Представьте, что вы астроном начала XVII века. Телескопов тогда еще не было, поэтому вы смотрели бы на небо исключительно невооруженным глазом. И вот однажды вы замечаете уникальную картину: вспыхивает новая яркая звезда, которая в течение нескольких недель затмевает все на небе. Она настолько яркая, что ее можно видеть даже днем. Она светит много месяцев постепенно угасая с течением времени.
Это то, что увидел немецкий астроном Иоганн Кеплер в 1604 году. Теперь мы знаем, что это была совсем не новая звезда, а взрыв сверхновой — огромный взрыв, который происходит, когда массивные звезды заканчивают свой путь.
Событие 1604 года стало последним событием, когда сверхновая появилась в нашей галактике. По крайней мере, о ней известно, потому что за ней наблюдали. Однако есть вероятность, что были и другие сверхновые, затемненные межзвездным газом и пылью.
Сегодня астрономы могут наблюдать остатки сверхновых, вспыхнувших давным-давно, таких как крабовидная туманность, свет которой достиг Земли в 1054 году. Следующей вспышкой была сверхновая, замеченная в Большом Магеллановом облаке, маленькой галактике-компаньоне Млечного Пути, в 1987 году. Астрономы также зафиксировали множество сверхновых в других галактиках, они все хорошо видны в телескоп, но были совершенно незаметны для наблюдателей во времена Кеплера.
И вот прошло более 400 лет с тех пор, как мы наблюдали взрыв сверхновой в нашей галактике. Когда следующий?
Не опоздали ли мы со взрывом следующей сверхновой?
По оценкам астрономов, в нашей галактике должно взрываться от одной до трех звезд каждое столетие. Однако разрыв в четыре столетия немного больше того, что утверждают астрономы.
Сегодня они подготовлены лучше, чем это было во времена Кеплера. Сегодня мы оснащены мощными телескопами, которые покажут нам всю красоту сверхновой так, как если бы смотрели на нее с близкого расстояния. У нас есть инфракрасные телескопы, регистрирующие цвета, лежащие за пределами видимого спектра. Инфракрасный свет может проходить сквозь газ и пыль, выявлять цели, которые невозможно увидеть в традиционные телескопы.
Сверхновые также излучают энергию в виде субатомных частиц, называемых нейтрино, — и сегодня у нас есть детекторы, улавливающие и их. Кроме того, у нас есть детекторы, которые могут регистрировать едва заметную рябь, создаваемую в ткани пространства-времени, известную как гравитационные волны, которые также могут быть вызваны взрывающимися звездами.
Типы сверхновых
Есть два типа сверхновых. При вспышке сверхновой типа I звезда-белый карлик отрывает материал от звезды-компаньона до тех пор, пока не начнется неконтролируемая ядерная реакция; белый карлик разлетается на части, отправляя обломки в космическое пространство. Кеплеровская сверхновая была типом I. При вспышке сверхновой типа II звезда исчерпывает запас ядерного топлива и разрушается под действием собственной гравитации; затем коллапс отскакивает, вызывая взрыв.
Любой тип может быть настолько ярким, что на короткое время затмит целую галактику. Но сверхновые типа II особенно интересны, поскольку испускают не только свет, но и огромное количество нейтрино. Фактически, выброс нейтрино происходит немного раньше самого взрыва.
Если звезда находится достаточно близко, мы сможем наблюдать эти нейтрино, предшествующие появлению сверхновой. Например, когда гигантская звезда Бетельгейзе превратится в сверхновую, детекторы нейтрино, скорее всего, уловят сигнал за часы или даже за дни до того, как сам взрыв станет видимым. (Ожидается, что Бетельгейзе взорвется в ближайшие 100 000 лет.)
Завершением анализа сверхновой стало бы обнаружение ее гравитационных волн. Предсказанные Эйнштейном гравитационные волны представляют собой искажения в пространстве-времени, которые возникают всякий раз, когда массивное тело двигается. Впервые они были обнаружены в 2015 году. Они образуются в результате слияния массивных объектов, таких как черные дыры и нейтронные звезды. Но когда сверхновая полыхнет в нашей галактике, это тоже должно быть обнаружено. Поскольку гравитационные волны будут исходить из ядра сверхновой, они дадут нам информацию о том, как на самом деле взрываются звезды.
Хотя астрономы десятилетиями используют компьютерное моделирование для моделирования взрывов сверхновых, многие детали все еще плохо изучены. Поэтому данные о наблюдаемой сверхновой могли бы помочь пролить свет на процесс.
Может ли ближайшая сверхновая представлять угрозу для жизни на Земле?
Теоретически — да, практически – нет. Взрыв должен произойти очень близко от нашей планеты, но на данный момент ни одна из потенциально опасных ближайших звезд не подвержена риску взрыва. И это хорошо, поскольку выброс излучения от такой сверхновой будет очень разрушительным.
В течение нескольких недель сверхновая будет испускать ультрафиолетовые лучи, рентгеновские лучи и гамма-лучи, которые не обязательно достигнут Земли, но все равно нанесут ущерб защитному озоновому слою. А без озонового слоя Земля станет беззащитна перед смертоносным ультрафиолетовым излучением Солнца.
Такое событие уже происходило в истории нашей планеты. Считается, что массовое вымирание 360 миллионов лет назад было вызвано действием сверхновой: было отмечено, что породы того периода содержат споры растений, которые кажутся выгоревшими — как будто подверглись воздействию жесткого ультрафиолетового излучения.
Но сверхновые не только разрушают, но также и создают. Астрономы и физики отмечают, что многие элементы, без которых наша жизнь была бы невозможна — кислород, кальций, железо — возникли в результате ядерных реакций, разворачивающихся глубоко внутри взрывающихся звезд, и которые распространяются в космосе благодаря создаваемым ими взрывным волнам. Это означает, что для астрономов сверхновая была бы величайшим подарком небес.
