Свет – весьма странная штука. Нажмите выключатель – и в комнате станет светло! Чудесно, не правда ли? Светлая комната ничем не отличается от темной. Кроме присутствия самого света. Свет – это что-то неосязаемое. Он мимолётен. Фактически, кроме наших глаз мы больше никак его не осязаем. Закройте глаза. И наденьте на них тёмную повязку. А теперь попросите своего товарища поработать с выключателем. Можете ли Вы понять, когда темно, а когда светло? Нет.

Но всё меняется, если свет будет очень и очень ярким. И это будет та сила, с которой нужно обязательно считаться. Ведь свет – это то, почему вообще существуют звезды!

Весь газ, из которого состоит звезда, хочет как можно быстрее сжаться под собственным весом. Так, собственно, в природе и происходит. И чем компактнее становится звезда, тем горячее становятся её недра. В какой-то момент они становятся такими горячими, что возникают условия для возникновения реакции термоядерного синтеза. При этом генерируется колоссальное количество энергии, которая улетучивается в виде квантов света и нейтрино. Первые постоянно сталкиваются с атомами на пути от ядра к поверхности звезды. Вот почему им требуется несколько десятков тысяч лет, чтобы найти «выход» наверх. И поэтому звезды являются стабильными. По той причине, что бесчисленные столкновения между атомами и частицами света создают так называемое «радиационное давление».

Исходящий свет как бы «давит» на атомы звезды и противодействует гравитационному притяжению. Коллапс останавливается. И звезда становится стабильной. Этот процесс также отвечает за то, что звезда теряет возможность расти сколь угодно большой. Ведь чем больше она становится, тем выше растёт её температура. А чем она горячее, тем больше радиации она производит. И в какой-то момент радиационное давление становится настолько велико, что звезда уже не может удержать внутреннее равновесие. И радиационное давление света буквально разрывает её на части.

Наше Солнце – стабильная звезда. Радиационное давление и сила гравитации у неё вполне хорошо уравновешивают друг друга. И такое состояние дел будет продолжаться в течение следующих нескольких миллиардов лет. Но чем больше звезда, тем быстрее она сжигает своё топливо. И тем короче её жизнь. А чем горячее звезда, тем сильнее звёздные ветры, которые она испускает. Эта огромная «космическая река» уносит от звезды часть её атмосферы.

Наше Солнце ежегодно теряет около 180 триллионов тонн массы из-за звёздного ветра. Казалось бы – чудовищная цифра. Но на самом деле для Солнца это сущий пустяк. А вот большая горячая звезда может потерять значительно больше массы. Эти потери могут быть в миллиарды раз больше, чем теряет Солнце! Крупная звезда из-за звёздных ветров может терять несколько масс Земли (5,9736 х 10^24 кг) за один год!

Рано или поздно от такой звезды мало что остаётся, кроме горячего ядра. Такие бывшие крупные звезды, потерявшие свою атмосферу, называются звёздами Вольфа-Райе (по имени Шарля Вольфа и Жоржа Райе, открывших этот тип космических объектов в XIX веке).

Все они намного тяжелее Солнца. И могут иметь массу от 10 до более чем 200 его масс. И ещё они очень горячие! Температура поверхности таких объектов может составлять от 30000 до более 100000 Кельвинов! (В случае Солнца она составляет всего около 5500 Кельвинов). Так что несомненно одно: Звезды Вольфа-Райе – довольно впечатляющие объекты.

Звезды Вольфа-Райе (в настоящее время их известно несколько сотен, разбросанных по всему Млечному Пути) – замечательная лаборатория для изучения эволюции крупных звёзд. Особенно, когда речь идёт о необычных системах, таких как звезда WR 104. Уж очень интересна для учёных выбрасываемая ею пылевая спираль.

И не просто потому, что кружащаяся пыль выглядит красиво. Этот процесс буквально показывает нам, откуда мы все пришли. Земля и мы, люди, сделаны именно из этого материала: углерода и других тяжёлых элементов, которые были созданы давным-давно в крупных звёздах, а затем выброшены в космос.

Очевидно, что конец жизни больших звёзд стал началом жизни биологической. И кто знает, что в конечном итоге станет с углеродом, выбрасываемым WR 104…

Система состоит из двух ярких (в 10 тысяч раз ярче Солнца) и массивных звезд и находится на расстоянии восемь тысяч световых лет от Земли близко к центру нашей галактики. Две звезды стремительно вращаются вокруг общей оси и близки к столкновению. Звезда относится к классу Вольфа-Райе (Wolf-Rayet_star) – это яркие и массивные звезды, которые исключительно быстро тратят свою энергию. Эти звезды живут быстро, и умирают молодыми, и в момент коллапса выбрасывают огромную энергию.

Звезда, которая по мнению астрономов представляет опасность для Земли, получила название WR 104 (Wolf-Rayet 104). Коллапс может произойти в любой момент, в течение 100 тысяч лет. При взрыве должна произойти мощнейшая вспышка гамма-излучения. По оценке астронома, мощность излучения будет превосходить всю энергию Солнца за всю историю его существования, и эта энергия выделится за несколько секунд или минут.

Энергия взрыва не будет равномерно распылена во Вселенной, а будет сфокусирована в одном направлении. В этом направлении образуется конус из гамма-лучей, основание которого на расстоянии 8 тысяч световых лет (такое расстояние WR 104 до Земли) будет иметь площадь несколько тысяч квадратных световых лет.

По оценке астрономов, Земля может оказаться на пути вспышки. Если гамма-вспышка достигнет нашей планеты, это может привести к катастрофе. Гамма-излучение скорее всего не проникнет к поверхности нашей планетой – оно будет отражено атмосферой. Но будет уничтожено до 25% озонного слоя Земли, и планета останется незащищенной от космического ультрафиолета и космических лучей.

WR 104 открыта в апреле 1998 года командой учёных из Калифорнийского университета в Беркли с помощью телескопа обсерватории Кека. Соответствующая работа опубликована в журнале Nature.

WR 104 расположена в созвездии Стрельца и включает в себя две массивные голубые звезды, которые обращаются друг вокруг друга, совершая полный оборот за 220 дней. Температура на поверхностях светил превышает 50 тысяч К. Главная звезда системы WR 104 относится к классу Вольфа–Райе, что свидетельствует о её нестабильности и нахождении на поздней стадии звёздной эволюции – последнем этапе жизни звезды перед превращением в сверхновую. По подсчётам учёных, взрыв сверхновой произойдет в ближайшие несколько сотен тысяч лет и может сопровождаться гамма-всплеском. Вторая звезда – голубой сверхгигант, принадлежит к типу звёзд OB.

Звёзды системы WR 104 относятся к типам звёзд, которые считаются наиболее яркими и горячими во Вселенной. Они излучают такое количество электромагнитного излучения, что давления достаточно для возникновения звёздного ветра. Так, светила WR 104 выбрасывают в космическое пространство горячее вещество с верхних слоёв их атмосфер со скоростью 2000 км/с, из-за чего стремительно теряют массу.

По мере вращения источников, звёздные ветры из газа и пыли переплетаются и, закручиваясь в спирали, образуют спиральную туманность Вольфа-Райе, диаметр которой составляет около 160 а.е., а период "вращения" туманности составляет около 8 месяцев. Современными методами наблюдения спиральную структуру можно отследить как минимум на 3 её поворота.

Когда астрономы обнаружили WR 104, они знали о существовании одной только звезды Вольфа-Райе, поэтому отчётливо видимый поток вещества, отходящий от неё, озадачил учёных: рядом со звездой пыль не могла бы сконденсироваться из-за интенсивного излучения, а вдали от светила по причине слишком низкой плотности газа.

Астрономы только через многие годы нашли объяснение существованию пылевого потока, предположив, что рядом с изначально обнаруженной звездой расположена ещё одна – голубой сверхгигант, тоже испускающий звёздный ветер. Таким образом, WR 104 теперь считается двойной системой. Когда ветры звезды Вольфа-Райе и спутника встречаются и сталкиваются друг с другом, то образуется ударный фронт. Именно в нём, где плотность вещества высока, а температура уже достаточно умеренная, пыль формируется в гигантских количествах.

С Земли WR 104 видна как спираль правильной формы. Исходя из этого, первоначально было выдвинуто предположение, что Земля лежит почти на оси вращения двойной звёздной системы. Результаты первых оптических и спектроскопических наблюдений показали, что ось WR 104 наклонена под углом около 16 градусов к направлению на Землю. Это означало, что высокоэнергичный поток излучения, будучи выброшенным в космос при взрыве сверхновой WR 104, имеет малую (~1 %) вероятность достигнуть нашей планеты, что может привести к новому массовому вымиранию или даже полному исчезновению жизни на Земле.

В то время учёные не так много знали о WR 104, чтобы точно судить об уровне опасности, поэтому астрономы продолжили наблюдения. В 2009 году Американским астрономическим обществом были опубликованы данные новых и более точных спектроскопических наблюдений за WR 104 с обсерватории Кека. Благодаря им было установлено, что отклонение оси вращения звёздной системы по отношению к Земле на самом деле составляет 30-40 градусов. Под таким углом относительно оси системы гамма-излучение после выброса не распространяется – таким образом, потенциальный взрыв WR 104 не угрожает Земле.

Чтобы вам было проще понять все это, когда умирает звезда массой в 100 солнечных тел, она не превращается в сверхновую, ее ядро продолжает сжиматься и превращаться в нечто очень странное, в черную дыру, которая в свою очередь, быстро принимается поглощать умирающую звезду, в следствие чего образуется аккреционный диск.

Из-за того, что новоиспеченная дыра не в силах поглотить весь этот громадный объем вещества за столь короткий промежуток времени, она выбрасывает значительную его часть обратно в космос в виде луча чистой энергии, направленного из полюсов взорвавшейся звезды, – это и есть гамма-излучения, которые на данный момент, считается вторым по мощности во Вселенной. Круче него, только большой взрыв.

WR-104, которая находится в 8 тысячах световых лет от нас, как раз направила свои полюса в сторону нашего шарика, в случае, если взрыв подобного космического пистолета выпустит в нашу планету хоть небольшую очередь из гамма снарядов, жизнь на Земле может прекратить свое существование.

Скорость первоначальный волны гамма-лучей будет примерно равна скорости света, а значит мы едва успеем что-либо заметить. Поэтому предвидеть и уж тем более предотвратить это нереально. Выброс гамма энергии, это настолько ядреная штука, что в худшем случае, за считанные секунды, а в лучшем, за пару минут они смогут высвободить столько-же энергии, сколько производит наше Солнце за все 10 миллиардов лет своего существования.

Так как WR-104 буквально находится в четверти пути от центра нашей Галактики и ее адские лучики, не смогут достаточно глубоко войти в нашу атмосферу, чтобы выжечь почву, но смогут химически изменить стратосферу. Как подсчитал астрофизик Эйдриан Мелотт из Канзасского университета в Лоуренсе, если WR-104 выстрелит в нас выбросом продолжительностью около 10 секунд то, гамма-лучи лишат нас 25% озонового слоя, защищающего нас от вредоносных ультрафиолетовых лучей.

Для сравнения: озоновые дыры, созданные человеком над полярными регионами уменьшили озоновую оболочку планеты всего лишь на 3-4 процента, случись нечто подобное, и всему придёт конец. Всё начнёт вымирать, не сразу конечно, постепенно, но рано или поздно, жизнь на планете прекратится. А еще выброс гамма-лучей может привести к образованию тумана закрывающего солнце и вызвать серию кислотных дождей. Однако, расстояние в 8 тысяч световых лет, слишком уж большое, чтобы затемнение было сколько-нибудь ощутимо, считает Мелотт.

С Земли WR-104 видна, как спираль правильной формы, заметившие сей факт ученые, сразу провели аналогию с дулом ружья. Исследователь и астроном Питер Тутхилл из сиднейского университета сразу отметил, что ему нравилось, это спираль из-за визуальной красоты, но вглядевшись более пристально, у него сложилось впечатление, будто он заглядывает в дуло ружья. В общем, именно поэтому, большинство ученых выдвинули свои предположения, о том, что Земля лежит, как раз на оси вращения WR-104, а это значило бы, только одно, рано или поздно, пушка выстрелит.

Результаты первых оптических и спектроскопических наблюдений подтвердили, что полюса WR-104 наклонены под углом примерно в 16 градусов по направлению к Земле, и когда эта штука бомбанет, есть небольшая вероятность, что нас постигнет очередное вымирание. Но это было давно, тогда ученые имели весьма скудный запас знаний об этом объекте. И как сообщает Википедия, в 2009 году американским астрономическим обществом были опубликованы данные новых и более точных спектроскопических наблюдений за WR-104 с обсерватории Кека. Благодаря им, было установлено что, отклонение оси вращения звездной системы по отношению к Земле, на самом деле составляют 30-40 градусов. Под таким углом относительно осей системы гамма-излучения после выброса не распространяется, таким образом потенциальный взрыв WR-104 Земле не угрожает.

Когда-то трилабиты были хозяевами Вселенной, доминирующей формой жизни, но в один прекрасный день, 250 миллионов лет назад, они все вымерли. 90% форм жизни было стёрто с лица Земли. Полагается, что вымирание было вызванно вспышкой гамма-излучения. Раз уж это было раньше, не грозит ли Земле ещё один удар гамма-лучей?

1976 год, самый разгар холодной войны. США запускает спутник Vela что бы следить за СССР на предмет ядерных взрывов. Внезапно их спутник засекает всевозможные вспышки жёсткого излечения. Это подняло настоящую панику в Пентагоне, неужели русские испытывают новая сверхсекретное ядерное оружие в космосе. Но вскоре учёные понимают что они столкнулись с чем-то гораздо смертоносным. Они открыли гамма-излучающие звезды, они стоят вторыми по силе действия во Вселенной уступая лишь Большому Взрыву.

Источником гамма лучей это гигантские звёзды по массе превышающее наше Солнце в 50-100 раз. Такие звёзды называют не сверхновые, а гиперновые, которые в последний момент своей жизни выплёскивают наружу огромное лучи жёсткого излучения.

Когда звезда превращается в сверхновую, то в её ядре образуются тяжелые элементы. Но при гибели звезды имеющие массу 50-100 Солнечных она не превращается в сверхновую, её ядро продолжается сжиматься (коллапсировать) и превращается в нечто странное. В чёрную дыру. Чёрная дыра быстро начинает поглощать умирающую звезду, образуется аккреционный диск. Но чёрная дыра не может поглотить столь огромный объём вещества звезды за столь короткое время и она выбрасывает значительную часть обратно в виде луча чистой энергии, направленного из полюсов. Это и есть гамма-излучение.

Явление гамма-всплесков является самым мощным явлением во Вселенной уступая лишь Большому Взрыву. Излучения энергия только в гамма-диапазоне составляет 1,6×10^52 эрг. Это настоящий рекордсмен яркости. Гамма-всплески наблюдаются минимум раз в день.

Юла под названием WR 104, была открыта 11 лет назад в созвездии Стрельца. Она обращается по кругу «каждые восемь месяцев, с точностью космического хронометра», – говорит астроном Питер Татхилл из Сиднейского университета.

В сердце этой огненной космической юлы – две звезды, обращающиеся друг вокруг друга. В таком взаимном вращении сполохи струящегося газа вырываются с поверхности звезд и сталкиваются в промежуточном пространстве, постепенно переплетаясь и закручиваясь орбитами звезд во вращающиеся спирали.

Обе тяжелые звезды в WR 104 однажды взорвутся как сверхновая. Однако одна из двух звезд – крайне нестабильная звезда типа Вольф-Рае, находящаяся в последней известной фазе жизни тяжелых звезд перед превращением в сверхновую.

«Астрономы считают звезды Вольф-Рае тикающими бомбами, – объясняет Татхилл. – «Предохранитель» у этой звезды почти – с астрономической точки зрения – перегорел, и она может взорваться в любой момент в течение следующих нескольких сотен тысяч лет».

Когда Вольф-Рае станет сверхновой, она «может выбросить в нашу сторону мощный поток гамма-лучей, – говорит Татхилл. – И если произойдет такой гамма-взрыв, нам бы очень не хотелось, чтобы Земля оказалась у него на пути».

Поскольку первоначальная взрывная волна будет двигаться со скоростью света, предупредить о ее приближении не сможет ничто.

Выбросы гамма-лучей – самые мощные из всех взрывов, какие только известны нам во вселенной. За время от нескольких миллисекунд до минуты и больше они могут высвободить столько же энергии, сколько наше Солнце за все 10 миллиардов лет своего существования.

Выбросы гамма-лучей – самые мощные из всех взрывов Но самое жуткое в этой юле – это то, что мы видим ее как практически идеальную спираль, согласно последним снимкам телескопа «Keck» на Гаваях. «Так мы можем видеть двойную систему только в том случае, когда находимся практически на ее оси», – объясняет Татхилл.

К сожалению, выброс гамма-лучей происходит прямо по оси системы. По сути, если выброс гамма-лучей однажды произойдет, наша планета может оказаться прямо на линии огня. «Это первый из известных нам объектов, который может выпустить в нас поток гамма-лучей, – говорит астрофизик Адриан Мелот из Канзасского университета в Лауренсе, не принимавший участия в данном исследовании. – И расстояние до системы пугающе близкое».

Юла находится примерно в 8000 световых лет от Земли, примерно в четверти пути до центра галактики Млечного Пути. Хотя расстояние это и кажется приличным, «более ранние исследования показали, что выброс гамма-лучей может оказаться губительным для жизни на Земле и на такой дистанции», – говорит Татхилл.

Хотя юла и не может разнести Землю на куски, она может привести к массовому уничтожению и даже к полному исчезновению жизни на нашей планете.

Гамма-лучи не смогут проникнуть в атмосферу Земли достаточно глубоко, чтобы сжечь почву, но смогут химически изменить стратосферу. По расчетам Мелота, если WR 104 выстрелит в нас выбросом продолжительностью около 10 секунд, то гамма-лучи лишат нас 25 процентов озонового слоя, защищающего нас от вредоносных ультрафиолетовых лучей. Для сравнения, вызванное человеческим фактором уменьшение озонового слоя, создавшее «озоновые дыры» над полярными регионами, уменьшило озоновую оболочку только на 3-4 процента.

Возможно полное исчезновение жизни на нашей планете «Всё будет очень плохо, – утверждает Мелот. – Всё начнет вымирать. Пищевая цепочка может разрушиться в океанах, может случиться сельскохозяйственный кризис и голод».

Выброс гамма-лучей может также привести к образованию тумана, затмевающего солнце, и кислотных дождей. Однако расстояние в 8000 лет «слишком велико, чтобы затемнение было сколько-нибудь ощутимым, – считает Мелот. – Я бы сказал, в целом солнечного света станет меньше на 1-2 процента. Климат может немного похолодать, но до катастрофического ледяного века дойти не должно».

Что неизвестно о гамма-лучах, так это сколько частиц они извергают в виде космических лучей. «Как правило, всплески гамма-лучей происходят настолько далеко от нас, что магнитные поля вселенной оттягивают любые космические лучи, какие мы могли бы наблюдать, но если выплеск гамма-лучей произошел сравнительно близко, все высокоэнергетические частицы промчатся сквозь магнитное поле галактики и ударят по нам, – говорит Мелот. – Их энергия будет настолько высока, что прибудут они почти одновременно со световым потоком».

«Та часть Земли, которая окажется обращенной к потоку гамма-лучей, переживет нечто подобное ядерному взрыву; все организмы могут заболеть лучевой болезнью, – добавляет Мелот. – Более того, космические лучи могут усугубить эффект воздействия гамма-лучей на атмосферу. Но мы попросту не знаем, сколько космических лучей эманируют гамма-лучи, поэтому не можем оценить степень опасности».

Так же непонятно, насколько широким будет поток энергии, высвобожденной выплеском гамма-лучей. Но, в любом случае, конус разрушения, исходящий от юлы, достигнет нескольких сотен квадратных световых лет, пока подойдет к Земле, согласно расчетам Мелота. Татхилл же заявляет, что «ни у кого не получится улететь на космолете достаточно далеко, чтобы не попасть в луч, если тот действительно выстрелит в нашу сторону».

Тем не менее, Татхилл полагает, что юла может оказаться для нас вполне безопасной. «Слишком много неопределенностей, – объясняет он. – Излучение может пройти в стороне, не причинив нам никакого вреда, если мы находимся не в точности на оси, к тому же никто до конце не уверен, что звезды, подобные WR 104, в состоянии вызвать столь мощный выплеск гамма-излучения».

Дальнейшие исследования должны сосредоточиться на том, действительно ли WR 104 нацелена на Землю, и на изучении того, как рождение сверхновой приводит к выбросам гамма-излучения.

Это произойдёт обязательно, вопрос лишь в том "КОГДА?". Возможно WR 104 это наша погибель. Но к счастью мы не сможем предсказать это заранее, лучи ударят по нам прежде чем мы сможем что-либо предпринять, так что нет смысла беспокоится.