Читать книгу «Сколль. Холод и мгла» онлайн.
Часть 1
Глава 1. Предвестие
Двадцатый год нового тысячелетия начался с гибели миллионов животных — ливни и лесные пожары в Австралии и Амазонии. И понеслось, в Ухане, от неизвестного вируса умирает первый человек, по миру начинается распространение пандемии. Границы между странами закрывают, людей запирают по домам, экономика потихоньку скатывается в пропасть. Телевизор пугает, круглые сутки транслируются новости про новые и новые штаммы Covid-19. Десятки миллионов не рискуют выходить без масок и перчаток. Сейчас я понимаю, все эти детские шалости яйца выеденного не стоили в сравнении с надвигающейся на планету гиперкатастрофой…
Позвольте представиться — Бартов Андрей Владимирович. Не бизнесмен, не юрист, не бухгалтер, не топовый менеджер, я — астрофизик. Не самая востребованная и популярная по нынешним временам профессия. Всё что имею — небольшой кабинет в здании института Космических Исследований с видом на Профсоюзную и табличка с надписью: «Доктор физико-математических наук Бартов А.В.»
Главный научный сотрудник! Звучит, конечно, но на деле должность даёт лишь повышенный на пятнадцать тысяч оклад и плюс пара аспирантов в помощниках. Согласитесь, не лучший вариант карьеры для сорока пятилетнего мужчины с двумя высшими образованиями. А ведь предлагали иммигрировать, давно мог бы в Европу укатить. Не захотел. Друзья, родственники, коллегии и, главное, любимое дело — тот самый случай, когда на смешной оклад не обращаешь внимания. Было и ещё кое-что. Российский сектор научных данных проекта «Интеграл», который я и возглавлял двенадцать лет, давал уникальную возможность — реализовывать дело всей жизни, а при таких обстоятельствах на смешной оклад у нас принято закрывать глаза.
«Интеграл» — не обычный спутник, международная орбитальная лаборатория, созданная совместными усилиями Европейского Космического Агентства, Роскосмоса и НАСА. Несколько тонн оборудования, заброшенного на орбиту, ценой в пару миллиардов «бакинских».
Используя данные, получаемые с гамма- и рентгеновского телескопов, коллеги со всего мира изучают диффузионное излучения ядра Галактики, чёрные дыры, вспышки на Солнце и множество прочих, значимых для нас галактических и внегалактических объектов. По всем бумагам я занимаюсь анализом гамма спектров тяжёлых элементов, образовавшихся в момент взрыва сверхновых. По факту, большую часть ценного времени я заворачивал на себя и использовал получаемые данные в «корыстных» целях: исследовал пульсары, магнитары и двойные звёзды.
С этими объектами ситуация изменилась к лучшему после запуска «Хаббла» и гаммателескопа «Ферми». Поток данных от них кратно превысил возможности обработки как вычислительные, так и человеческие — астрономов катастрофически не хватало.
Двойные звезды не самое популярное направление, молодых больше привлекает исследование экзопланет и поиск сигналов внеземных цивилизаций. Но мы, старожилы, призвали на помощь «Большие данные», машинное обучение и суперкомпьютеры. Это принесло свои плоды. За пять лет количество открытых пульсаров скакануло с восьмидесяти тысяч до полумиллиона, в чём есть и моя немалая заслуга. В реальности же двойных звёзд на порядки больше. По моему скромному мнению, не менее половины звёзд в наблюдаемой нами Вселенной — двойные, а скорее их даже больше, чем звёзд-одиночек. Вся проблема в том, что мы не можем их зафиксировать.
Карантин двадцатого года оторвал от рабочей текучки, «выдавил» с работы домой, на дистанционку, где меня который год дожидалась теоретическая работа, посвященная классификации малоисследованного класса симбиотических звёзд. Целыми днями до рези в глазах сверял смещения линий спектров, строил диаграммы на основе профилей гамма-всплесков и проводил прочую, малопонятную и неинтересную для простого обывателя работу.
В мире известны две теоретические модели, позволяющие выстраивать синтетический спектр симбиотических звёзд, я разрабатывал третью, устраняющую их недостатки.
Типичная симбиотическая двойная звезда состоит из неразлучной пары — большой красный гигант и маленький, но массивный белый карлик. В процессе эволюции у каждой из этих звёзд формируется похожая на половинки песочных часов полость (её называют полость Роша). В точке Лагранжа, то есть в точке, где сила притяжений этих звёзд уравновешивается, полости соприкасаются и белый карлик, аки вампир, высасывает, «перекачивает» внешние слои газа своего гигантского соседа, что позволяет зафиксировать массу интересной информации.
Среди сотен типовых систем мною был обнаружен объект WISE 18233+26552, который никак не укладывался в обычные рамки, а именно с большим «братом» в этой системе произошло нечто ужасное. В который раз проверяю отношение масс «сладкой» парочки, вычисляю соотношения больших полуосей орбит звёзд и считаю массу «донора». Но как не крути, звезда почти не излучает в видимом спектре! А её снимки в инфракрасном диапазоне показали отсутствие шаровых слоёв лучистого переноса энергии и добавили ещё больше загадок. Температура поверхности минус сто двадцать пять градусов по Цельсию, чего быть не может, это напрямую нарушает фундаментальный закон астрофизики — предел Чандрасекара. Если масса звезды превышает полторы массы Солнца, то она эволюционирует в нейтронную звезду, если три — то в чёрную дыру. В случае с WISE 18233+26552 всё это не работало.
Обычно вокруг подобных объектов присутствует гало — раскалённая из-за трения межзвездная пыль, ярко излучающая в рентгеновском диапазоне. Гало нет, а ультрахолодный чёрный карлик, который никак не может иметь такую огромную массу, есть. И чем дальше в лес, тем толще партизаны. В спектре гало белого карлика, который тянул на себя вещество «черного гиганта» обнаружились линии аммиака и воды, характерные для ледяных планет, что свидетельствовало только об одном — у чёрного гиганта появилась криосфера, что совсем ни в какие ворота не лезло.
Звезда с такой массой не может взять, да и остыть сама по себе. Это в корне противоречит как протон-протонному, так и углеродному циклу горения.
Задав параметры рентгеновских всплесков, я выявил ещё два похожих объекта. Казалось, что вот оно — Нобелевка в кармане, открыт новый класс симбиотических звёзд — чёрные гиганты. Но тут я заметил, что все эти крио-звезды лежат на одной прямой, прямо друг за дружкой, составляя огромную, устрашающую гирлянду.
Задействовав все связи в научных кругах и надавив куда можно и нельзя, я получил разрешение на детальную съёмку сектора неба между 126° и 128° галактической долготы. С телескопа Хаббл в инфракрасном диапазоне, с телескопа Ферми в гамма, с GALEX — в УФ диапазоне, снимки со спутников Спектр-РГ и XRT дополнили картину в рентгеновском диапазоне, а Китайский сферический FAST и наш РАТАН 600 с — в радио на частотах от 70 МГц до 35 ГГц.
В августе, когда я обработал полученные данные число «чёрных» звёзд достигло двадцати семи. В «списках жертв» оказались красные гиганты, жёлтые карлики класса нашего Солнца и даже голубой сверхгигант массой в двадцать пять солнц! Или у меня колпак протекает, или это искусственный процесс, третьего не дано.
Спектральный анализ показал следы гелия, кальция, метана, аммиака, неона, фтороводорода, силанов, угарного газа и воды.
Я построил график температур поверхности «чёрных» звезд, отражающий повышение температуры в зависимости от времени катастрофы, она возрастала от минус двухсот сорока у самых близких к нам, до нуля, у дальних.
На основе этих данных у меня возникла гипотеза, объясняющая «схлопывание» гиганта на два порядка. Я предположил, что происходит одномоментное охлаждение звёзд во всем объёме и следующее за этим сжижение составляющих её газов.
После остывания и сжижения газов, внешние слои под действием гравитации сжимались, формируя твёрдое ядро из металлических водорода, кремния и углерода, над которым формировался «тонкий» слой из жидкого водорода и гелия. Ледяные струи-джеты время от времени выбрасывали в межзвёздное пространство триллионы тонн гелий-водородного льда.
Катастрофические процессы, сопровождающиеся локальным поднятием температуры, приводили к синтезу метана, воды, аммиака, силанов и прочей органики, которая формировала ледяную криосферу. Постепенно, вследствие огромной массы, ядро начинало саморазогреваться, а криосфера интенсивно испаряться, вновь образуя внешние газовые оболочки, а значит через миллионы лет в такой звезде снова возобновятся термоядерные реакции.
Теория хорошо, но основные усилия я прикладывал для выявления точного вектора движения этого объекта. Зарос бородой, три, четыре часа сна в день, раз в неделю вылазка за продуктами. Дело, хоть и со скрипом, но двигалось. Усовершенствовал методику определения температур поверхности звёзд по спектру, написал квантовые алгоритмы обработки рентгеновских снимков и несколько скриптов для программы MATLAB Astronomy, дополнив функции, связанные с рентгеновскими-всплесками. Ухнул все свои накопления на аренду квантового «облака» Azure Quantum. Хорошо ещё, что с суперкомпьютером повезло. Закатил в ФАНО скандал, но пробил вне очереди «окно» на аренду отечественного «Ломоносов-2». Пять петафлопс за двое суток перемололи подготовленные данные и прояснили картину.
«Объект» вторгся со стороны реликтового холодного пятна, известного в научных кругах, как «сверхпустота Эридана» и двигался под небольшим углом к плоскости галактического диска. В векторе движения были отфильтрованы слабые всплески рентгеновского излучения, на девяносто процентов это одиночные звёзды. Найти и зарегистрировать с бухты-барахты такие «потери» невозможно. «Объект» не двигался по идеальной прямой, он «прыгал» по ломанной от одной звезды к другой, держась в границах коридора диаметром шесть световых лет. Самые далёкие его жертвы — звёзды WISE 18233+26552 и WISE 17893+175456 находились во внешнем рукаве нашей Галактики на расстоянии двадцати восеми тысяч световых лет. Пройдя как нож сквозь масло рукав Персея, «пожиратель» вторгся в пределы рукава Ориона и, когда я продлил его траекторию дальше, волосы встали дыбом — Солнце лежало на пути этого страшного явления.
Я назвал этот искусственный объект Сколль, в честь старшего сына ужасного волка Фенрира. Согласно скандинавской мифологии, Сколль-волк каждый день пытается догнать Солнце, чтобы его съесть, а его младший брат Хати догоняет Луну, и в день, когда наступит Рагнарёк, Сколль должен сделать своё чёрное дело.
Самая близкая к нам «погасшая» звезда находилась всего в ста десяти световых годах, в космических масштабах «Сколь» дышит нам в затылок. Рентгеновские телескопы имеют слишком низкую чувствительность чтобы выявлять одиночные звезды, полагаю, что в лучшем случае я выявил лишь малую часть жертв. Чтобы точно вычислить час Ч, придётся или ждать введения в строй нового рентгеновского телескопа, или строить свой, или провести поиск в оптическом диапазоне! Вот балда… Астрофотографии полтора века, а значит, если провести анализ старых астрофотоснимков, проанализировать данные пожелтевших от времени звёздных каталогов, появится шанс отследить «пропавшие» светила.
И я начал копать, основательно так копать. Кому нужны старые астроснимки? Какие-то уничтожены, какие-то пылятся в картонных ящиках. Хорошо, что часть плёнок, особенно в штатах, оцифрована, в частности первый фотографический атлас звёздного неба 1967 года.
Коллеги относились ко мне с пониманием. Тратили личное время, поднимали старые журналы, оцифровали пылившиеся в архивах снимки нужного мне сектора небосвода. Запросил архивы Большого Азимутального и чилийских телескопов, а также фото из Паломарской обсерватории. Чтобы обработать такой объём данных написал утилиту, которая автоматически распознавала звезды и привязывала их к координатам из международного каталога небесных тел и каталогов двойных звёзд Эйткена и Hipparcos.
На старых астрофотографиях много дефектов: абберации, дисторсия, засветка. Приходилось корректировать вручную. Кропотливая работа дала результаты — в векторе движения «Сколль» появились новые предполагаемые жертвы. Первую, правда, можно было списать на дефекты плёнки. О второй не сохранилось ничего кроме координат в каталоге Генри Дрейпера 1918 года, а вот третья… Этот красный карлик имел реальное подтверждение в виде кадра с телескопа Хайла от 1901 года. Казалось, рядовой случай, занесли в каталог и забыли. Звёзд сотни тысяч, их количество и координаты постоянно корректируются астрономами, что-то исчезает, что-то появляется. Рутинные операции, но не в нашем случае. Я раскопал ещё один, более свежий снимок. Более того, под кодом SAO 109241 карлик значился в звёздном каталоге Смитсоновской астрофизической обсерватории 1961 года, а потом он исчез, как отрезало.