Тоді Джакконі змінив проект, додавши в нього як об’єкт дослідження Місяць, і цього разу подав його на розгляд Дослідницькій лабораторії Військово-повітряних сил у Кембриджі. Головний аргумент, який висувався: рентгенівські промені від Сонця мають викликати так зване флуоресцентне випромінювання з поверхні Місяця і це може полегшити її хімічний аналіз. Також вони очікували виявити гальмівне випромінювання з поверхні Місяця, викликане впливом електронів, наявних у сонячному вітрі. Оскільки Місяць перебуває близько, можливо, вдасться виявити рентгенівські промені. Варто зазначити, це був дуже розумний крок, адже AS&E вже заручилася підтримкою Військово-повітряних сил стосовно кількох інших проектів (деякі з них засекречені), і, можливо, вона знала, що Дослідницьку лабораторію зацікавить дослідження Місяця. Хай там як, а цього разу проект схвалили.
І нарешті, після двох невдалих спроб у 1960 і 1961 роках, за хвилину до півночі 18 червня 1962 року відбувся запуск, що мав на меті зафіксувати рентгенівські промені від Місяця і знайти джерела такого випромінювання за межами Сонячної системи. Ракета провела лише шість хвилин на позначці 80 кілометрів, де трубки Гейгера‒Мюллера без атмосферних перешкод зафіксували рентгенівське випромінювання в діапазоні 1,5–6 кеВ. Так учені за допомогою ракет здійснювали в ті часи спостереження в космосі. Вони відправляли ракети за межі атмосфери, де вони за п’ять-шість хвилин оглядали небо, а потім поверталися назад.
Найбільше дивує те, що дослідники одразу виявили рентгенівське випромінювання, щоправда, воно йшло не від Місяця, а звідкілясь за межами Сонячної системи.
Рентгенівські промені з відкритого космосу? Звідки? Ніхто не міг пояснити це відкриття. До цього польоту ми знали лише про одну зорю, яка випромінює рентгенівські промені, — Сонце. І якби воно було розташоване, скажімо, за 10 світлових років від нас, що за астрономічними мірками майже поруч, то обладнання на ракеті з того історичного запуску мало б бути в мільйон разів чутливішим, щоб виявити його випромінювання. Про це знали всі. Тому хоч би де було це джерело, воно мало випускати принаймні в мільйон разів більше рентгенівських променів, ніж Сонце, — а це можливо, тільки якщо воно дуже близько. Тоді ще не чули про астрономічні об’єкти, які генерують (принаймні) в мільйон чи мільярд разів більше рентгенівських променів, ніж Сонце. І не існувало науки, щоб описати подібний об’єкт. Інакше кажучи, це мало бути абсолютно нове небесне явище.
У ніч з 18 на 19 червня 1962 року народилася нова наука — рентгенівська астрономія.
Астрофізики почали запускати в космос багато оснащених датчиками ракет, щоб визначити, де розташоване джерело і чи є крім нього щось ще. Оскільки виміряти точно розташування небесних об’єктів неможливо, в астрономії існує таке поняття, як «квадрат похибки». Це уявний квадрат, приклеєний до небесного склепіння, сторони якого вимірюються в градусах, кутових мінутах або кутових секундах. Квадрат роблять досить великим, щоб об’єкт потрапив усередину з імовірністю 90 відсотків. Астрономи неабияк переймаються «квадратами похибки», і зрозуміло чому: що менший квадрат, то точніша позиція об’єкта. Особливо це важливо для рентгенівської астрономії, бо менший квадрат означає вищу ймовірність знайти видимий відповідник джерела випромінювання. Тому квадрат дуже малого розміру — це величезний успіх.
Професор Енді Лоуренс з Единбурзького університету веде астрономічний блог під назвою The e-Astronomer, де він пригадав, як писав дисертацію та вдивлявся в сотні нанесених координат джерел рентгенівського випромінювання. «Якось мені наснилося, що я квадрат похибки й не можу знайти джерела рентгенівських променів, яке має бути в мені. Я прокинувся пройнятий холодним потом». Ви зрозуміли чому.
Квадрат похибки для джерела рентгенівських променів, яке відкрили Ріккардо Джакконі, Герб Ґурскі, Франк Паоліні та Бруно Россі, був приблизно 10 градусів · 10 градусів, або 100 квадратних градусів. Майте на увазі, діаметр Сонця — півградуса. Джерело було розташоване десь у межах квадрата, площа якого в 500 разів більша за Сонце! У цей квадрат входили частини сузір’їв Скорпіона і Косинця, а ще він торкався межі сузір’я Жертовника. Тому астрономи не змогли визначити, в якому із сузір’їв розташоване джерело.
У квітні 1963 року група Герберта Фрідмана в Науково-дослідницькій лабораторії Військово-морських сил у Вашингтоні суттєво уточнила розташування джерела. Вони з’ясували, що воно перебуває в сузір’ї Скорпіона. Саме тому джерело отримало назву Скорпіон X-1: літера «Х» означає «Х-промені», а цифра 1 указує на те, що це перше джерело рентгенівського випромінювання, відкрите в сузір’ї Скорпіона. До речі, про один цікавий факт ніколи не згадують: Скорпіон X-1 лежить приблизно за 25 градусів від центра квадрата похибки, вказаного у звіті Джакконі й колег, який ознаменував народження рентгенівської астрономії. Коли астрономи відкрили нові джерела в сузір’ї Лебедя, вони отримали назви Лебідь X-1, Лебідь X-2 тощо. Першим джерелом, відкритим у сузір’ї Геркулеса, став Геркулес X-1, у сузір’ї Центавра — Центавр X-1. Протягом наступних трьох років за допомогою ракет було виявлено з десяток нових джерел, але ніхто не мав жодного уявлення, що це за джерела і чому вони утворюють рентгенівські промені в такій кількості, що їх змогли виявити за тисячі світлових років. Єдиним важливим винятком було джерело Телець X-1, розташоване в сузір’ї Тельця.
Ідеться про один із найнезвичайніших об’єктів на небі — Крабоподібну туманність. Якщо ви не чули про неї, раджу подивитися її знімок у вклейці — підозрюю, ви одразу її впізнаєте. В інтернеті також можна знайти багато її знімків. Це дивовижний об’єкт, що перебуває на відстані 6000 світлових років від нас, — залишки після спалаху наднової зорі 1054 року, який зафіксували китайські астрономи (цілком можливо, що про це йдеться і в піктограмах корінних американців — зайдіть сюди: cutt.ly/DwrxEsi). Вони розповідають про надзвичайно яскраву зорю, що зненацька з’явилася в сузір’ї Тельця майже нізвідки. (Щодо точної дати єдиної думки немає, хоча багато хто стверджує, що це сталося 4 липня). Тоді це було найяскравіше після Місяця небесне світило. Кілька тижнів його було видно навіть удень і ще два роки можна було спостерігати вночі.
Потім зоря потьмяніла, і вчені, схоже, забули про неї аж до XVIII століття, коли її незалежно один від одного виявили одразу два астрономи, Джон Бевіс і Шарль Мессьє. На той час залишки від спалаху наднової перетворилися на туманність. Мессьє склав важливий астрономічний каталог, у якому були комети, туманності й зоряні скупчення, і Крабоподібна туманність стала першим об’єктом у ньому — М-1. У 1939 році Ніколас Мейолл з Лікської обсерваторії (у Північній Каліфорнії) визначив, що М-1 — це залишки від спалаху наднової 1054 року. Хоч після спалаху минула вже тисяча років, а в Крабоподібній туманності досі відбуваються такі дивовижні речі, що деякі астрономи присвячують її дослідженню всю свою кар’єру.
Група Герберта Фрідмана з’ясувала, що 7 липня 1964 року Місяць проходитиме просто перед Крабоподібною туманністю і затулить її. Астрономи називають це явище «покриттям»: Місяць перекрив Крабоподібну туманність. Фрідман не тільки хотів підтвердити, що Крабоподібна туманність є джерелом рентгенівського випромінювання, а й сподівався продемонструвати дещо навіть важливіше.
У ті часи астрономи знову зацікавилися одним типом зоряних об’єктів, чиє існування вперше припустили в 1930-ті, але які досі ніхто не виявив, — нейтронними зорями. Існувала гіпотеза, що ці дивні об’єкти, про які я розповім докладніше в розділі 12, є одним з кінцевих етапів життя зорі. Можливо, вони народжуються під час спалаху наднової і складаються здебільшого з нейтронів. Якщо вони існують, то їхня густина така щільна, що нейтронна зоря з масою Сонця матиме радіус 10 кілометрів — можете собі таке уявити? У 1934 році (через два роки після відкриття нейтронів) Вальтер Бааде і Фріц Цвіккі вигадали термін «наднова» та висловили припущення, що нейтронні зорі утворюються внаслідок спалаху наднової. Фрідман припустив, що саме така нейтронна зоря може бути джерелом рентгенівського випромінювання в Крабоподібній туманності. Якщо це так, рентгенівське випромінювання, яке він спостерігав, має раптово зникнути, коли перед ним проходитиме Місяць.
