Глазами физика. От края радуги к границе времени - Уолтер Левин

И тут начиналось самое интересное. Мы находились в самолете, и у нас перед глазами было экспериментальное оборудование со всеми собранными им данными, кульминацией многолетнего труда; оно лежало на земле, под нами, почти в пределах досягаемости, но мы же не могли просто приземлиться посередине пустыни и забрать его! Оставалось одно – привлечь внимание местных жителей, что мы обычно и делали, летая над нужным домом на очень небольшой высоте. Дома в пустыне располагались довольно далеко друг от друга. Все местные жители знали, что означает низколетящий самолет и, как правило, выходили из дома и махали нам, подтверждая принятый сигнал. А мы приземлялись на ближайшем аэродроме (не следует путать с аэропортом) в пустыне и ждали, пока кто-нибудь объявится.

Так вот, во время полета, о котором я хочу рассказать, в нужном районе оказалось очень мало домов, и нам пришлось немного полетать над песками. В конце концов мы нашли парня по имени Джек; он жил в пустыне километрах в восьмидесяти от своего ближайшего соседа. Парень был вечно пьян и, судя по всему, несколько не в себе. Но мы тогда этого, конечно, не знали. Мы подождали, пока он нам помашет, после чего отправились на местный аэродром и стали ждать. Джек появился часов через пятнадцать на старом разбитом грузовике без лобового стекла – просто крыша над кабиной и открытый кузов сзади. Джек обожал носиться на нем по пустыне на огромной скорости, преследуя кенгуру и паля по ним из ружья.

Вместе с одним из моих аспирантов мы сели к Джеку в грузовик, а наш самолет направлял нас к месту, где лежало оборудование. Грузовику приходилось перемещаться по неисследованной местности. Мы поддерживали радиосвязь с самолетом. Надо сказать, нам здорово повезло с Джеком. Благодаря своей охоте за кенгуру он отлично знал, как добраться в любое место.

А еще он играл в ужасную игру, которую я просто возненавидел, но, поскольку мы зависели от него, мало что мог сделать; однажды он показал мне ее. Джек поставил свою собаку на крышу грузовика, разогнался почти до ста километров в час и резко нажал на тормоза. Собака, ясное дело, слетела на землю. Бедный пес! А Джек захохотал и изрек свою коронную фразу: «Старую собаку новым трюкам не научишь».

Чтобы добраться до оборудования, которое, как оказалось по прибытии, охраняла полуметровая игуана – весьма неприятное на вид существо, у нас ушло полдня. По правде говоря, меня она до смерти напугала. Но, конечно, я не собирался этого показывать и сказал аспиранту: «Ничего страшного. Эти животные совершенно безвредны. Вы идете первым». И он вышел из машины. Как оказалось, игуаны действительно безвредны. В течение четырех часов, пока мы возились с аппаратурой и грузили ее на грузовик Джека, животное даже не шелохнулось.

Профессор с аэростатом

Потом мы вернулись в Элис-Спрингс и, конечно же, попали на первую полосу местной газеты Centralian Advocate вместе с большой фотографией запуска аэростата. Заголовок гласил: «Запуск космического зонда», а в самой статье рассказывалось о «профессоре с аэростатом». Я стал чем-то вроде местной знаменитости и выступил перед членами Ротари-клуба[24], учениками средней школы и даже один раз в стейк-хаусе, чем заработал бесплатный ужин для всей нашей команды. Но больше всего на свете нам хотелось как можно быстрее отвезти домой пленку, расшифровать и проанализировать данные и посмотреть, что нам удалось «нарыть». Потратив несколько дней на уборку станции, мы отправились в обратный путь. Думаю, теперь вы понимаете, насколько трудными были наши исследования. Я находился вдали от дома в течение двух месяцев как минимум каждые два года, а иногда и каждый год. Конечно же, мой первый брак от этого сильно пострадал.

В то же время, несмотря на нервозность и напряжение, все это было чрезвычайно интересно и очень весело, и я горжусь своими аспирантами, Джеффом Мак-Клинтоком и Джорджем Рикером. Джефф теперь старший астрофизик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики; в 2009 году он получил Приз Росси (угадайте, в честь кого он назван?) за работу в области измерения массы черных дыр в рентгеновских двойных звездных системах (мы еще вернемся к этому в главе 13). А Джордж, к моему огромному удовольствию, до сих пор работает в Массачусетском технологическом институте. Ему нет равных в проектировании и разработке инновационной измерительной аппаратуры. Больше всего он прославился своими потрясающими исследованиями в области гамма-всплесков.

Надо сказать, исследования с помощью аэростатов были по-своему невероятно романтичными. Встаешь в четыре утра, едешь в аэропорт, видишь восход солнца и зрелищный процесс надувания шара – и все это происходит в прекрасной пустыне, под открытым небом, на котором сначала видны звезды, а потом начинает медленно подниматься солнце. Чуть позже, когда уже надутый аэростат вздымается в небо, он переливается серебром и золотом на фоне розового рассвета. А вы отлично знаете, как много мелких факторов должно совпасть, чтобы все прошло удачно, и ваши нервы все время напряжены до предела. Просто море эмоций! И если запуск удается, для чего действительно должны сложиться мириады деталей (каждая из которых в противном случае является источником потенциальной катастрофы), испытываешь поистине непередаваемое ощущение.

В те дни мы и правда находились на переднем крае радиоастрономии. И подумать только: наш успех в немалой степени зависел от вечно пьяного австралийского охотника за кенгуру.

Рентгеновская вспышка от Sco X-1

Ни одно открытие, сделанное нами в те годы, не было для меня более захватывающим, чем абсолютно неожиданное наблюдение. Оказывается, в числе излучаемых некоторыми рентгеновскими источниками рентгеновских лучей встречаются довольно заметные вспышки. Идея о том, что интенсивность рентгеновского излучения некоторых источников варьируется, витала в воздухе еще с середины 1960-х годов. Филипп Фишер и его группа в Lockheed Missiles and Space Company сравнили интенсивность рентгеновского излучения семи рентгеновских источников, обнаруженных во время полета их ракеты 1 октября 1964 года, с интенсивностью источников, выявленных с помощью ракет группой Фридмана 16 июня 1964 года. Исследователи обнаружили, что интенсивность рентгеновских лучей (называемая потоком рентгеновского излучения) источника Cyg XR-1 (сейчас называется Cyg X-1) 1 октября была в пять раз ниже, чем 14 июня. Однако по-прежнему оставалось неясным, отображало ли данное наблюдение реальную изменчивость излучения. Группа Фишера указала на то, что группа Фридмана использовала более чувствительные к низкоэнергетическому рентгеновскому излучению детекторы, чем те, которые применяли они, и предположила, что разница может объясняться именно этим.

Ответ на этот вопрос был найден в 1967 году, когда группа Фридмана сравнила поток рентгеновского излучения из тридцати источников за предшествующие два года и установила, что многие источники действительно меняют свою интенсивность. Особенно впечатляла изменчивость Cyg X-1.

В апреле 1967 года группа Кен Мак-Кракена из Австралии запустила ракету и обнаружила источник почти столь же яркий, как Sco X-1 (источник самого яркого рентгеновского излучения из всех нам тогда известных), которого не было, когда детекторы наблюдали то же самое место полтора года назад. Через два дня после анонса этой «рентгеновской новой» (так назвали источник) на весеннем заседании Американского физического общества в Вашингтоне я разговаривал по телефону с одним из самых выдающихся пионеров в области рентгеновской астрономии, и он спросил меня: «Вы действительно верите в эту ерунду?»

Между тем интенсивность источника снизилась через несколько недель в три раза, а пять месяцев спустя более чем в 50 раз. Сегодня мы без особых затей называем такие источники «кратковременными источниками рентгеновского излучения».

Группа Мак-Кракена локализировала такой источник в созвездии Южный Крест (Crux). Ребята страшно обрадовались, поскольку именно это созвездие изображено на австралийском флаге. Когда оказалось, что источник расположен сразу за пределами Южного Креста, в созвездии Центавр, и первоначальное название Crux X-1 было изменено на Cen X-2, австралийцы разочаровались. Ученые вообще чрезвычайно эмоционально относятся к своим открытиям.

А 15 октября 1967 года мы с Джорджем Кларком, наблюдая Sco X-1 в течение десятичасового полета аэростата, запущенного из Милдьюра в Австралии, сделали важное открытие. Следует сказать, что наша ситуация не имела ничего общего с тем, что запечатлено на фотографиях Космического центра НАСА в Хьюстоне, где в случае стоящего открытия все поздравляют друг друга, обнимаются, пожимают руки, хлопают друг друга по спине. Дело в том, что эти ребята видят наблюдаемое в режиме реального времени, мы же не имели доступа к данным в ходе наблюдений, поэтому нам оставалось только надеяться на то, что аэростат продолжит полет, а наше оборудование не даст сбоя. И конечно же, мы всегда беспокоились, получим ли свой телескоп и данные обратно. Иными словами, сплошная нервотрепка.