Коллектив авторов - Космос. От Солнца до границ неизвестного

– У Эйнштейна была идея, что пространство-время имеет внутреннюю плотность энергии, которая не меняется со временем. Он назвал эту величину космологической постоянной, но позднее отрекся от нее и назвал ее своей «самой большой ошибкой». Ваша работа подтверждает или опровергает эту идею?

– Она знаменует собой впечатляющий успех Общей теории относительности Эйнштейна. С тех пор, как Эйнштейн выдвинул свою теорию, прошло несколько десятков лет. За это время мы обнаружили во Вселенной очень много экзотических явлений, и все они соответствуют его теории. Многие были даже предсказаны с ее помощью.

– Еще совсем недавно астрономы не могли даже претендовать на Нобелевскую премию.

– Вы правы. Я могу назвать открытия, сделанные в космологии, которые вполне могли бы претендовать на Нобелевскую премию: открытие расширения Вселенной, то есть размера Вселенной; наблюдения, указывающие на существование темной материи как источника дополнительной гравитации. Они фундаментальны для нашего понимания физических явлений.

– Вам только 41 год. Что Вы собираетесь делать дальше?

– Ну, на этой неделе еще будут вручать литературную премию, а потом премию по экономике. Я шучу [смеется]. До того, как я узнал о Нобелевской премии, я начал заниматься несколькими интересными проектами и собираюсь продолжать работать над ними. Они связаны с космическим телескопом «Хаббл» и проблемой измерения расстояний на более близких интервалах.

Быстрые радиовсплески (Fast radio bursts, FRB) относятся к числу самых трудноуловимых явлений во Вселенной: мощные радиосигналы возникают в далеком космосе на несколько миллисекунд, а затем исчезают без следа. С какими только причинами не связывали их появление, начиная от черных дыр и кончая внеземным разумом.

К настоящему времени открыто всего 18 быстрых радиовсплесков. Это и понятно: слишком уж они кратковременные, да и радиотелескоп может обозревать только небольшой участок неба в каждый данный момент. Из них только FRB 121102 повторялся несколько раз.

В 2017 году Шами Чаттерджи с коллегами из Корнеллского университета (г. Итака, штат Нью-Йорк, США) смогли точно определить положение этого повторяющегося радиовсплеска. Они использовали данные Сверхбольшой антенной решетки имени Карла Янского ( Karl G. Jansky Very Large Array ), состоящей из 27 радиотелескопов, расположенных в штате Нью-Мексико (США), а также данные 21 телескопа Европейской РСДБ-сети ( European VLBI Network ). Эти антенные сети, работая вместе, дают гораздо более высокое разрешение, чем любая радиоантенна по отдельности, что позволило астрономам установить место нахождения радиовсплеска в 100 000 раз точнее, чем во время предыдущих попыток.

Оказалось, что радиовсплеск связан с тусклой карликовой галактикой, находящейся на расстоянии около 2,5 миллиарда световых лет от нас, ее диаметром в десять раз меньше, чем у Млечного Пути.

Зная, откуда именно идет радиовсплеск, можно ограничить число гипотез, касающихся его происхождения. Поскольку этот радиоисточник находится очень далеко, он должен быть чрезвычайно ярким и обладать огромными запасами энергии. Скорее всего, другие радиовсплески также возникли не поблизости – хотя была и такая гипотеза. Но нельзя полностью исключить и предположение, что FRB 121102 является уникальным объектом, а другие быстрые радиовсплески имеют совершенно другую природу и относятся к неповторяющемуся типу.

Существуют и совсем экзотические теории, объясняющие происхождение быстрых радиовсплесков: например, взрывы микроскопических черных дыр или столкновения сгустков темной материи с черными дырами. Несколько более прозаическое объяснение повторяющихся вспышек FRB 121102 заключается в том, что они исходят от активного ядра галактики. Но сам Чаттерджи склоняется к тому, что радиовсплески FRB 121102 и почти постоянный радиоисточник, найденный неподалеку от него, связаны с остатками сверхновой, получающей энергию от молодой, быстро вращающейся нейтронной звезды. В принципе, хозяйская галактика FRB 121102 похожа на те слабые галактики, в которых вспыхивают самые яркие сверхновые; поэтому сценарий Чаттерджи является заманчивым, хотя далеко не доказанным.

В 70-х годах XX века астрономы впервые зарегистрировали гамма-всплески. В среднем, они распределены на небе случайным образом и происходят примерно раз в сутки. За несколько секунд в таких вспышках высвобождается больше энергии, чем может дать Солнце за 10 миллиардов лет своей жизни.