Він вирішив запустити кілька ракет одну за одною саме в той момент, коли Місяць перекриватиме Крабоподібну туманність. Знаючи точну траєкторію Місяця, астрономи могли відправити лічильники в конкретно визначеному напрямку і «побачити» послаблення рентгенівського випромінювання, коли Крабоподібна туманність зникне. Їхні детектори й справді зафіксували затухання, і це спостереження стало першим випадком остаточної оптичної ідентифікації джерела рентгенівського випромінювання. Це був надзвичайно важливий результат, тому що, знайшовши видимий відповідник одного із цих загадкових і потужних джерел випромінювання, ми сподівалися незабаром відкрити, які процеси за ними стоять.
Проте Фрідман був розчарований. Рентгенівські промені не різко вимикалися, а зникали поступово, і це вказувало на те, що їхнім джерелом була вся туманність, а не окремий невеликий об’єкт. Тобто він не знайшов нейтронної зорі. Утім у Крабоподібній туманності таки є дуже особлива нейтронна зоря, і вона випромінює рентгенівські промені. Ця зоря обертається навколо своєї осі приблизно 30 разів за секунду! Якщо хочете потішитися, зайдіть на сайт Космічної рентгенівської обсерваторії «Чандра» (chandra.harvard.edu) й відкрийте зображення Крабоподібної туманності. Гарантую, вони приголомшливі. Але сорок п’ять років тому ми не мали орбітальних рентгенівських телескопів, що передають зображення із космосу, тому нам доводилося бути набагато винахідливішими. (Після того як у 1967 році Джоселін Белл відкрила радіопульсари, у 1968 році група Фрідмана нарешті виявила пульсацію рентгенівських променів — із частотою приблизно 30 разів за секунду — нейтронної зорі у Крабоподібній туманності).
Поки Фрідман спостерігав за покриттям Крабоподібної туманності, мій (майбутній) друг із МТІ Джордж Кларк готувався в Техасі до нічного запуску висотних повітряних куль, щоб знайти високоенергетичне рентгенівське випромінювання від джерела Скорпіон X-1. Але почувши про результати Фрідмана — новини поширювалися доволі швидко навіть без інтернету, — він цілком змінив плани й переніс запуск на день, щоб пошукати промені від Крабоподібної туманності з енергією понад 15 кеВ. І він також їх знайшов!
Важко передати словами, наскільки захопливою була ця робота. Розпочиналася нова ера наукових досліджень. Було відчуття, наче ми піднімаємо завісу, що приховувала від нас дивовижні таємниці Всесвіту. Насправді, піднявши детектори на таку висоту, вийшовши в космос, у найвищі шари атмосфери, куди проникають рентгенівські промені, бо їх не поглинає повітря, ми скинули з наших очей фільтри, які заважали нам бачити всю нашу історію. Ми працювали в цілком новому діапазоні спектра.
В історії астрономії таке ставалося часто. Щоразу, коли ми дізнавалися про нові або інші типи променів, які випускають небесні об’єкти, нам доводилося переглядати свої уявлення про зорі, їхній життєвий цикл (як вони народжуються, як живуть і чому помирають), про утворення й еволюцію зоряних скупчень, галактики й навіть скупчення галактик. Наприклад, радіоастрономія розповіла, що центри галактик можуть викидати струмені завдовжки сотні й тисячі світлових років. Радіоастрономи відкрили пульсари, квазари й радіогалактики. Також ми завдячуємо їм відкриттям реліктового космічного випромінювання, що кардинально змінило наше уявлення про ранній Всесвіт. Гамма-астрономія виявила кілька надзвичайно потужних і (на щастя) віддалених вибухів, відомих як гамма-спалахи, які випромінюють післясвітіння у вигляді рентгенівських променів і видимого світла аж до радіохвиль.
Ми знали, що відкриття рентгенівських променів у космосі змінить наше розуміння Всесвіту. Ми тільки не здогадувалися, як саме. З нашим новим обладнанням ми всюди знаходили щось нове. Мабуть, це не дивно. Коли оптичні астрономи почали отримувати дані з космічного телескопа «Габбл», вони були схвильовані, сповнені шанобливого страху і — можливо, це не так очевидно — прагнули отримати більше. Але вони, по суті, просто розширили межі використання кількасотрічного інструмента у сфері, що існує вже тисячоліття. Працюючи в рентгенівській астрономії, ми брали участь у зародженні цілого наукового напрямку. Хто знав, куди це нас приведе і що нам вдасться відкрити? Ми точно не відали.
Мені дуже пощастило, що Бруно Россі в січні 1966 року запросив мене в МТІ, саме в часи перших успіхів рентгенівської астрономії, і що я одразу долучився до групи Джорджа Кларка. Джордж був надзвичайно розумним фізиком, справляв дуже сильне враження як людина, і ми з ним стали друзями на все життя. Навіть зараз мені важко в це повірити — чудовий друг і нова робота, і все це я отримав за один місяць.
Розділ 11
Повітряні кулі й рентгенівські промені — перші кроки
Коли я почав працювати в МТІ, у світі було п’ять активних груп, що здійснювали дослідження за допомогою аеростатів: група Джорджа Кларка в МТІ, група Кена Маккракена в Університеті Аделаїди в Австралії, група Джима Овербека в МТІ, група Леррі Пітерсона в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго та група Боба Гаймса з Університету Райса. У цьому розділі йтиметься здебільшого про мій власний досвід використання повітряних куль для вивчення рентгенівського випромінювання, що посідало центральне місце в моїх дослідженнях від 1966 до 1976 року. За це десятиліття я здійснив спостереження з Палестіна (штат Техас), Пейджа (штат Аризона), Калгарі (Канада) й Австралії.
Повітряні кулі піднімали детектори рентгенівського випромінювання на висоту приблизно 45 кілометрів, де атмосферний тиск становить лише 0,3 відсотка від тиску на рівні моря. Така розріджена атмосфера пропускає значну частку рентгенівських променів з енергією вище за 15 кеВ.
Наші спостереження за допомогою аеростатів доповнювали спостереження за допомогою ракет. Детектори, якими устатковувалися ракети, зазвичай відстежували випромінювання лише в діапазоні 1–10 кеВ і лише протягом майже п’яти хвилин за весь політ. Спостереження за допомогою аеростатів могли тривати годинами (мій найдовший політ продовжувався 26 годин), і мої детектори фіксували рентгенівські промені з енергією більше ніж 15 кеВ.
Детектори на аеростатах не помічали деяких джерел, виявлених під час ракетних спостережень, тому що часто ці джерела випускали переважно низькоенергетичне випромінювання. З іншого боку, ми змогли виявити невидимі для ракет джерела, що випромінювали здебільшого рентгенівські промені високої енергії. Таким чином, ми не тільки відкрили нові джерела й розширили спектри вже відомих джерел до високих енергій, але також нам вдалося виявити змінність світності випромінювання в часових проміжках від хвилин до годин, що було неможливо зробити, спостерігаючи за допомогою ракет. Це був один з перших успіхів у моїх астрофізичних дослідженнях.
У 1967 році ми виявили спалах рентгенівського випромінювання від Скорпіон X-1 — це був справжнісінький шок. Я розповім про це далі в цьому розділі. Також моя група відкрила три джерела: GX 301-2, GX 304-1 і GX 1+4, які до того не виявляли під час ракетних спостережень, і всі три демонстрували змінність інтенсивності випромінювання в межах хвилин. Періодична змінність джерела GX 1+4 узагалі виявилася приблизно 2,3 хвилини. Тоді ми не мали жодного уявлення, що могло бути причиною такої стрімкої зміни інтенсивності випромінювання, не кажучи вже про повторюваність кожні 2,3 хвилини, але ми знали, що відкриваємо нову сторінку — віднаходимо нові горизонти.
Утім навіть у кінці 1960-х ще не всі усвідомлювали значення рентгенівської астрономії. У 1968 році в гостях у Бруно Россі я познайомився з Яном Оортом, одним з найвідоміших астрономів. Він був надзвичайно прозірливий: одразу після Другої світової війни запустив у Нідерландах окрему програму з радіоастрономії. Того року він приїхав у МТІ, і я показав йому дані наших спостережень з повітряних куль за 1966 і 1967 роки. Але він відповів — і я це пам’ятатиму завжди: «Рентгенівська астрономія не дуже важлива». Уявляєте? «Не дуже важлива». Він помилявся. Один з найвизначніших астрономів в історії зовсім не надавав їй значення. Можливо, тому, що я був молодшим і завзятішим (заради справедливості скажу, що Оорту тоді вже було 68), але для мене було очевидно, що ми відшукали справжнісінький скарб, і це був лише початок.
