Сверхновые звезды как стандартная лампа

	Рис. 2. Космический телескоп им. Хаббла (HST). Диаметр главного зеркала 2,4 м. С помощью телескопа HST удается получить такие результаты, которые для наземных обсерваторий остаются за пределами возможного. На врезке показан прибор с зарядовой связью (ПЗС). Благодаря почти предельной теоретической чувствительности и идеальному сопряжению с другими электронными устройствами ПЗС полностью вытеснили из научных исследований старинные фотопластинки. На космическом телескопе им. Хаббла были установлены ПЗС-камеры с огромным разрешением — около 20 миллионов отдельных точек.
	Рис. 3. В 1994 году на периферии далекой галактики NGC 4256 вспыхнула сверхновая. На снимке видно, что по яркости она была сравнима со всей галактикой.

Проблема эта особенно обострилась, когда ученые задались очередным вопросом: а сама постоянная Хаббла вообще-то постоянна? Может быть, рост скорости очень удаленных объектов отличается от линейной зависимости скорость-расстояние вблизи нас и как это проверить? Впрочем, какое это имеет отношение к теории относительности с ее лямбда-членом? Как оказалось, самое непосредственное. Но для проверки понадобились новые, трудно доставшиеся экспериментальные факты. Получить их позволила современная наблюдательная техника наземных и космических обсерваторий. За последние десятилетия ХХ века в оснащении обсерваторий произошел грандиозный перелом: на смену старым инструментам пришли телескопы с многометровыми зеркалами (рис. 2), а старинные фотопластинки вытеснены новыми электронными приемниками изображений. Если лучшие фотопластинки требовали не менее 30-50 фотонов для получения одной точки на изображении, то ПЗС – приборы с зарядовой связью (врезка на рис. 2) – отзываются практически на каждый фотон. Но даже с такой чувствительностью и на больших телескопах, в том числе космических, экспозиции растягиваются на многие часы. С фотопластинками наблюдения этих новых объектов исследований вообще невозможны.

Пора рассказать о самих объектах наблюдений. В галактиках иногда, крайне редко, происходят особые звездные катастрофы, которые называются вспышками сверхновых звезд. Название «сверхновая» неудачное, но отражает тот факт, что сверхновые за всю историю человечества в нашей Галактике наблюдались всего несколько раз. Считается, что в среднем одна вспышка происходит раз в 100 лет. Из-за того, что мы находимся на периферии Галактики, наблюдениям доступны не все вспышки сверхновых. При вспышке сверхновая звезда (рис. 3) светит как целый миллиард солнц одновременно – куда там цефеидам! При такой яркости звезда несколько дней светит как целая галактика, «сгорает» за месяц, но дает важные для науки результаты - ведь ее можно обнаружить приборами на расстоянии в несколько миллиардов световых лет. Именно сверхновые были выбраны как новая стандартная космическая свеча для зондирования космоса. Из сравнения определений расстояний по яркости (астрономы говорят – по «блеску») сверхновой и – независимо – по красному смещению удалось проследить, насколько линейной оказалась зависимость скорость-расстояние, то есть постоянная Хаббла. Из различных типов сверхновых был выбран класс Ia как наиболее однородный по характеристикам яркости. Звезды, которые могут стать сверхновыми класса Ia, – это белые карликовые звезды с массой до 1,4 массы Солнца, отсветившие свое, сжавшиеся до размеров Земли, с огромной плотностью, около 1 тонны в кубическом сантиметре. Несмотря на редкость явления, высокая чувствительность новых электронных приемников позволила наблюдать вспышки сверхновых звезд в других галактиках. В галактике NGC 6946 (рис. 4) за несколько десятков лет удалось зарегистрировать целых семь сверхновых. В среднем, наблюдая 100 галактик, можно встретить одну вспышку в год. Дальнейший прогресс приборов позволил увидеть такие далекие галактики и в них вспышки, что в целом стала регистрироваться сначала одна вспышка в месяц, а затем и по одной в неделю. Обработка этих крайне трудных измерений снова, в который раз, показала, что Вселенная гораздо сложнее наших о ней представлений.

Рис. 4. В некоторых галактиках сверхновые появляются необычно часто. В галактике NGC 6946 за 60 лет удалось зарегистрировать почти десяток сверхновых.