Раскрыта тайна сверхсветового движения объекта в галактике NGC4993

Его наблюдали ещё в 2017 году, но, как это всегда и бывает, любые полученные данные требуют долгого анализа и всяческой перепроверки. Сопоставление результатов наблюдений порядка 70 обсерваторий по всему миру приводит астрономов к тому, что объект находится в созвездии Гидры, а именно — в эллиптической галактике NGC4993 в 130 с лишним миллионах световых лет от нас. К слову, эллиптическая галактика — это такое овальное скопление очень старых звёзд, то есть это бывшая спиральная галактика, в которой уже от времени всё пришло к хаосу. Соответственно, наш спиральный, упорядоченный Млечный Путь ещё в расцвете сил.

Так вот, как выяснилось, многочисленные телескопы увидели в этом эллиптическом беспорядке момент слияния двух нейтронных звёзд, или пульсаров. Что такое нейтронная звезда? Это оставшееся без оболочки бывшее ядро весьма массивной звезды, в несколько раз тяжелее нашего Солнца. Такие внушительные светила в конце жизненного пути, когда у них больше не остаётся топлива для ядерной реакции, эффектно сбрасывают с себя всё, что было вокруг сердцевины. Это и есть взрыв сверхновой. А ядро сжимается до такой невероятной степени, что в нём уже структура атомов рушится — и получается сплошной сгусток почти одних нейтронов с небольшой добавкой других элементарных частиц. И размером нейтронная звезда может быть всего-навсего, например, с Москву. При этом какая-нибудь чайная ложка её материи будет весить сотню миллионов тонн. То есть это Москва, в которой помещается масса целого Солнца. Она вращается с невероятной скоростью, при этом ось вращения очень сильно колеблется, как у юлы, а из обоих полюсов вырываются мощнейшие струи излучения. Из-за колебания оси в телескопы наблюдают, как это излучение то идёт, то не идёт, то опять идёт. Оно как бы пульсирует, отсюда и название — пульсар, и отсюда же — несостоявшаяся сенсация с "радиосигналами инопланетян" в момент их первого в истории обнаружения.

И бывает так, что два таких пульсирующих бывших звёздных ядра оказываются так близко, что в конце концов притягиваются друг к другу и становятся единым целым. От слияния столь плотных и массивных объектов получается уже нечто настолько тяжеловесное и плотное, что его гравитация перестаёт выпускать даже свет. То есть чёрная дыра. Вот это и произошло в объекте GW170817.

Плазма. Родившаяся чёрная дыра немедленно начала вбирать в себя всё, чему не посчастливилось оказаться в зоне её притяжения, вокруг образовался яркий аккреционный диск всевозможной материи. А из полюсов стали вылетать чудовищные потоки плазмы.

Через два дня, после того как это явление зарегистрировали по всему миру, на объект направили телескоп Hubble. Он вместе с остальными обсерваториями произвёл наблюдение, а через примерно полтора месяца они также все вместе это наблюдение повторили. Во второй раз данные были у всех уже немного другие, потому что поток плазмы за это время проделал определённый путь. И путём сравнения данных двух наблюдений можно вычислить, сколько же эта плазма успела пролететь, а значит, и какая у неё скорость. Так вот, Hubble выдал нечто такое, что поначалу может шокировать: плазма летит в 7,6 раза быстрее света. Потом сделали небольшое уточнение, но получилось всё равно пять скоростей света. Измерения других приборов дают четыре скорости света.

Но поскольку этого не может быть, потому что не может быть никогда, то вспомнили об интересных эффектах, которые проделываются со светом в космосе, и поняли, что это "сверхсветовое" движение — оптический обман, а реальная скорость GW170817 составляет 99,97% скорости света. При таком раскладе свет, посылаемый летящей плазмой в разные моменты времени, приходит к нам практически одновременно, что и создаёт совершенно неправдоподобную картину.

В физике есть термин "быстрота", или (возможно, более правильно или хотя бы более понятно) "псевдобыстрота". Он обозначает примерно следующее: когда скорость движения приближается к скорости света, то возникает иллюзия резкого увеличения этой скорости до просто невероятных величин. Вплоть до бесконечности. И в данном случае расчёты показывают, что "псевдобыстрота" оказалась в несколько раз выше реальной скорости.

И тем не менее 99,97% скорости света — это просто невообразимо. Для того чтобы двигаться на 100% со скоростью света, надо не иметь массы вообще никакой, как, собственно, фотоны. Ещё одна частица, которая обладает такой способностью, — глюон, она склеивает между собой кварки и таким образом соединяет их в протон. И она тоже "безмассивна".