15. Гигантские «пузыри» в космосе

15. Гигантские «пузыри» в космосе

ВОПРОС: Хорошо, вы нашли на Земле свидетельства воздействия сверхновых. Но есть какие-нибудь свидетельства относительно них в космосе?

Чтобы найти такие свидетельства, давайте внимательно посмотрим, в каком именно месте галактики мы находимся. Когда вы смотрите на ночное небо, звезды кажутся разбросанными наугад, за исключением яркой полосы через все небо; это полоса, содержащая звезды нашей собственной галактики — Млечный Путь. Многие звезды, которые мы видим за пределами этой полосы, не являются звездами вообще, — это отдаленные галактики, подобные нашей собственной.

В этой полосе, находящейся в плоскости галактики, центр кажется более темным и даже лишенным звезд, — но это только из-за того, что пыль закрывает свет, идущий от Млечного Пути. Многие миллионы звезд вдоль плоскости галактики скрыты в этой пыли, но, опираясь на наши знания о галактиках, мы можем прийти к выводу о том, что мы живем в спиральной галактике. Земля имеет жизненную важность для людей, но по меркам галактики она является незначительной планетой, которая кружится вокруг незначительной звезды, расположенной далеко от центра Млечного Пути на окраине космических «пригородов».

Млечный Путь состоит из системы спиральных выбросов, исходящих из центра галактики; ученые полагают, что эти выбросы сформировались от того, что звезды, расположенные близко к центру галактики, вращаются вокруг него быстрее, чем звезды, находящиеся на периферии, и когда галактика вращается, то получается что-то вроде нитей спагетти на вилке. Эта разница в скорости вращения приводит к сжатию газа в «нитях», достаточному для начала процесса формирования звезды.

Между спиральными выбросами имеется тоже много звезд, но они очень старые. Подобно нашему Солнцу, они путешествуют по галактике, входя в ее «нити». Эти путешествия вызваны космическими течениями в галактике, подобно течениям в океане. Атлантический океан всегда имеет одну ту же форму, но вода, рыба и водоросли движутся в нем независимо друг от друга.

Более яркие и более массивные звезды, относящиеся к типам О и Б, доминируют в районах «нитей», где они постоянно формируются и умирают. Следуя пословице «живи быстро и умирай молодым», эти звезды являются маложивущими сверхгигантами, которые яростно сгорают, а затем ярко взрываются — сверхновые типа II. Это означает, что самые мощные сверхновые чаще всего встречаются внутри «нитей» галактики, что, естественно, делает эти «нити» самым опасным местом. К сожалению, об этом упоминалось ранее, наше Солнце в настоящее время проходит через густо «заселенный» район Ориона в галактике Млечный Путь. В этом районе множество взорвавшихся и готовых взорваться сверхновых. Астрофизик Наркиско Бенитис и его коллеги из Университета Джонса Хопкинса считают, что примерно двадцать сверхновых появились возле Земли за последние 10–20 миллионов лет. Некоторые из них возникли совсем рядом с Землей, и мы полагаем, что одна из них была главной причиной серии катастроф, обрушившихся на Землю, начиная примерно 41 тысячи лет назад.

«ПУЗЫРИ» ОКОЛО НАС

В непосредственной близости от Земли в космосе находятся похожие на пузыри образования, которые, в отличие от обычных районов галактики, почти не имеют газа и пыли. В большинстве «пузырей» есть очень активные участки, которые порождают гигантские звезды, погибающие затем, как сверхновые типа II. Похоже, гигантские взрывы этих сверхновых приводят к тому, что из «пузырей» выметаются газ и пыль. Внешние края этих космических «пузырей» являются районами, куда расширяющиеся ударные волны подталкивают газ и пыль, окружающие сверхновые. Столкновение расширяющейся оболочки сверхновых с пылью приводит к разогреву и делает это место видимым с помощью оптических приборов, так что когда астрономы глядят на эти расширяющиеся оболочки, они видят ярко окрашенные «пузыри» — наивный образ, который скрывает серьезные события, происходящие в этом районе.

Солнце находится в середине «местною пузыря» — молодого, относительно небольшою образования. Наш «пузырь» сформировала серия недавних вспышек сверхновых. При этом многочисленные взрывы унесли газ из окрестностей Солнца, создав почти полный вакуум. Согласно оценкам НАСА, всего четыре атома газа содержатся в объеме, примерно равном объему человеческой головы. Это в 1000 раз меньше, чем в обычной галактике. Вдобавок эти атомы в 100 000 раз горячее, чем нормальные атомы Млечного Пути.

По всей видимости, Солнце находилось очень близко к месту, где взорвалась сверхновая, причем эта сверхновая должна была взорваться к северу или к югу от Солнечной системы (ориентация севера и юга — по магнитным полюсам Земли). Ясно, что Земля была на «прямой дороге» взрыва, поскольку мы находимся в пустой части пузыря. Это является веским доказательством того, что по крайней мере от одной массивной звезды ударная волна прошла не так давно, и на Земле время от времени чувствовались эффекты от этого на протяжении последних нескольких миллионов лет. На этом взрывы сверхновых, похоже, не завершились, и мы полагаем, что последний — в «местном пузыре» — произошел 41 тысячу лет назад. Недавно были замечены сверхновые, которые увеличились до одной третьей размера нашего «местного пузыря» меньше чем за 2 тысячи лет; так что является большим благом то, что оболочка нашей сверхновой, взорвавшаяся 41 тысячу лет назад, исчезла в окрестностях «местного пузыря».

ВОПРОС: «Пузырь» свидетельствует о том, что в нашем районе Млечного Пути были сверхновые. Помимо этого, есть какие-либо другие свидетельства «События», такие, как оболочка или остатки звезды?

КРАСНОРЕЧИВЫЙ ПУЛЬСАР

Если сверхновая типа II взорвалась около Земли примерно 41 тысячу лет назад, ее остатки — также нейтронная звезда или черная дыра — могут быть поблизости. Они могут находиться и далеко из-за того, что взрыв сверхновой способен привести к выбросу ее вещества на большой скорости (как показано на илл. 15.1), и оно окажется в отдаленных частях галактики. Даже если остатки сверхновой находятся поблизости, они должны быть очень малы и темного цвета, так что увидеть их непросто.

_{Илл. 15.1 Некоторые остатки вещества сверхновой двигаются с невероятной скоростью, как на этом изображении нейтронной звезды в созвездии Стрельца. Названная туманностью Мыши, эта туманность движется со скоростью более 1,3 миллионов миль в секунду. Источники: НАСА и Центр астрофизики Гарварда-Смитсона}

Если остатки превратились в нейтронную звезду, мы можем обнаружить ее как пульсар, выбрасывающий огромные сгустки энергии. Мы полагаем, что катализатором катастрофы, начавшейся 41 тысячу лет назад, был пульсар Геминга (см. илл. 15.2) в созвездии Близнецов. Рамадураи (1993) считает, что эта сверхновая могла привести к отчетливо наблюдаемому пику содержания бериллия — оно связано с действием сверхновых — у Земли примерно 50–30 тысяч лет назад. Находящийся на расстоянии примерно в 500 световых лет, Геминга является самым близким к Земле пульсаром; он излучает рентгеновские и гамма-лучи в одинаковые 0,237-секундные интервалы, но не дает видимого света или радиоволн, что делает его невидимым для оптических телескопов. Свидетельства подтверждают, что в прошлом Геминга находился намного ближе к Земле, возможно, на расстоянии ближе 100—50 световых лет, а это опасно для Земли.

_{Илл. 15.2. Является ли это действительным изображением убийцы? На фотографии видны два остатка сверхновой — пульсары Краб (справа) и Теминга (слева). Геминга является нашим кандидатом на статус «автора» «События».}

_{НАСА, Комптоновская обсерватория гамма-лучей}

Изображения Геминги показывают, что она движется через пространство очень быстро, как это часто случается с остатками сверхновой. Пульсар имеет дугообразную ударную волну из рентгеновских лучей. У него два хвоста, которые протянулись на 2 миллиарда миль и имеют двенадцать миль в диаметре. Представьте остатки звезды, сжатые в пространство диаметром в двенадцать миль — протяженность маленького городка — и сохранившие способность извергать столь большое количество рентгеновских и гамма-лучей, что оно расходится по всей галактике.

Однако некоторые ученые, такие, как Леонардо Пеллицца и его коллеги (2005), полагают, что Геминга взорвалась, но много дальше. Они оценивают, что родительская сверхновая взорвалась на расстоянии 290–780 световых лет (90—240 парсеков) от Земли — достаточно близко, чтобы произвести ущерб. Однако это расстояние определено на основании рассчета возраста Геминги (342 тысячи лет), при котором учитывался темп замедления импульсов гамма-лучей. Но эти подсчеты могут иметь значительный разброс, поскольку пульсары периодически устраивают «звездное трепетание» или «сверкание»; в это время движение пульсара внезапно замедляется. Алпар и его соавторы (1993) выдвинули аргументы в пользу тою, что Геминга является такого рода «сверкающим пульсаром», а в этом случае она должна быть значительно моложе, чем предполагалось ранее — и она была значительно ближе к Земле, когда произошел взрыв, несущий смерть.

Эллис (1995) использовал результату измерений в ледниках и океанской коре, чтобы доказать, что Геминга действительно взорвалась в гораздо более близкое к нам время и ближе к Земле — и, таким образом, именно она несет ответственность за ударную волну, которая прошла через Солнечную систему примерно 41–34 тысячи лет назад. Этот временной интервал, как помнит читатель, показывает даты, которые мы получили по бивням мамонтов с врезавшихся в них на огромной скорости железными частицами, рожденными, как мы полагаем, сверхновой. Если виновницей является она, то взрыв должен был прийти к Земле примерно с направления экватора, но из-за разного рода колебаний Земли это воздействие определенно могло дойти до стад мамонтов на Аляске и в Сибири.

Еще одно обстоятельство связывает Гемингу с катастрофами, затронутыми, в этой книге. «Пузыри» от известных науке сверхновых достигали диаметра 120 световых лет за 1,8 тысячи лет; средняя скорость расширения составляла 10 000 км/сек. В конце скорость расширения уменьшилась примерно до 620 миль в секунду (1 000 км/час). С этой скоростью ударная волна дошла бы от Луны до Земли меньше, чем за семь минут. Это очень быстро. Для сравнения: астронавты это же расстояние преодолевали на «Аполлоне» за три дня. Вдобавок передний край «пузыря» прошел бы мимо Земли через 7 тысяч лет, и вся ударная волна увеличилась бы до ширины 350 световых лет примерно 40 тысяч лет назад. А теперь вспомним «местный пузырь» — создание сверхновой, место в галактике, где выброс сверхновой породил пустоты. Удивительно, но размер этого «пузыря» составляет 350 световых лет — и это расстояние соответствует ширине ударной волны, что прошла 40 тысяч лет назад! Время совпадает, вместе с возрастом и размером «местного пузыря», так что Геминга могла действительно быть причиной «События».

ВЫЖИВШИЕ: ХОПИ

Есть несколько древних легенд с описанием сверхновой — таких, как легенда араваков относительно уничтожения вселенной огнем. Хопи является еще одним племенем, у которого сохранилась легенда о пожаре, уничтожившем первый мир. Есть только несколько легенд о том, что случилось дальше: жестокий холод установился на Земле. Одна из подобных легенд есть и у хопи. Возможно, приверженность мифам является результатом яростной борьбы индейцев против ассимиляции в другую культуру и их стремления сохранить свою идентичность, несмотря на все трудности.

Эта легенда ясно отображает события, которые имели место после взрыва сверхновой, когда температура резко упала и на Земле наступил ледниковый период. Кроме того, взрыв сверхновой повлиял на размещение магнитных полюсов Земли, хотя и не затронул оси вращения. Некоторые ученые, однако, предполагают, что сильные удары больших комет или астероидов могут заставить ось вращения колебаться, как описано в следующей легенде.

Конец второго мира

После разрушения прежней Земли несколько выживших племен осторожно выбрались из ямы в земле в только что созданный Второй мир. Везде они увидели прекрасные горы, нарядные деревья, хрустально чистые воды — все богатства природы, которые им требовались. Прошло немного времени, и люди стали процветать, распространившись повсюду, и даже до другой стороны Земли.

На протяжении долгого времени люди были счастливы. Они были свободны и оставались благодарны Творцу, но постепенно они начали меняться. Их перестало удовлетворять то, что они имели, они начали торговать и меняться с другими племенами, чтобы получить богатые одежды и украшения. Прошло немного времени, и некоторые люди стали завидовать тем, кто имел больше. Год за годом люди становились все более завистливы и все больше удалялись друг от друга и от Творца. Затем, в конце концов не удовлетворяясь тем, что они получают от торговли, некоторые люди решили просто брать то, что хотят, отчего между племенами вспыхнули войны. Прошло немного времени, и война шла повсюду, и люди обезумели от насилия. Тех, кто протестовал против войны, осмеивали или убивали за миролюбивые речи.

Однажды Творец обратился к двум миролюбивым племенам, которые бежали от войны. «Этот мир не имеет будущего, он поражен злом, — сказал им Творец. — Мне придется очистить мир снова. Потому я попросил племя муравьев открыть их мир для некоторых из вас, точно так же, как они сделали это в конце Первого мира. Так следуйте туда, пока у вас есть время». Люди начали пробираться в поисках убежища через двери, которые муравьи открыли в земле.

Потом Творец говорил с близнецами — полюсами Земли, которые заставляли ее вращаться правильно. Громким голосом, который потряс небо, горы и океаны, Творец повелел: «Оставьте ваши посты и уходите от полюсов. С этим миром покончено». Когда близнецы двинулись прочь, Земля начала качаться и крутиться, подобно пьяному человеку. Вершины гор были сброшены в море. Океан наступал на землю и отступал. Холодные ветры с северного и южною полюсов ревели над срединными землями. Земля закрутилась и попала в холодную часть космоса, где замерзла. Люди и животные на поверхности Земли превратились в статуи льда. Только несколько избранных оказались в безопасности и тепле глубоко у народа муравьев. Так наступил конец Второго мира, который был за два мира до нашего.

Пересказано по Фрэнку Уотерсу, 1963 г.

ЧТО ПОКАЗЫВАЮТ СВИДЕТЕЛЬСТВА

• На протяжении нескольких миллионов лет взорвались двадцать сверхновых, достаточно близко для того, чтобы нанести ущерб.

• Наше Солнце находится в середине «местного пузыря» от недавно появившейся сверхновой.

• То, что мы находимся в «местном пузыре», означает, что поблизости образовалась сверхновая.

• То, что мы располагаемся в «местном пузыре», означает, что по меньшей мере одна ударная волна от сверхновой прошла недавно.

• «Местный пузырь» имеет ширину, равную ширине распространения остатков сверхновой за 41 тысячу лет их распространения.

• Геминга — расположенный около Земли пульсар, является излучающим рентгеновские лучи остатком от недавно взорвавшейся сверхновой,

• Свидетельства говорят, что Геминга имеет возраст и расстояние до Земли, достаточные для того, чтобы быть причиной «События».