В космосе не останется потаенных мест. Весьспектр электромагнитных колебаний - отгамма-лучей до радиоволн доступен теперьнаблюдениям с наземных и орбитальныхастрофизических обсерваторий.

Г. НИКОЛАЕВ.

"Горячие" точки Вселенной: взрывающиесясолнца, сталкивающиеся галактики, чудовищныепожиратели звезд - черные дыры и многое другое,подчас скрытое от взгляда астрономов заскоплениями газа и пыли, в последние годыспециалисты исследуют с помощью рентгеновскихтелескопов. Как медицинский рентгеновскийаппарат делает наши мягкие ткани прозрачными дляврача, так и для астронома спутник, улавливающийрентгеновские лучи, показывает космос, незатененный космической пылью.

В рентгеновских лучах небо выглядит небездонным темным фоном, на котором сверкаютзвезды, а пятнисто-разноцветным, а местами -темно-красным, как тлеющие угли, и таким оносмотрится во всех направлениях. Невидимыечеловеческому глазу рентгеновские лучирождаются в космосе, когда быстро летящиеэлектроны внезапно затормаживаются, то ониизлучают электромагнитные колебания оченьвысоких энергий. Чем выше скорость электрона, темэнергичнее будут колебания, испускаемые им приторможении. В свою очередь скорость электроназависит от температуры, которой он обладает.

Рентгеновская астрономия способна принестиответы на многие коренные вопросы о мироздании. Ив этом причина того, что исследователи космосаведущих стран объединили усилия и создали общуюпрограмму. Шесть орбитальных рентгеновскихобсерваторий будут запущены в ближайшее время, икаждая из них, согласно программе, имеет четкоочерченный круг задач.

Немецкий спутник "Rosat", заканчивающий своюжизнь на орбите в конце этого года, был одним изпионеров подобных телескопов. Теперь за ним наорбиту последуют другие. Первым из них сталнемецкий спутник "Abrixas". Он как бы разведчик,который должен отыскать во Вселенной ещенеизвестные источники рентгеновского излучения.Оборудован инструментами, способными"измерять" температуру материи, нагретой домногих миллионов градусов. Задача последующихорбитальных обсерваторий - болееобстоятельно исследовать наиболее интересные изнайденных спутником "Abriхas" объектов.

Этим летом на орбиту поднимется американскаяобсерватория "Chandra", весящая пять тонн, - онаобильно оснащена приборами. Обсерватория будетнаблюдать за звездами, находящимися в стадииумирания. Не позже декабря этого годаЕвропейское космическое агентство ЕСА готовитсяотправить огромную по размерам рентгеновскуюобсерваторию. Этот летающий телескоп обладаетвысочайшей чувствительностью. Он способенулавливать исчезающе-слабое излучение,возникшее вскоре после взрыва, породившего нашуВселенную, - 15 миллиардов лет назад. (Кстати, посамым последним данным, полученнымамериканскими астрофизиками, это произошлонесколько позднее - не 15, а 12 миллиардов лет назад.)

В январе 2000 года начнет действовать японскийспутник с рентгеновским телескопом - егоназвание "Астро-Е". Скоро будет готов кзапуску и российский спутник"Спектр-рентген-гамма", который кромеотечественных инструментов оснащен и приборами,изготовленными учеными других стран.

Эта большая международная программа появиласьна свет после великолепных результатов,полученных спутником "Rosat" и другимиорбитальными телескопами. "Rosat" былотправлен в полет в 1990 году и совершил большойпрорыв в области рентгеновской астрономии.



Этот пестрый, яркий ковер, словно бы рожденныйнеуемной фантазией художника (а именно такимвыглядит этот снимок в цвете), на самом деле -панорама нашего неба, представленная врентгеновском излучении. Цветовое различиеточек и пятен, из которых составлен небосвод,объясняется разными волновыми характеристикамирентгеновских лучей, испускаемых телами Космоса.

Рентгеновские лучи из космоса полностьюпоглощаются верхней атмосферой - к счастью дляземной жизни, поскольку такое облучение было быгубительным для всего живого. Вначале с такимилучами, посылаемыми из далей Вселенной, наукапознакомилась с помощью исследовательских ракети стратостатов, поднимавших к границе атмосферыдовольно примитивные приборы. К тому времени,когда стартовал "Rosat", астрономам былиизвестны лишь несколько тысяч небесных тел,испускающих лучи Рентгена. За восемь лет"Rosat" определил 150 тысяч новых источниковизлучения высоких энергий.

Кроме того, рентгеновский спутник наблюдает,например, самые горячие звезды нашей Галактики -так называемые белые карлики. Их температура всотни раз выше, чем у нашего Солнца. В недрахкарликов господствуют немыслимые давления. Всозвездии Геркулеса спутник обнаружил такназываемую нейтронную звезду с чрезвычайновысокой плотностью материи: наполненный еюнаперсток весил бы 100 миллионов тонн. "Rosat"стал свидетелем космического каннибализма: однагалактика поглощает другую.

Этот спутник прославился еще и своейудивительной живучестью. Его проектировали срасчетом на два года работы. Прошло восемь лет, аон все продолжает ежедневно посылать со своейорбиты информацию объемом 800 мегабайт (примерностолько, сколько ее содержится в 24 томахброкгаузовской энциклопедии).

"Rosat" "осмотрел" космос до границВселенной. "Теперь мы сможем посмотреть ещедальше!" - говорят астрофизики.

Но спутник-телескоп, заканчивающий своювосьмилетнюю вахту, по мнению специалистов, всеже не лишен и некоторых недостатков. Он можетвоспринимать слабое рентгеновское излучение,только то, которое способно проникать лишь черезочень тонкие преграды. Если на пути подобныхизлучений, например, был бы поставлен листбумаги, "Rosat" их уже не зарегистрирует.Телескопам нового поколения будут доступныизлучения, даже если на их пути встанет преградатолщиной с телефонную книгу.

Астрофизики связывают с новыми телескопаминадежду "посмотреть" на те областинебосвода, которые до сих пор были недоступны,например - на центры галактик, которые, какправило, плотно окутаны газами и пылью. Новыетелескопы смогут принимать сигналы из этих досих пор таинственных областей.



Рентгеновские лучи отличаются очень короткойдлиной волны. Отразиться от зеркала телескопаони могут при условии очень малого угла встречилуча с отражающей поверхностью. Оригинальнуюконструкцию такого зеркала, вернее, группызеркал, предложил в 1952 году физик из Кильскогоуниверситета Ганс Вольтер.

Представьте коническую трубку, у которой привершине очень малый угол, так что этот конус малочем отличается от цилиндра. Два таких отрезкаконуса соединяются своими более широкимиокончаниями. Внутренняя поверхность этихотрезков - зеркальная. Входящий луч отражаетсяпод очень малым углом и падает на поверхностьвторого конуса, где он, отразившись, получаетнеобходимый наклон и устремляется к фокусу,подобно световому лучу, прошедшему черезстеклянную линзу. Такая "рентгеновскаялинза" состоит из многих вставленных одна вдругую конусных пар, и в фокус приходят все лучи,попавшие во входное отверстие телескопа.

Отражающие поверхности должны бытьизготовлены с невероятной точностью, многопревосходящей точность оптическихастрономических инструментов. Зеркаларентгеновских телескопов покрываются золотомили иридием - последний вариант в 10 раз дороже.

В последние годы астрофизики все чащеобнаруживают признаки того, что в большинствегалактик, в их центрах, находятся черные дыры -гигантские гравитационные воронки,заглатывающие не только звезды, но и целыесолнечные системы. Уничтожение мировсопровождается вспышками рентгеновскогоизлучения. Но окончательное доказательство того,что почти в каждой галактике живет такойдьявольский механизм поглощения материи, еще неполучено. По этому поводу сотрудникастрофизического института в Потсдаме ГюнтерХазингер шутливо заметил: "Мы заглянем вглотки черных дыр и будем свидетеля ми, как онинаслаждаются звездным лакомством".

Возможно, новые рентгеновские телескопы смогутпрояснить и другие драматические явления.Например, когда очень массивные звезды покидаютнебесную сцену, это сопровождается чудовищнымвзрывом. Ядерная печка гаснет, разрываютсяверхние слои светила, как проткнутый воздушныйшарик, и вырываются раскаленные обрывки газовойоболочки в пустоту космоса. При этом умирающаязвезда, так называемая сверхновая, сияет словноцелая галактика. И даже спустя тысячелетияразлетающиеся клочья облаков газа и пылиостаются нагретыми до миллионов градусов.

Космическая обсерватория "Rosat"зарегистрировала остатки многих сверхновых.Один из астрофизи ков при просмотре данных этойобсерватории обнаружил, что один из такихостатков сверхновой, нагретый до 30 миллионовградусов, движется недалеко от Земли - нарасстоянии всего 700 световых лет. Этот"сосед" - свидетельство того, что недавновзорвалась звезда, находившаяся сравнительнонеподалеку от нашего Солнца. Люди, жившие в XIIIвеке, могли наблюдать вспышку этой сверхновой.

В нашей Галактике за последние пять тысяч летвзорвалось больше 20 сверхновых, но "Rosat" несмог их обнаружить из-за своей малойчувствительности. Новый спутник-телескоп"Abrixas" должен увидеть остатки этихсверхновых. А если их не будет? Тогда станет ясно,что большинство старых звезд умирает в тишине,прощальные взрывы освещают космос много реже,чем астрономы до сих пор полагали.

НЕ БУДЕТ В КОСМОСЕНЕИЗВЕДАННЫХ МЕСТ В природе не может быть скорости большесветовой - это постулат. Но вот российскийорбитальный рентгеновский телескоп"Гранат" в августе 1992 года обнаружилнеизвестный генератор излучений высокойэнергии. В марте и сентябре 1994 года этот источникпроизвел две мощные вспышки. Космическое событиезаинтересовало ученых, и была послана информацияпо каналам Международного астрономическогосоюза с тем, чтобы наблюдение за последствиямивспышек поручить предназначенной для этоготехнике. Вскоре французские радиоастрономыобнаружили космическое явление, которое можноназвать сенсационным: от центрального объектаудаляются в противоположных направлениях дваоблака со скоростями, близкими к световой. Поотношению друг к другу они летят сосверхсветовой скоростью! Это был первый случайрегистрации сверхсветового движения в нашейГалактике. Так "Гранат" нагляднопродемонстрировал значение рентген-астрономии.

В историю астрофизики, несомненно, войдет иоткрытие жесткого рентгеновского излучения отсверхновой звезды, находящейся в БольшомМагеллановом Облаке. Это сделала обсерватория"Квант", установленная на пилотируемомкомплексе "Мир". Его астрофизический модульразработан учеными нескольких стран, а построенв ракетно-космической корпорации "Энергия"имени С. П. Королева.

Одной из самых больших загадок, вставших припервых экспериментах рентгеновской астрономии в70-х годах, были поиски причин происхожденияжесткого переменного излучения, генерируемого врайоне центра Галактики. Многие ученые считали,что это указывает на то, что там находитсягигантская черная дыра массой, вероятно, болеемиллиона солнечных. К разгадке этой тайны ученыхприблизили наблюдения "Кванта" и"Граната". Они установили, что светимостьцентра Галактики в рентгеновском участкеспектра ничтожно мала. А мощное излучениепосылают расположенные близ центра компактныеисточники. Таким образом, гипотеза осуществовании черной дыры в центре нашейГалактики получила еще одно подтверждение.

За годы работы на орбитах эти два рентгеновскихтелескопа пополнили науку многими ценнымисведениями. И здесь надо особо упомянутьоткрытие "Гранатом" излучения, рождаемогоаннигиляцией - взаимоуничтожением позитронов иэлектронов, - видимого в спектрах двухгалактических источников. Считается, что этоодно из явлений, сопровождающих поглощениематерии черными дырами.

Для более глубокого изучения событий в космосеастрофизика высоких энергий нуждается вкачественно новых приборах, которые спутникиподнимут на орбиты. Совместные усилия двенадцатистран были направлены на разработку комплексатаких приборов высочайшего класса.

Новая российская обсерватория получиланазвание "Спектр-РГ", что означаетспектр-рентген-гамма. Ее приборы будутрегистрировать также и более короткие, чемрентген, колебания - гамма-лучи. Основу этойобсерватории составили два телескопа: "COДAPT"(совместная конструкция России, Дании, США,Финляндии) и "ДЖЕТ-Х" (объединенныйевропейский рентгеновский телескоп). Эти приборыпо чувствительности в сотни и тысячи разпревосходят те, что установлены на "Гранате"и "Кванте".

"Спектру-РГ" будут доступны сотни тысячкосмических рентгеновских источников. Так много,что их потребуется разграничивать, например, похарактеру явлений, рождающих излучения высокихэнергий. Появляется потребность проводитьтонкую рентгеновскую спектроскопию. Этомупослужат поляриметр и брэгговский спектрометр -приборы, которые откроют новую страницу врентгеновской астрономии.

Обсерватория еще оснащена телескопом"МАРТ" - он будет принимать жесткиерентгеновские лучи и телескопами "ЕУВИТА" и"ТАУВЕКС" - они смогут обслуживать участокспектра, примыкающий к видимому свету, -ультрафиолетовую его часть. Словом, современнаяастрономическая техника дает возможностьохватить весь спектр электромагнитныхколебаний, излучаемых космическими телами, - отсамых жестких гамма-лучей до радиоволн. Ни однособытие во Вселенной теперь не сможет остатьсянеуловимым.




Российский спутник "Спектр-рентген-гамма"будет оснащен множеством научных приборов, нетолько отечественных, но и других стран. Схемаразмещения на нем приборов: 1 - базовыйастрофизический спутник "Спектр"; 2 -рентгеновский прибор (монитор) МОКСЕ; 3 - детекторгамма-всплесков СПИН; 4 - ультрафиолетовыетелескопы "ЕУВИТА"; 5 - рентгеновскийтелескоп-кон центратор косого падения"СОДАРТ"; 6 - рентгеновский телескоп"ДЖЕТ-Х"; 7 - рентгеновский телескоп"МАРТ"; 8 - платформа научной аппаратуры.

Спутник, несущий обсерваторию "Спектр-РГ",уже будучи на орбите, изменит свои размеры,достигнет 11 метров в длину. В этом смысле онподобен складному карманному ножу. Увеличениеразмера позволит иметь чрезвычайно большуюплощадь зеркал - 124 квадратных метра. Отсюдавысокая чувствительность прибора. Количествоинформации, получаемой орбитальнойобсерваторией "Спектр-РГ" и отправляемой наЗемлю, так велико, что ее не в состоянииобработать ни один институт. Поэтому"Спектр-РГ" будет сотрудничать со многиминаземными обсерваториями СНГ и другихгосударств мира. Ученые из этих стран смогутзаказывать наблюдательное время.

Круг научных задач, которые способна решатьроссийская обсерватория, огромен. Ее приборыдадут ценнейшую информацию о галактическихисточниках рентгеновского излучения. Это черныедыры, нейтронные звезды в двойных звездныхсистемах, остатки вспышек сверхновых, горячиймежзвездный газ и горячие короны обычных звезд.Своего изучения ждут сверхмассивные черные дырыв ядрах активных галактик, межгалактический газв скоплениях галактик, да и нормальноерентгеновское излучение обычных галактик.

Знания, добытые астрономией с помощьюрентгеновских лучей, помогут лучшемупредставлению о разных проявлениях жизниВселенной. В космологии, например, - о скрытоймассе в галактиках и их скоплениях, о болееточном определении постоянной Хаббла и другихосновополагающих проблемах. В областигалактической астрономии ученые получат новыесведения о черных дырах, нейтронных звездах вдвойных системах... Во внегалактическойастрономии будет сделан поиск новых квазаров иядер активных галактик,скоплений этих звездных миров в стадии ихобразования. звездная астрономия вскорепополнится более детальными сведениями омеханизме рентгеновского излучения разного типазвезд, поведет поиск генераторовэлектромагнитных колебаний в ультрафиолетовойчасти спектра. Для этих целей намеченыисследования горячих белых карликов. Наконец,многого ждут астрономы, занимающиеся физикоймежзвездной среды. Все разделы науки о небедолжны получить уникальную информацию оторбитальной обсерватории "Спектр-РГ".