиком из МТИ, Джорджем Кларком, занимался конструированием приборов для рентгеновских наблюдений Солнца, Луны и некоторых звезд, например, сверхновых. НАСА отклонило одну из их заявок, но военно-воздушные силы поддержали попытку изучать рентгеновскую флуоресценцию, излучаемую Луной, и в ходе этого исследования выяснилось, что фоновое рентгеновское излучение неба полностью искажает всякую лунную флуоресценцию, которая могла бы иметь место. Удалось обнаружить рентгеновские источники, но удивительным оказалось не столько их существование, сколько интенсивность. На деле, команда исследователей уже знала о более ранних неопубликованных работах, где высказывались осторожные предположения об обнаружении источников рентгеновского излучения. Их подготовили Герберт Фридман и Джеймс Куппериан-младший в 1957 г., но не опубликовали, поскольку результаты наблюдений не удалось подтвердить в ходе последующих полетов.
Никто не ожидал, что отдельные звезды в Галактике, являющиеся источником рентгеновского излучения, могут высвобождать такое громадное количество энергии. Некоторые из них излучают в 100 000 раз больше энергии, чем наше Солнце. 12 декабря 1970 г. другой американский спутник, на сей раз специально предназначенный для изучения звездных рентгеновских источников, был запущен из Кении. (В честь празднования независимости этой страны его назвали «Ухуру», что означает «свобода» на языке суахили.) Это событие открыло эпоху картографирования положений наиболее мощных источников рентгеновского излучения. Исходной целью «Ухуру» было открытие рентгеновских источников за пределами нашей Галактики, но количество обнаруженных скоплений галактик и квазаров оказалось значительно ниже ожидаемого, и наибольшего успеха ему удалось добиться в пределах нашей Галактики. Среди 339 источников, идентифицированных с помощью спутника «Ухуру», открыт наиболее яркий во всей Галактике, а именно – Лебедь X-1. Этот источник совпадает с оптически видимым голубым гигантом, массой в 20 солнечных масс, и его невидимым компаньоном, масса которого была впоследствии оценена в 8,5 солнечной массы (специалисты утверждают, что это черная дыра, поскольку ее масса превышает теоретический предел для нейтронной звезды).
Другой спутник, созданный с той же целью, «HEAO-2» (преемник «HEAO‐1»), был запущен в 1978 г. и в итоге переименован в «Эйнштейн» в честь столетия со дня рождения Альберта Эйнштейна (1879). В предшествующий период американские и европейские спутники не могли получать прямых изображений и обладали точностью не более одного градуса. «HEAO-2» нес на борту широкий набор приборов, способных получать непосредственные изображения, и мог локализовать источники рентгеновского излучения с точностью до 2 секунд дуги, а это почти всегда позволяло идентифицировать их с оптическими источниками. Еще одна орбитальная обсерватория астрономии высоких энергий, запущенная примерно в то же время, что и «HEAO-2», – японский спутник для исследования рентгеновского излучения «Хакутё» (лебедь), запущенный в 1979 г., к которому через четыре года присоединился спутник «Тенма» (пегас).
Получив столь энергичное начало, спутниковая эра продолжалась, хотя и ей приходилось считаться с экономическим спадом. Однако мы достигли этапа, когда простое перечисление многочисленных спутников, используемых астрономами, стало столь же бессмысленным занятием, как и создание списка телескопов, скажем, во времена Гершеля. Каждый спутник играет свою роль в создании существенно нового ви́дения различных космических объектов и их места в модели космоса. Вскоре стало широко признано, что источники рентгеновского излучения соответствуют системам, включающим очень компактные звезды того или иного типа (белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры) с высокой гравитационной энергией, которая может порождать излучение высоких энергий, главным образом рентгеновское излучение и гамма-лучи. Как и в случае с телескопами, технологические возможности в оснащении спутников таят в себе огромный потенциал, и поэтому легко забыть о том, что это не самоцель, а задача состоит в получении и интерпретации данных. Бо́льшая часть последовавших дискуссий по вопросу о существовании черных дыр сосредоточилась на данных, полученных от мощного источника Лебедь X-1. В данном случае (как и во многих других) удалось обнаружить, что здесь присутствует двойная система; компактный компонент, судя по всему, перетягивает на себя вещество своего соседа – нормальной звезды. Это, как выяснилось, может происходить самыми разными способами, в зависимости от размеров и пространственной близости компонентов.
Источники рентгеновского излучения, как стало известно, варьируются по мощности, часто являются периодическими, но иногда порождают неожиданно мощные вспышки, длящиеся всего лишь несколько часов или дней. Удалось зарегистрировать периодические вспышки, длившиеся по нескольку секунд. Было обнаружено, что в некоторых из этих случаев, названных «барстерами», речь идет о двойных системах, но периодическое затмевание, ранее предлагавшееся в качестве объяснения колебаний интенсивности блеска,
