Космічні бомби: Гинути молодим

Споконвіку наднові надихають поетів і фантастів. Цей образ уособлює коротке, але неймовірно яскраве життя.

Торік астрономи відзначали цікавий ювілей. 30 квітня (або 1 травня) 1006 року в сузір'ї Вовка запалилася зірка, яка через кілька днів затьмарила Венеру. Вона була видна протягом декількох років, а потім зникла з небосводу. Її бачили швейцарські ченці, арабські вчені та китайські астрономи. Спостерігачі не забули зауважити, що сяйво небесної гості змагалося з місячним світлом. Зараз ми знаємо, що це була найяскравіша з наднових, відомості про які є в письмових джерелах. Втім, феноменальний блиск цієї зірки був обумовлений не винятковою потужністю вибуху, а відносно малою відстанню до Сонячної системи - 7100 світлових років, не надто далеко навіть за мірками нашої Галактики...

SN 1006 була першою надновою, згаданою в літописах багатьох земель - від Японії до Західної Європи. У китайських літописах є відомості про подібні зоряні спалахи в 185, 386 і 393 роках. Більш ранніх відомостей немає.

Після 1006 року в дотелескопічні часи було помічено всього чотири наднові. Перша запалилася 4 липня 1054 року і по блиску приблизно в шість разів перевершила Сіріус (втім, SN 1006 була яскравішою ще в сто разів). Вибух SN 1054 відзначили на Близькому і Далекому Сході, але в європейських текстах він не значиться (не рахуючи туманних натяків в ірландських монастирських хроніках). Друга наднова з'явилася на початку серпня 1181 року в сузір'ї Кассіопеї і була видна близько півроку. Про неї згадано не менш ніж у восьми китайських і японських текстах, а також у працях професора Паризького університету Олександра Некема.

Черговий зоряний спалах спостерігали 6 листопада 1572 року, причому знову в районі Кассіопеї. Цю подію зафіксовано в багатьох європейських джерелах, у тому числі і в записах молодого Тихо Браге. Щоправда, він помітив зірку лише 11 листопада, але зате стежив за нею цілих півтора року і написав книгу De Nova Stella («Про нову зірку») - першу астрономічну працю на цю тему. Четверту наднову помітили 9 жовтня 1604 року між зодіакальними сузір'ями Стрільця і Змієносця. Її яскравість перевершувала яскравість всіх зірок і планет, за винятком Венери. З 17 жовтня її почав вивчати Йоганн Кеплер, який, подібно до Браги, виклав свої спостереження в окремій книзі. SN 1604 виявилася останньою зіркою, що вибухнула в нашій Галактиці, - після неї наднові загорялися лише за межами Чумацького Шляху.

Нових повідомлень про подібних зірок не було аж до середини XIX століття. У 1848 році в сузір "ї Змієносця астрономи вгледіли дуже слабкий спалах, видимий майже на межі можливостей неозброєного ока. Вона не йшла ні в яке порівняння з блискучими красунями 1006, 1572 і 1604 років і до того ж швидко погасла. Ще одна зірочка ненадовго (всього на дев'ять діб) мигнула в сузір'ї Північної Корони в 1866 році. Зате в 1885 році астрономи змогли насолоджуватися лицезренням довготривалого спалаху, видимого, правда, лише в досить потужні телескопи. Пізніше з'ясувалося, що ця зірка належала найближчій до Чумацького Шляху великій спіральній галактиці М31 - туманності Андромеди.

Наднові знаходять ім'я

Астрономи навчилися визначати міжгалактичні відстані лише наприкінці першої чверті XX століття. Стало ясно, що деякі з нових зірок випромінюють в тисячі разів більше енергії, ніж інші. На початку 1930-х Фред Цвіккі в лекціях для аспірантів Калтеха став називати екстремально яскраві спалахи «понад-новими». Термін прижився, хоча з часом позбувся дефісу.

У 1934 році Цвіккі і Вальтер Бааде представили в Американське фізичне товариство доповідь «Про наднових», зміст якої потрапив на сторінки газет. Вони вирахували, що протягом місяця типова наднова посилає в простір стільки світла, скільки випромінює наше Сонце за 10 млн. років. Співавтори дійшли висновку, що таке можливо лише при частковому перетворенні маси зірки на променеву енергію відповідно до формули Ейнштейна. Тому вони припустили, що вибух наднової "являє собою трансформацію звичайної зірки в нейтронну, що складається в основному з нейтронів. Така зірка повинна мати дуже малий радіус і складатися з речовини екстремально високої щільності ".

Бааде і Цвіккі не першими допустили існування зірок з ядерної матерії, за два роки до них це зробив Лев Ландау. Однак «нейтронізація» зоряної речовини як причина феноменальної потужності наднових - цілком їхня ідея. Правда, Бааде, швидше за все, не приймав її всерйоз. А ось Цвіккі розгорнув цілу програму пошуку наднових за допомогою 18-дюймового телескопа з фотокамерою, придбаного за рахунок фонду Рокфеллера. Вже до осені 1937 року, всього за рік спостережень, він виявив три наднових. Після нападу японців на Перл-Харбор програму згорнули, але в мирні часи полювання відновилося, і до кінця 1980-х кількість зареєстрованих наднових перевищила шість сотень. А потім настала ера комп'ютеризованих твердотільних камер, і ці зірки стали рахувати на тисячі.

Виявляється, вони різні

Перші 12 наднових, сфотографованих Цвіккі і його асистентом Джонсоном, виглядали подобами один одного. Однак у 1940 році Джонсон виявив 13-ту наднову, не схожу на інші ні динамікою світіння, ні спектральним складом. Досить скоро з'ясувалося, що і такі зірки цілком типові. Їх стали називати надновими типу II, а попередниць віднесли до типу I. Майже через півстоліття в ньому виділили сімейства Ia (саме його представників спостерігав у 1930-ті роки Цвіккі), Ib і Ic.