Загадки для знатоков. История открытия и исследования пульсаров

Прошло несколько лет, и наблюдатели обнаружили, что бывшие новые звезды в созвездиях Северной Короны и Лебедя тоже являются тесными двойными системами. И тогда французский астрофизик Э. Шацман (и независимо от него чешский астрофизик 3. Копал) высказал идею о том, что все новые звезды — двойные системы. Эту гипотезу взялся проверить Р. Крафт на обсерватории Маунт Паломар. Он исследовал десять новых и повторных новых звезд (повторные новые вспыхивали два или более раз), шесть из них оказались двойными, а одна — даже кратной системой! О трех оставшихся звездах Крафт ничего сказать не мог — недоставало наблюдательных данных. .

Гипотеза Шацмана и Копала (а не правильнее ли сказать — идея Клинкерфуса?) получила столько наблюдательных подтверждений, что стала истиной. Сейчас астрофизики нисколько не сомневаются в том, что новые звезды вспыхивают в двойных системах.

В двойственности кроется и причина вспышки. В соответствии с гипотезой о периферическом взрыве требуется приток вещества. Откуда? Изнутри, говорили Лебединский и Гуревич. Извне, сказал Шацман. Вещество поступает с поверхности второй звезды. Оно постепенно накапливается на поверхности первой компоненты — а компонентой этой является, скорее всего, белый карлик с его большим гравитационным потенциалом и плотной атмосферой, где условия благоприятствуют быстрому горению водорода. Вещество накапливается, создаются условия для ядерных реакций синтеза — и взрыв! Оболочка сбрасывается. Система возвращается к прежнему состоянию. Но вторая звезда продолжает терять вещество, и течет это вещество к белому карлику, образует около него вращающийся диск, а из диска постепенно оседает на поверхность. Накопление — и взрыв! История повторяется. Чем больше накапливается водорода в атмосфере белого карлика, тем более мощной получается вспышка.

Итак, казалось бы, с новыми все ясно. Звезда после вспышки остается «живой и здоровой». Да, но проблема новых звезд еще далека от окончательного решения. Пробы и ошибки продолжаются. Просто была отсечена очень большая область, где отныне поиски не ведутся.

Детали вспышек далеко не ясны. Почему теряет вещество вторая звезда? Ведь это, как показали наблюдения, обычный красный карлик, масса его во многих таких системах составляет примерно половину массы Солнца. Такие звезды живут очень долго, не проявляя тенденции терять вещество. Почему же это про исходит в системах, которые вспыхивают как новые звезды?

Ну хорошо, пусть красный карлик теряет вещество, но сколько его падает затем на белый карлик, а сколько и вовсе теряется из двойной системы? Как накапливается водород в атмосфере белого карлика? Точно ли, что именно атмосфера вспыхивает? А может, вспышка все же происходит в веществе красной звезды?

И вот еще: сейчас обнаружены десятки и сотни систем, состоящих из красного и белого карликов. Далеко не всегда от таких систем наблюдались вспышки новых. Гораздо чаще вспышки были небольшими (три-четыре звездные величины) и недолгими (несколько часов или дней) и повторялись через несколько месяцев. Все такие системы получили общее название «взрывных», или «катаклизмических». И возникла новая проблема, в дополнение ко всем предыдущим. Почему в ряде случаев получается небольшая вспышка, а иногда действительно происходит катаклизм?

Были гипотезы о том, что новая вспыхивает именно тогда, когда взрывается водород в атмосфере белого карлика, а прочие слабые вспышки происходят, напротив, в атмосфере красной звезды. Были гипотезы о том, что существенную роль во вспышках играет магнитное поле белого карлика — а оно действительно может быть очень большим, достигая сотен миллионов гауссов. Были и гипотезы, согласно которым главную роль играет процесс перетекания вещества, его втекание во вращающийся диск около белого карлика. В общем, как вы заметили, поле проб и ошибок продолжает разрабатываться. Оно еще не прополото полностью, и много ошибок еще будет совершено, пока не родится единственно верная идея. Или пока не будет сделано наблюдение, которое положит конец спорам о новых звездах. Точнее — переведет споры в новую плоскость. Ведь установив одну конкретную истину, мы увидим, как открывается дорога к другой, еще невидимой истине.

_{Глава вторая}

Крабовидная туманность. Бааде и Цвикки предсказывают нейтронные звезды. Морфологический метод

Хорош ли на самом деле метод проб и ошибок? Прогрессивен ли? Когда в 1960 году Д. Сендейдж открыл квазары, а М. Шмидт и его коллеги два года спустя получили их спектры, сразу посыпались гипотезы. Сотня гипотез за три года! И почти столько же мучительных ошибок, за каждой — тонны переработанной мыслительной руды, оставшейся в отвалах. В этом наука сродни поэзии и вообще искусству.

Впрочем, не будем романтизировать то, о чем нужно забыть. Муки творчества романтичны, если не тормозят, а подгоняют работу. А пробы тормозят. Ведь ученый ведет поиск не во всех направлениях. Он выбирает какую-то рабочую гипотезу и мысленно перебирает ее варианты. А если неверна сама идея? Пользуясь ею, ученый бодро движется совсем не в том направлении, где лежит решение. Об этом писал еще Декарт три с половиной века назад. «Ведь как путники, в случае, если они обратятся спиною к тому месту, куда стремятся, отдаляются от последнего тем больше, чем дольше и быстрее шагают, так что, хотя и повернут затем на правильную дорогу, однако не так скоро достигнут желаемого места, как если бы вовсе не ходили, — так точно случается с теми, кто пользуется ложными началами: чем более заботятся о последних и чем больше стараются о выведении из них различных следствий, считая себя хорошими философами, тем дальше уходят от познания истины и мудрости».

Сказано хорошо. Если нет надежной рабочей гипотезы, если нет уверенности, что избранная дорога верна, то не лучше ли стоять на месте? Сказать: «Не знаю».

Однако все это не в принципах науки. Ни один ученый не скажет «не знаю», если решил заняться проблемой. Лучше уж он будет идти в противоположном от истины направлении. Темп развития науки в наши дни велик, поле поиска огромно, а метод остался прежним. И ученый вынужден перебирать гипотезы, зачастую не занимаясь их разработкой. Изменился стиль работы. Психолог Г. Селье делит ученых на классиков и романтиков. Классики работают тщательно, романтики скачут от гипотезы к гипотезе. И это не только психологическая особенность, это — требование эпохи. Раньше в поле зрения ученого находился десяток ячеек-гипотез, теперь — сотни и тысячи. Вот и приходится скакать от идеи к идее, но ведь так можно пробежать и мимо верного решения. Это не раз случалось и в расследовании причин явления ярчайших новых.

Снова вернемся к расследованию, с тем чтобы позднее на новом материале поговорить о научных методах.

Трудность заключалась в том, что координаты звезды-гостьи 1054 года на небе точно известны не были. Мы уже говорили о каталоге ярких новых звезд, опубликованном Лундмарком. Поисками упоминаний о таких звездах Лундмарк заинтересовался в 1919 году. Он изучал работы А. Гумбольдта и Ж. Б. Био, вышедшие еще в XIX веке. Это были переводы древних хроник с рассказами о небесных явлениях. Использовал Лундмарк и напечатанные в 1919 году переводы Е. Циннера. Отобранные Лундмарком вспышки были такими яркими, что известный американский астроном X. Шепли заявил: таких новых в принципе быть не может. Конечно, это заблуждение было отголоском проходившего в то время диспута: существуют ли «островные Вселенные». X. Шепли считал, что не существуют. Спор должно было решить наблюдение — на местах очень ярких вспышек предстояло найти то, что от этих вспышек осталось.

И тут-то вкралась опечатка! В списке Лундмарка о звезде-гостье 1054 года было сказано, что она вспыхнула к юго-востоку от звезды η (эта) Тельца. А в примечаниях Лундмарк отметил, что поблизости расположена туманность М 1, именуемая обычно Крабовидной. Однако на это примечание никто не обратил внимания. Естественно: каждый, кто посмотрел бы на карту неба, увидел бы, что туманность М 1 находится вблизи от другой звезды в Тельце. Лишь 17 лет спустя Лундмарк исправил опечатку. Звезда-гостья, написал он, в действительности вспыхнула к юго-востоку от звезды ζ (дзета) Тельца, то есть там, где расположена туманность M 1.