Члены клуба— ученики 9-х и 10-х классов. Клуб ведут преподаватели, аспиранты и студенты-старшекурсники МФТИ.

Награды клуба — похвальные грамоты Московского физико-технического института.

ЗА ПРЕДЕЛАМИ

ВИДИМОГО СВЕТА

В. И. ПОПОВ

Рис. В. КАЩЕНКО

Излучение звезд и других космических тел гораздо богаче и разнообразней, чем тот узкий диапазон электромагнитных волн, которые называются видимым светом. Уже давно открыты и широко изучаются радиоволны, идущие из космоса, а также рентгеновы и гамма-лучи. Ни тех, ни других глаз не видит. Радиоволны находятся за диапазоном видимого света. Они имеют большую длину волны. Рентгеновы лучи лежат по другую сторону — у них более короткая длина волны. А у гамма-излучения еще короче.

«Прорыв» астрономии в диапазон радиоволн произошел около 20 лет тому назад. Появились чувствительные радиотелескопы, способные улавливать далекое радиоизлучение. Родилась радиоастрономия.

Изучение более коротких волн несколько задержалось. И не потому, что отсутствовали достаточно чувствительные приборы для их регистрации. Давно были созданы различного типа счетчики, которые использовались 6 физических лабораториях. Было другое препятствие: земная атмосфера. Прозрачная для видимого света и широкого интервала радиоволн, она не пропускает электромагнитное излучение с длиной волны короче 0,3 микрона. Это и становилось барьером на пути ультрафиолетовых, рентгеновых и гамма-лучей. Возможность исследовать их открылась лишь после запуска космических ракет и спутников.

Каким же образом возникает в космосе коротковолновое электромагнитное излучение и почему им так интересуются ученые? Знакомый нам источник рентгеновых лучей — обычная рентгеновская трубка. В ней излучение возникает при бомбардировке металлического электрода быстрыми электронами. Каждый электрон, столкнувшись с атомами, может быстро затормозиться и испустить порцию электромагнитного излучения — рентгеновский квант. Возможен и другой процесс: падающий электрон выбивает один из внутренних электронов атома, и уже тот испускает квант. Оба процесса могут происходить не только в рентгеновской трубке, а например, в плазме, нагретой до высокой температуры и богатой быстрыми электронами.

Выходит, и звезды должны быть источниками рентгеновых лучей Чем выше температура их поверхности, тем больше энергии вкладывают они в рентгеновы лучи. Правда, такое излучение из космоса не всегда имеет тепловое происхождение. Оно может возникать и благодаря другим процессам — при движении электронов большой энергии в магнитных полях.

Гамма-лучи в космосе рождаются, возможно, в результате различных превращений, происходящих с атомными ядрами и элементарными частицами. Их источником легко предположить не только звезды, но и все межзвездное пространство. Там происходит взаимодействие космических лучей с атомами межзвездного газа, а также рассеяние света на очень быстрых электронах.

В рентгеновской астрономии уже сделаны первые открытия, которые сейчас широко обсуждаются астрономами, физиками и астрофизиками. Наиболее интересное из них — обнаружение нескольких дискретных (прерывистых) источников, например, в созвездии Скорпиона и в районе Крабовидной туманности. Это открытие особенно интересно в связи с так называемыми нейтронными звездами. Теория их развития предсказывает, что при определенных условиях остывающая и сжимающаяся звезда может перейти в нейтронное состояние. При таком переходе электроны сближаются с протонами настолько тесно, что, соединившись с ними, образуют нейтроны. Плотность сжавшейся звезды близка к плотности атомных ядер. Ее один кубический сантиметр будет весить около ста тонн!

Поверхность такой сверхтяжелой звезды может иметь очень высокую температуру — в тысячи раз большую, чем у обычных звезд, в том числе и у Солнца. Она и будет мощным источником рентгеновского излучения.

Из-за малого размера (около 10 км в диаметре) излучение нейтронной звезды в области видимого света будет слабым. Обнаружить ее с помощью оптических телескопов невозможно. И пока на вопрос, волнующий ученых: а не являются ли некоторые из открытых рентгеновских излучателей нейтронными звездами, — ответа не получено. Проведенные сегодня исследования показали. что источник в Крабовидной туманности не может быть нейтронной звездой, его размеры слишком велики. Это все, что пока известно. Нужны тонкие эксперименты, скажем, исследование спектра излучений рентгеновских источников, чтобы определенно ответить на вопрос об их природе.

Еще меньше знают астрономы о гамма-излучении. Измерялась лишь средняя интенсивность гамма-лучей, приходящих из космоса со всех сторон. Можно только предполагать, что во вселенной существуют их источники. Ими могут быть, например, сверхзвезды. Их появление связано с мощными взрывными процессами, выделяющими большую энергию. Сверхзвезды — это образования, природа которых пока не ясна. Известно только, что по своим размерам и яркости они превосходят обычные звезды.

Рентгеновская и гамма-астрономия делают лишь первые шаги. Но это весьма обнадеживающая поступь. Ученые внимательно присматриваются к новым разделам астрономии и надеются, что здесь их ждет много важных открытий.