В історії астрономії таке ставалося часто. Щоразу, коли ми дізнавалися про нові або інші типи променів, які випускають небесні об’єкти, нам доводилося переглядати свої уявлення про зорі, їхній життєвий цикл (як вони народжуються, як живуть і чому помирають), про утворення й еволюцію зоряних скупчень, галактики й навіть скупчення галактик. Наприклад, радіоастрономія розповіла, що центри галактик можуть викидати струмені завдовжки сотні й тисячі світлових років. Радіоастрономи відкрили пульсари, квазари й радіогалактики. Також ми завдячуємо їм відкриттям реліктового космічного випромінювання, що кардинально змінило наше уявлення про ранній Всесвіт. Гамма-астрономія виявила кілька надзвичайно потужних і (на щастя) віддалених вибухів, відомих як гамма-спалахи, які випромінюють післясвітіння у вигляді рентгенівських променів і видимого світла аж до радіохвиль.
Ми знали, що відкриття рентгенівських променів у космосі змінить наше розуміння Всесвіту. Ми тільки не здогадувалися, як саме. З нашим новим обладнанням ми всюди знаходили щось нове. Мабуть, це не дивно. Коли оптичні астрономи почали отримувати дані з космічного телескопа «Габбл», вони були схвильовані, сповнені шанобливого страху і — можливо, це не так очевидно — прагнули отримати більше. Але вони, по суті, просто розширили межі використання кількасотрічного інструмента у сфері, що існує вже тисячоліття. Працюючи в рентгенівській астрономії, ми брали участь у зародженні цілого наукового напрямку. Хто знав, куди це нас приведе і що нам вдасться відкрити? Ми точно не відали.
Мені дуже пощастило, що Бруно Россі в січні 1966 року запросив мене в МТІ, саме в часи перших успіхів рентгенівської астрономії, і що я одразу долучився до групи Джорджа Кларка. Джордж був надзвичайно розумним фізиком, справляв дуже сильне враження як людина, і ми з ним стали друзями на все життя. Навіть зараз мені важко в це повірити — чудовий друг і нова робота, і все це я отримав за один місяць.
Розділ 11
Повітряні кулі й рентгенівські промені — перші кроки
Коли я почав працювати в МТІ, у світі було п’ять активних груп, що здійснювали дослідження за допомогою аеростатів: група Джорджа Кларка в МТІ, група Кена Маккракена в Університеті Аделаїди в Австралії, група Джима Овербека в МТІ, група Леррі Пітерсона в Каліфорнійському університеті в Сан-Дієго та група Боба Гаймса з Університету Райса. У цьому розділі йтиметься здебільшого про мій власний досвід використання повітряних куль для вивчення рентгенівського випромінювання, що посідало центральне місце в моїх дослідженнях від 1966 до 1976 року. За це десятиліття я здійснив спостереження з Палестіна (штат Техас), Пейджа (штат Аризона), Калгарі (Канада) й Австралії.
Повітряні кулі піднімали детектори рентгенівського випромінювання на висоту приблизно 45 кілометрів, де атмосферний тиск становить лише 0,3 відсотка від тиску на рівні моря. Така розріджена атмосфера пропускає значну частку рентгенівських променів з енергією вище за 15 кеВ.
Наші спостереження за допомогою аеростатів доповнювали спостереження за допомогою ракет. Детектори, якими устатковувалися ракети, зазвичай відстежували випромінювання лише в діапазоні 1–10 кеВ і лише протягом майже п’яти хвилин за весь політ. Спостереження за допомогою аеростатів могли тривати годинами (мій найдовший політ продовжувався 26 годин), і мої детектори фіксували рентгенівські промені з енергією більше ніж 15 кеВ.
Детектори на аеростатах не помічали деяких джерел, виявлених під час ракетних спостережень, тому що часто ці джерела випускали переважно низькоенергетичне випромінювання. З іншого боку, ми змогли виявити невидимі для ракет джерела, що випромінювали здебільшого рентгенівські промені високої енергії. Таким чином, ми не тільки відкрили нові джерела й розширили спектри вже відомих джерел до високих енергій, але також нам вдалося виявити змінність світності випромінювання в часових проміжках від хвилин до годин, що було неможливо зробити, спостерігаючи за допомогою ракет. Це був один з перших успіхів у моїх астрофізичних дослідженнях.
У 1967 році ми виявили спалах рентгенівського випромінювання від Скорпіон X-1 — це був справжнісінький шок. Я розповім про це далі в цьому розділі. Також моя група відкрила три джерела: GX 301-2, GX 304-1 і GX 1+4, які до того не виявляли під час ракетних спостережень, і всі три демонстрували змінність інтенсивності випромінювання в межах хвилин. Періодична змінність джерела GX 1+4 узагалі виявилася приблизно 2,3 хвилини. Тоді ми не мали жодного уявлення, що могло бути причиною такої стрімкої зміни інтенсивності випромінювання, не кажучи вже про повторюваність кожні 2,3 хвилини, але ми знали, що відкриваємо нову сторінку — віднаходимо нові горизонти.