Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

У детекторов гамма-излучения того времени было плохое зрение: первые миссии просто не могли разглядеть, откуда пришли лучи.

Оптический свет — тот, который мы видим, — обладает достаточно низкой энергией. Тщательно отъюстированные линзы и зеркала внутри телескопа преломляют и отражают свет, фокусируя его. Это можно использовать для того, чтобы очень точно оценить положение источника видимого света. Но гамма-излучение больше похоже на пролетающие пули. Измерять их путь гораздо сложнее, и даже сегодня у нас нет технологии для фокусирования гамма-излучения.

Это означает, что, даже если гамма-излучение можно обнаружить и измерить, определить направление, с которого оно пришло, очень сложно. Спутники Vela могли указать направление только очень приблизительно (не намного точнее, чем «вон там где-то») [31] В действительности все было еще хуже. Использование временных задержек при регистрации сигналов на самом деле дает два разных положения для гамма-всплеска: чтобы их разграничить и определить, какое из них правильное, нужен по крайней мере еще один спутник. Это вроде как попросить: «Извлеки квадратный корень из 25», потому что правильным ответом будет как +5, так и –5. И, даже если вы будете использовать много спутников, в лучшем случае вы очень приблизительно определите направление на всплеск. . Но для того, чтобы получить представление об объекте, направление очень важно . Если положение источника гамма-излучения известно, на тот участок неба можно направить другие телескопы и рассмотреть, что к чему. Затем любой источник видимого света, обнаруженный в том месте, можно сравнить с известными источниками, такими как галактики или звезды, включенными в существующие каталоги. Но здесь требуется определенная степень точности: если можно только ориентировочно прикинуть, что источник всплеска находится на участке неба размером с полную Луну, там окажутся тысячи или даже миллионы объектов, которые можно обнаружить с помощью большого оптического телескопа.

Со временем технологии начали приближаться к решению этой задачи. В 1991 г. NASA запустило гамма-обсерваторию им. Комптона (Compton Gamma-Ray Observatory) с детекторами гамма-всплесков на борту. Способность обсерватории Комптона находить положение источников гамма-всплесков по-прежнему была не слишком выдающейся — обсерватория могла лишь определить, что они находятся на участке неба размером с 25-центовую монету [32] Примерно соответствует размеру двухрублевой монеты. — Прим. ред. , если держать ее на вытянутой руке, — но определенно это был прогресс. За все время работы миссии было зарегистрировано свыше 2700 гамма-всплесков. И, даже если направления были неточными, количество наблюдений само по себе было огромным достижением; когда наблюдений накопилось достаточно, начали проявляться закономерности.

Прежде всего, эта большая коллекция всплесков позволила ученым определить, что, насколько можно было судить, существовало два вида всплесков: короткие, обычно длящиеся менее двух секунд; и длинные, которые продолжались более двух секунд. Были даже обнаружены всплески, длящиеся несколько минут. По мере того как число наблюдаемых гамма-всплесков росло, выяснилось, что более короткими, как правило, были всплески более мощного — «жесткого» — гамма-излучения, а более длительными — менее мощного — «мягкого» — гамма-излучения. Несмотря на то что причины явления не были ясны, это был важный ключ к его происхождению.

Однако, возможно, более значимым для решения этой загадки был важный научный результат наблюдений обсерватории Комптона: было обнаружено, что гамма-всплески распределены по всему небу равномерно. На первый взгляд может показаться, что от этого факта мало толку, однако на деле он исключает многие возможные источники их происхождения.

Представьте, что вы стоите в поле и вокруг вас жужжат насекомые. Если вы находитесь в центре поля, то, в какую бы сторону вы ни посмотрели, вы бы предполагали увидеть примерно одинаковое количество насекомых. Но если вы ближе к восточной кромке поля, то увидите гораздо больше насекомых к западу (если смотреть через все поле), чем к востоку (если смотреть в сторону ближайшей кромки поля). Количество насекомых, которых вы видите в определенном направлении, говорит кое-что о вашем положении в рое мошкары (сделаем допущение, что рой относительно хаотичный и равномерный).

Поэтому информация от Комптона о том, что гамма-всплески распределены беспорядочно по всему небу, сразу же говорит нам о важном факте: мы находимся в центре распределения гамма-всплесков в космосе .