Сквозь «угольные мешки»

Сквозь «угольные мешки»

Ядро нашей системы требует особого внимания. Его тайны закрыты от нас сильным поглощением, которое скрывает ядро и, может быть, закроет его совсем.

X. Шепли

Загадка Млечного Пути

Повернувшись к светилу спиной, Земля погрузилась в сон. Солнце перестало слепить глаза звездам, и они взглянули на Землю. Этого момента дожидались астрономы. Уединившись в уютных башенках телескопов, они припали к гигантским подзорным трубам. Воображение в мгновение ока перенесло их к далеким звездным мирам, откуда свету, самому скорому путешественнику, приходится добираться к Земле сотни, тысячи и миллионы лет.

Так происходит каждую ночь, начиная с той памятной ночи 1609 года, когда в небо направил свой телескоп Галилей. Тогда-то и был раскрыт секрет полосы слабого жемчужного света, опоясывающей небо. Призрачная дуга, которую мексиканцы поэтично называли «маленькой белой сестрой разноцветной дуги», героиня бесчисленных легенд и сказаний, она предстала перед Галилеем хороводом слабых звезд, разбрызганных по бархату ночного неба, как капельки росы или брызги молока.

Как гигантская карусель, кружится в мировом пространстве Млечный Путь. Столетие назад крупнейший английский астроном Вильям Гершель считал, что вблизи ее оси находится и наше Солнце со своей спутницей Землей. А Млечный Путь как завороженный вращается именно вокруг них.

Но, как оказалось впоследствии, Гершель ошибался. Когда ученые определили настоящее место Солнца в Галактике (где-то на расстоянии трети по радиусу от ее центра), они ничем не могли заполнить «освободившееся» место.

Упрямая клякса

…Оторвавшись от телескопа и поеживаясь от сырости, сэр Джеймс Джинс предавался грустным размышлениям. Блестящий астроном и писатель, он, как, впрочем, многие из буржуазных ученых, отдавших дань реакционной философии, был пессимистом.

«Что толку, — думал он, — в наших эфемерных знаниях? Что значат они, если даже до ближайших звезд так далеко, что нельзя увидеть происходящее там в тот момент, когда мы на них смотрим. Какой же давности сведения приносит нам свет, который отправился в свое путешествие по меньшей мере тысячелетия назад, когда Земля и не мечтала о какой-либо цивилизации! Когда, покрытая первобытными лесами и населенная дикими животными, она не знала земледелия и принадлежала людям, одетым в звериные шкуры и вооруженным палицами и камнями? Пока к нам идет свет от ближайшего звездного скопления, на Земле успела разыграться вся писаная история человечества. Шестьсот поколений людей родились, прожили свой век и умерли; государства расцветали, приходили в упадок, горели в огне революций и вели жестокие войны; одна культура сменялась другой, люди развивали технику, воздвигали величественное здание науки…»

Его причудливо очерченный рот, рот скептика, не имеющий ничего общего с энергичным лицом и ясными глазами, кривила горькая усмешка. Разве человек может объять необъятное? Разгадать душу вселенной, ее тайны, если наше прошлое, настоящее и будущее — лишь мгновение в истории вселенной?

Он был согласен с Блезом Паскалем, интереснейшим ученым XVII века, величайшим гением и безумцем, философом и мистиком, умевшим заглянуть в самую суть любых вещей и, однако, признавшимся: «Вечное молчание бесконечных пространств пугает меня».

Но был и другой Паскаль, еще не испуганный загадками бесконечности, который в двенадцать лет самостоятельно открыл принципы геометрии Эвклида, в шестнадцать написал трактат о конических сечениях, в двадцать четыре опубликовал отчет о «новых опытах касательно пустоты», автор первой математической машины. Ему принадлежат и такие пророческие и полные внутренней силы и гордости слова: «Человек — это лишь тростник, самое слабое создание природы, но тростник мыслящий: если бы вселенная уничтожила человека, он был бы все равно благороднее той силы, которая его убивает, ибо он знает, что умирает. Вселенная же не знает об этом ничего».

И Джинсу его сомнения не помешали сделать изучение космоса делом всей жизни.

Видения звездной дали влекли как магнит. Жизнь звезд была так таинственна и волнующа, что Джинс, сбросив с себя пессимизм, снова жадно приникал к телескопу.

Перед его глазами проплывали круглые, как мячи, и сплющенные, как яйца, туманности; закрученные, как пчелиные рои, звездные скопления. Рассматривая вышитые бисером космические кружева, он читал в их узорах историю вселенной. Бледное сияние рассказывало о составе звезд, об их массе, о внутреннем строении. Ученый пристально вглядывался в фотографии тысяч гигантских звездных миров — галактик, чем-то похожих и не похожих друг на друга. Сколько здесь тайн, сколько пищи для раздумий!..

Но особенно мучила Джинса, да и других астрономов загадка центра Галактики. Что находится в сердце Млечного Пути, там, куда Гершель помещал раньше Солнце?

Когда Джинсу задавали вопрос, что же таит в себе ядро нашей Галактики, он недовольно морщился:

— Не знаю. Невероятно громадное пятно темного непрозрачного вещества закрывает от нас сердце Млечного Пути. Вероятно, по этой причине центральное солнце вселенной никогда не откроется глазам человеческого рода. Может быть, такого солнца, в действительности и не существует, его нет в природе. Может быть, место за черной непрозрачной завесой занято чрезвычайно плотной и огромной кучей обыкновенных звезд. Впрочем, эти рассуждения носят уже несколько гадательный характер, ибо мы не можем знать, чем заполнено пространство за черным занавесом. Но можем быть уверенными, что это место занято колоссальным количеством материи, которая управляет и величиной космического года и движением всех звезд Млечного Пути.

…Это было сказано в 1930 году. А еще через двадцать лет вопрос о центре Галактики оставался почти в том же положении. На карте нашего звездного мира в центре, как клякса, лежало черное пятно.

Да, знакомством с ядром Галактики не мог похвастаться еще ни один астроном в мире. Ни до Джинса, ни после него. Ни более знаменитый, ни менее. Ни пессимист, ни оптимист.

Пятно стерто

Юра Парийский стремглав взбежал на второй этаж радиоастрономического корпуса Пулковской обсерватории. Зажав в руке обрывок ленты, только что вынутой из самописца, он без стука ворвался в кабинет профессора Хайкина.

— Семен Эммануилович, — выдохнул он, — вот!..

Две головы поспешно склонились над листком. Если бы через их спины заглянул неискушенный в науке человек, он увидел бы лишь цветной силуэт горбоносой кривой.

Но для двух ученых — молодого, только начинающего свой путь в науке аспиранта и его маститого руководителя — здесь были и плоды напряженного труда целого коллектива, и свершение их личных надежд, и романтика научного поиска, и победа над тайной, казавшейся неразрешимой.

— Поздравляю! — взволнованно сказал профессор. — Центр Галактики расшифрован.

Это было весною 1959 года.

— А помните, Юрий Николаевич, — говорил Хайкин, — что писали Джинс, Шепли да и другие? Они черпали свои сведения только у света, поэтому поневоле попали в безвыходное положение. Если грозовые облака способны затмить Солнце, то, каким бы ослепительным ни оказалось ядро Галактики, свет от него не в состоянии пробиться через гигантские облака межзвездной пыли и заледеневшего газа. Он тонет в глубинах этих «угольных ям». Возможно, со временем эти облака и рассеются или Земля обгонит их, но когда? Если это случится скоро, то скоро только в астрономическом масштабе. Да, свет завел ученых в тупик. А вывели из него… радиоволны.

Оба невольно представили себе путь, пройденный к центру Галактики. Все началось с того, что ученые решили обратиться к помощи инфракрасных лучей, позволяющих видеть в темноте сквозь туман и дымовые завесы. Что… если?..

И вот в 1948–1949 годах советские ученые А. А. Калинюк, В. И. Красовский и В. Б. Никонов уже фотографируют инфракрасные лучи, пробившиеся через толщи межзвездного газа и пыли, и на туманной фотографии с трудом разглядывают большое звездное облако. Видение слишком слабо, расплывчато, неопределенно. Делать выводы рано.

Но толчок был дан. Стало очевидным, что надо искать встречи если не со светом, то с какими-то другими волнами, для которых пыль и туман не помеха.

Около двух десятков лет назад в астрономию ворвалось свежее дуновение. Ученые обнаружили, что там, где не пройти ни синему, ни желтому, ни красному свету, открыта дорога для радиолучей. Они свободно пробираются и через зловещие толщи «угольных мешков».

Родилась радиоастрономия. Под ее напором лопнули многие преграды. Разрешилась куча нерешенных вопросов. Радиоволны указали ученым путь и в центр нашего звездного города.

Однако и на этом пути ученых поджидали огорчения. Методы поисков были определены не сразу.

Американские ученые Янский и Ребер получили изображение ядра Галактики в лучах метровых радиоволн, но оно разочаровало их.

Положите перед слепым на стол много мелких предметов и попросите описать их. Он не станет накрывать их все вместе ладонью, а будет ощупывать каждый в отдельности.

Вначале радиоастрономы пытались «накрыть» невидимый космический предмет широкой ладонью метровых радиоволн. Ясно, что их «ощущения» были расплывчаты. Они получили лишь общее представление о ядре, которое ничего им не объяснило. Слишком несовершенны были первые радиотелескопы. Одной из важных задач было создание аппаратуры с острым «зрением», с тонким «слухом». Ученые решили, что радиотелескопы должны иметь как можно большие размеры. И скоро попали в ловушку. Громоздкие, гигантские «уши» прогибались под собственным весом, боялись даже дуновения ветра, а слышали все равно плохо.

Восьмое чудо

Мысль создать чувствительный и островидящий прибор — разведчик вселенной — преследовала Хайкина давно. Он думал над этим еще тогда, когда на борту теплохода «Грибоедов» вместе с группой первых радиоастрономов плыл к берегам далекой Бразилии исследовать затмение Солнца в радиолучах; когда лазал на гору Кошка, что под Симеизом, выбирая удобное место для будущей Крымской радиоастрономической обсерватории. И в Москве, в Физическом институте имени Лебедева, где рождались первые робкие контуры оригинального невиданного прибора.

И вот этот радиотелескоп создан в Пулковской обсерватории под Ленинградом. При взгляде на удивительное сооружение вспоминается древняя легенда о том, как Архимед при обороне своего родного города сжег неприятельский флот, приказав десяткам воинов отбрасывать при помощи блестящих щитов отражение Солнца на одну и ту же точку вражеского корабля.

Девяносто щитов, составляющих телескоп, выстроились, как на параде, образовав дугу длиною в 130 метров. Все щиты согласованно нацеливаются на космический объект. Как губка, впитывает радиотелескоп даже чрезвычайно слабое космическое радиоизлучение. Как указка, ощупывает небольшие участки небосвода. Ему ничего не стоит «разрезать» Луну на 25 частей и по очереди исследовать каждую в отдельности.

Этот удивительный радиотелескоп, созданный С. Э. Хайкиным и его ближайшим сотрудником Н. Л. Кайдановским, и помог Юре Парийскому добиться того, чего не могли осилить самые заслуженные астрономы всех времен.

…Семен Эммануилович часто подходит к окну кабинета, чтобы в сутолоке дел хоть издали посмотреть, как работает его любимец — гигантский радиотелескоп. Глазам открывается привычная панорама. Здесь каждый железный скелет, каждый ажурный каркас напоминает ему радостную и трудную историю воплощения его идеи в жизнь. В лучах солнца Пулково напоминает заколдованный город. Тихо на его пустынных, строго прочерченных асфальтом площадках, поросших густой травой. Одинокими и безлюдными кажутся своеобразные башенки телескопов, напоминающие восточные минареты. Серебряные купола и белоснежные стены придают им особую легкость, воздушность. Изредка один из куполов будто сам собой раздвигается, и оттуда показывается око устремленной в небо гигантской подзорной трубы…

Иногда тишину волшебного города прорезывает смех или говор знакомой и незнакомой речи. Это группа сотрудников или студентов, проходящих в Пулкове практику, а то и иностранные туристы, в изобилии совершающие паломничество в пулковскую астрономическую Мекку, чтобы взглянуть, как многие шутя говорят, на восьмое чудо света.

Что ж, нередко думается ученому, места эти и впрямь святые. Земля Пулковских высот обильно полита кровью ленинградцев, отстоявших свой город от гитлеровского нашествия. Здесь в ураганном, ни на секунду не прекращающемся огне рождалось право советских людей на мирную жизнь, на счастье заниматься любимым делом.

Не удивительно, что ученые, пришедшие после войны на совершенно пустое место, не могли не сделать Новое Пулково еще краше прежнего, не могли не быть первыми в рядах ученых, штурмующих цитадель космоса.

Во чреве «угольного мешка»

Цветная остроносая кривая, которую получил Юра Парийский на радиотелескопе Хайкина и Кайдановского, не спешила раскрыть ученым свой секрет.

Вот перо самописца вывело ровную полоску. Здесь глаз радиотелескопа шарил еще где-то далеко от центра Галактики. Радиоизлучение было ровным, как воды спокойной реки.

Ближе, ближе к ядру… Кривая взметнулась ввысь — это жало прибора заглянуло в самое сердце Млечного Пути. Как струя крови из вскрытой артерии, радиоизлучение хлещет из невидимого глазу ядра нашего мира.

Телескоп отводит взор чуть дальше — кривая успокаивается, спадает, и уже снова — ровное дыхание радиоволн.

Что же порождает стихию радиоизлучения в недрах Галактики? Что там происходит?

Чтобы понять это, пришлось привлечь на помощь физику и математику. Вот что открылось глазам ученых.

Гигантский костер пылает в центре нашего звездного города. Чтобы поддержать его горение, природа подбросила в него сонмы кипящих звезд. Тучи горячих ионизированных газов пронизывают невиданное пламя. В такой жаре (Парийский подсчитал, что температура там по крайней мере не меньше 10 тысяч градусов) не может уцелеть «живым» ни один атом. Извергая потоки энергии, они раскалываются на ионы и электроны, образовывая знакомую нам электронно-ионную плазму.

Сгустки ядер, подхваченные шквалом бушующей в костре стихии, непрерывно выбрасываются в мировое пространство.

Полчища электронов, запутавшихся в цепкой сети магнитных полей, мечутся вокруг костра. Они-то и излучают свет, который теряется в глубине «угольного мешка», и радиоволны, пробившиеся сквозь завесы пыли к Земле.

Костер так велик, что внутри него поместился бы весь район, занятый Солнцем и ближайшими к нам звездами. Чтобы пройти сквозь этот костер, свет должен затратить двадцать лет. И все-таки радиоастрономы считают, что они обнаружили очень маленькое ядро. Маленькое по сравнению с размерами Галактики: ядро в 2000 раз меньше расстояния от ее центра до внешних концов спиралей.

Не совпадение ли?

Большое открытие сделали советские ученые. Конечно, практической пользы из этого пока не извлечь. Но для изучения вселенной, познания законов мироздания оно неоценимо. Знакомясь с разными сторонами жизни космоса, ученые сравнивают, анализируют, сопоставляют данные, и из гипотез рождаются теории, из теорий — прочные объективные знания.

Одни галактики только родились, другие уже состарились. Изучая их в разных стадиях эволюции, можно делать выводы о возможных вариантах их зарождения, развития. Можно по излучению звезд судить об их прошлом, настоящем и будущем.

Пролив свет на тайну Млечного Пути, ученые приблизились к разгадке заветных секретов мироздания, получили еще один ключ к решению проблемы происхождения звезд в нашей Галактике.

И вот что особенно интересно. Открытие советских ученых во многом перекликается с исследованиями американца Бааде и мексиканца Мюнка, которые изучали ядро туманности Андромеды. Это ближайшая к нам галактика. Она во многом, как сестра, похожа на нашу. Бааде наблюдал центр Андромеды в видимых лучах. Путь к нему свободен от пылевых заграждений. Сильный телескоп позволил ученому обнаружить в центре этого звездного скопления облако, состоящее из отдельных звезд. Та же картина, что и в центре нашей Галактики.

Мюнк провел исследование спектра излучения из области вокруг ядра туманности Андромеды и обнаружил, что из ядра непрерывно истекают раскаленные газы. Они уносят огромное количество материи, порядка одной солнечной массы в год.

Не удивительно ли, что аналогичное явление обнаружено в ядре нашей Галактики! Таким образом, ученые сделали вывод, что из ядер галактик могут непрерывно и долго течь раскаленные газы и в то же время в них могут происходить мощные взрывы вещества, рождающие потоки электронов высоких энергий.

Академик Амбарцумян так комментирует эти открытия:

— Наблюдения все больше подтверждают мысль, что ядра являются центрами образования новых составных частей галактик. Ясно также, что для протекания процессов, которые мы сейчас связываем с ядрами галактик, нужны условия, резко отличающиеся от тех, которые царят в окружающем нас космическом пространстве. Именно поэтому дальнейшее исследование природы ядер галактик — наиболее увлекательное направление в современной астрофизике.

Да, чрезвычайно увлекательное! Здесь каждое новое открытие, отвечая на один вопрос, задает другой. Наблюдения ядра Андромеды прояснило многое, но заставило и задуматься о многом.

Что особенно поразительно: размеры ядра Андромеды удивительно точно совпали с размерами, полученными Парийским для ядра Млечного Пути… Совпадение? Конечно, нет. Очевидная закономерность. Звезды, звездные скопления, галактики развиваются не хаотично, не произвольно, а по строгим законам мироздания. И выяснить их — не безнадежная задача, как считали раньше ученые-идеалисты. Как всякие явления, жизнь космоса познаваема. И что не познано сегодня, будет познано завтра. Если не нами, то нашими потомками. Человечеством.

Да, прав был тот, кто сказал, что в тайнах никогда не будет недостатка. По крайней мере так долго, как долго будут существовать люди, способные размышлять над ними.