Нейтронные звезды. Как понять зомби из космоса - Москвич Катя

Под впечатлением от рассказов Каспи я полетела в Ванкувер, а затем на небольшом винтовом самолете – в город Келоуна в канадской Британской Колумбии. Потом пару часов я ехала вдоль берега живописного озера Оканаган, минуя один виноградник за другим. Долина Оканаган славится своим уникальным микроклиматом – зима здесь мягче, чем в других местах Канады, а лето очень жаркое. Условия позволяют местным жителям в изобилии выращивать яблоки и виноград и делать фантастические вина. Вдоль знаменитой дороги Нарамата есть множество мест, где их можно продегустировать. “Мы – канадские Гавайи”, – гордо заявила мне официантка в популярном кафе, расположенном в соседнем по отношению к телескопу CHIME городе Пентиктон, примостившемся между озерами Оканаган и Скаха. Я остановилась там по дороге к радиотелескопу. В приблизительном переводе с оканаганского диалекта, на котором говорят представители коренного племени салиш, название “Пентиктон” означает “место, где стоит остаться навсегда”. Это название навеяно мерным течением реки Оканаган, берущей свое начало в озере, и я действительно почувствовала, что время здесь течет медленнее, а спокойствие почти осязаемо. После кафе я проехала мимо лесного – небольшого, но очень ухоженного – кладбища домашних животных, находящегося всего в нескольких минутах езды от радиотелескопа. Еще несколько поворотов, и табличка “Пожалуйста, выключите телефоны” очень ясно говорит мне, что CHIME близко.

Когда я подъехала к радиотелескопу, меня встретил астроном Том Ландекер. Это веселый, разговорчивый австралийский ученый и инженер, который переехал в Канаду около трех десятилетий назад и с тех пор работает в DRAO. Показывая кабели, уложенные командой студентов и ученых CHIME, он говорит мне, что телескоп был построен за небольшие деньги местной компанией, которая обычно строит супермаркеты, причем из тех же материалов. Мы поднимаемся по лестнице, чтобы добраться до вершины первого полуцилиндра, и я оглядываюсь. Природа здесь дикая, кажется, что вот-вот из леса выйдет медведь. Красота этого места потрясает, и создается впечатление, что этой кучке людей природа великодушно позволила поселиться на крошечном пятачке, чтобы они своими “радиоушами” слушали Вселенную.

Когда Каспи и ее сотрудники были заняты усовершенствованием радиотелескопа CHIME, превращая его в инструмент для исследования сигналов FRB, всего в двадцати километрах от DRAO жила семья молодого астрофизика по имени Райан Шеннон, который должен был на Рождество приехать домой в Британскую Колумбию. В том же 2007 году, когда Лоример переживал отказ Nature напечатать его статью, Шеннон был докторантом в Корнеллском университете, расположенном в городе Итака, штат Нью-Йорк, и там он делил кабинет не с кем иным, как с Лорой Спитлер.

Хотя в детстве Шеннон никогда не бывал в DRAO и хотя CHIME тогда еще не был построен, после того как он уехал из дома, ему пришло в голову, что близость к этому месту могла как-то повлиять на его решение заняться радиоастрономией. Мать Шеннона, по его словам, хотела, чтобы он после защиты диссертации в Корнелле в 2011 году работал поближе к дому. Но он переехал в Австралию, чтобы наблюдать пульсары, а на телескопе CHIME впервые побывал только 2 января 2019 года. Несколькими днями ранее он прогуливался на снегоступах по живописному лесу недалеко от родительского дома в Британской Колумбии и неожиданно столкнулся с парнем, с которым был знаком по Австралии и который в то время был постдоком в CHIME. “Мир тесен!” – смеется Шеннон. С этим молодым светловолосым ученым я встретилась в Технологическом университете Суинберна в Мельбурне непосредственно перед тем, как присоединиться к Мэтью Бейлзу в поездке на телескоп Parkes.

Райан Шеннон втянулся в исследования быстрых радиовсплесков постепенно. Вначале он, как и многие астрономы, специализирующиеся на пульсарах, считал их незаконченной главой в саге о нейтронных звездах (яркое определение, однажды услышанное мной от его коллеги по Корнеллу Шами Чаттерджи). И вот постепенно Шеннон и другие исследователи из CSIRO и Университета Кёртина в Австралии поняли, что прямо у них во дворе строится инструмент, который идеален для изучения FRB: ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder).

Так же как CHIME и MeerKAT, ASKAP изначально не предназначался для исследования FRB. Он был задуман до того, как Дункан Лоример обнаружил самый первый всплеск, строительство его началось в 2010 году. Основной задачей радиотелескопа ASKAP всегда оставалось изучение формирования галактик с помощью наблюдения внегалактического водорода, исследование эволюции галактик и галактических магнитных полей и, что особенно важно, получение информации об источниках непостоянных радиосигналов (радиотранзиентов) – не только пульсарах, но и источниках любых других неожиданных радиосигналов, вспыхивающих то тут, то там в небе, например FRB18.

“К сожалению, в первое десятилетие, пока мы не осознали, что эти объекты существуют, мы пропустили почти все FRB”, – говорит Шеннон.

Примерно к 2015 году, когда стали регистрировать все больше и больше всплесков, у Шеннона и его коллег по сообществу CRAFT (Commensal Real-time ASKAP Fast Transients, “совместный проект на телескопе ASKAP по наблюдению в реальном масштабе времени быстрых транзиентов”) появилась идея. Им пришло в голову, что для регистрации загадочных сверхкоротких радиовспышек не нужна такая гигантская тарелка, как Parkes, – гораздо полезнее будет радиотелескоп с более широким полем зрения. Так родилась идея создания системы детектирования быстрых радиовсплесков на базе ASKAP. “CRAFT стал центром, в котором эти усилия сосредоточились, – говорит коллега Шеннона из Суинберна астрофизик Адам Деллер. – Сообщество пришло к выводу, что если ярких FRB относительно много, а ASKAP обладает невероятно широким полем зрения, то достаточно яркие сигналы FRB можно будет увидеть, даже если радиотелескоп еще не полностью введен в эксплуатацию”. Итак, сообщество CRAFT, членами которого являются австралийские и международные университеты и CSIRO, поставило перед собой задачу выстроить систему регистрации быстрых радиовсплесков для ASKAP. Монтаж антенной системы, включающей в себя тридцать шесть антенн по двенадцать метров в поперечнике каждая, был окончательно завершен в 2019 году, но первые FRB были обнаружены на телескопе ASKAP задолго до этого.

Не так много астрономов приезжает на ASKAP – он специально приспособлен для удаленной работы. Большое количество антенных тарелок, составляющих антенную систему и рассыпанных по почти безлюдной местности Шир-Мер-чисон в Западной Австралии, неизменно вызывает любопытство у немногочисленного коренного населения – народа ваджарри яматджи, который является законным владельцем этой земли. В рамках просветительской программы Шеннон однажды приехал к местным жителям, рассказал о телескопе и объяснил предназначение телескопа и исследований, для которых он используется. “Я думаю, они очень довольны тем, что мы тут”, – говорит он, добавив, что протестов против строительства радиотелескопа, подобных протестам на Гавайях против планов строительства телескопа на священной горе Кау, не было. “Ясно, что людям легче объяснять работу оптических телескопов, чем радиотелескопов, поскольку там вы можете увидеть картину неба своими глазами”, – добавляет Шеннон. Но местные жители тем не менее очень заинтересовались. Каждую из тридцати шести антенн они назвали своим именем, например Бундарра (звезды), Вилара (Луна) и Джирдилунгу (Млечный Путь).

Чтобы добраться туда, Шеннону пришлось лететь в Перт, а затем на небольшом самолете – в Мерчисон. Оттуда – сто пятьдесят километров до места – он летел на крохотном одновинтовом самолете (чтобы избежать пятичасовой поездки по грунтовым дорогам). “Особенно не рекомендуется ехать на машине под дождем, – смеется он, – потому что тогда все дороги покрываются грязью”.