Лебедь X-1 или Ошибка Стивена Хоукинга

Смитсоновский Центр Астрофизики, Гарвард

29 июня 2011 года

В 7 тысячах световых лет от Земли, около "сердца" Лебедя, двум звездам была уготована грустная доля. Одна из этих звезд была сверхгигант, HDE 226868 -- примерно в 30 раз массивнее Солнца и в 400 тысяч раз ярче. Другая - всего от 5 до 10 масс Солнца, исключительно малая по размерам. Ее масса все же слишком велика, чтобы звезда была белым карликом или нейтронной звездой. Система называется Лебедь X-1, а название указывает, что это первый источник рентгеновских лучей, обнаруженный в созвездии Лебедь. Система была открыта в 70х годах спутником Ухуру, и являлась одной из первых подозреваемых на роль черной дыры.

В 1971 году многие космологи заявили, что Лебедь X-1, источник сильных рентгеновских лучей, в действительности является черной дырой. Интенсивность рентгеновского излучения превышала все нормы, и давала расстояние в 6050 световых лет. Скоро поняли, что система в Лебеде - двойная, содержащая темную звезду и голубого гиганта, вращающихся вокруг общего центра масс. С тех пор Лебедь X-1, был объектом интенсивного изучения астрофизиков всего мира. Большинство экспертов сходились во мнении, что это черная дыра, ведь тому было много доказательств.

Но Стивен Хоукинг (Stephen Hawking) думал по-другому. В 1974 году Хоукинг и астрофизик Калтеха Кип Торн (Kip Thorne) заключили пари. Хоукинг поставил на то, что этот компактный объект - нейтронная звезда, несмотря на то, что интенсивность излучения была слишком велика для такого объяснения. Хоукинг описывает это пари в своем бестселлере "Краткая История Времени" так:

Это была некая форма страховки для меня. Я проделал огромную работу по черным дырам, и все это пошло бы в мусорное ведро, если бы черных дыр не оказалось. Но в таком случае, в виде утешения, у меня было бы выигранное пари, что дало бы мне подписку на 4 года на журнал "Частный Взгляд" (Private Eye). Если черные дыры существовали бы, Кип получил бы подписку на один год на Пентхауз. В 1975м году, когда мы заключили пари, мы были на 80% уверены, что Лебедь - черная дыра. Сейчас, в 1988 году, я бы сказал, что мы на 95% уверены в этом, но пари по-прежнему еще не разрешилось.

Астрофизики из Смитсоновского института в Гарварде измерили расстояние и массу звезд прямыми методами. И причина проста. Если мы знаем интенсивность излучения, которое приходит от звезды в определенном небольшом диапазоне электромагнитного спектра, тогда, измерив расстояние до нее и ее массу, мы сможем установить, насколько мощным источником излучения она является. Но изучать рентгеновские источники гораздо труднее, чем источники радиоволн, и, на счастье, Лебедь Х-1- также сильный источник радиоволн.

Смитсоновская команда под руководством Марка Райда (Mark Reid), взяла радиотелескопы Очень Боьшого Массива, распределенные от Гавай до Новой Англии, и направила их на Х-1. Разрешение массива было в сотни раз лучше Хаббла, что позволило измерить расстояние методом параллакса, которое составило 6050 световых лет плюс минус 400 световых лет.

Масса темной звезды X-1 - 14.8 солнечных, и она уже начала разрывать на части своего компаньона - голубого гиганта, чья масса - 19 солнечных. Это значительно больше, чем требуется, чтобы компактный объект стал черной дырой и значительно тяжелее, чтобы объект оставался нейтронной звездой.

Команда также измерила скорость вращения газа, падающего на звезду. Измерение его температуры показало, что внутренние слои газа вращаются со скоростью 670 оборотов в секунду - почти половина скорости света.

Комментарий доктора Майкла: Х-1, пожалуй, самый легендарный, самый "распиаренный" объект современной астрофизики. Еще бы, в каждой книжке про относительность, гравитацию, пространство-время, есть упоминание об этом объекте, как о самой наглядной иллюстрации, что же такое черная дыра. Но хитрый и умный Хоукинг заключил пари не просто так. Видите ли, даже 95% вероятность - всего лишь вероятность, не более. И пока оставшиеся 5% все еще остаются, и даже ребята из Гарварда не могут доказать, что это черная дыра на 100%, пока, фигурально выражаясь, не принесут скальп это черной дыры и не повесят его на дверях своей лаборатории. 

Впрочем, учебники астрономии переписывать из-за этого пока не следует.