13. Подмигивающий демон

Восемнадцатилетний Джон Гудрайк из Йорка осенью 1782 года ночь за ночью смотрел на Алголь, звезду в созвездии Персея. Имя у неё арабское и значит «голова демона»: на старых картах Персей держит отрубленную голову Медузы, и Алголь горит в этой голове. Гудрайк оглох в раннем детстве после болезни и полагался на глаза: вместе с соседом и наставником Эдвардом Пиготтом он сравнивал блеск Алголя с ближними звёздами. Что Алголь иногда тускнеет, заметили больше чем за сто лет до него. Гудрайк нашёл, что звезда тускнеет по расписанию, каждые двое суток и почти двадцать один час, дольше выходных и короче рабочей недели. Объяснений он предложил два: либо её заслоняет тёмное тело, которое ходит вокруг, либо у неё есть тёмное пятно, и она, вращаясь, поворачивает его к нам. Королевское общество наградило его медалью Копли, а меньше чем через три года он умер, не дожив до двадцати двух.

Прав оказался первый вариант. В 1889 году Герман Фогель разложил свет Алголя в спектр и увидел, что линии в нём качаются туда-сюда с тем же периодом: звезду водит по кругу невидимая соседка. Звёзд две, между ними в шесть раз меньше, чем от Солнца до Меркурия, и раз за оборот тусклая заходит перед яркой. Звезду прошлой главы описывали три числа: масса, состав и возраст. Почти половине звёзд вроде Солнца нужно четвёртое: кто рядом. Кастор в Близнецах оказался целыми шестью звёздами; на нём Уильям Гершель в 1803 году увидел, что две звезды за четверть века повернулись друг относительно друга, как стрелка часов. Это был первый знак, что тяготение Ньютона держит не только планеты.

Потом Алголь задал загадку. Яркая звезда пары втрое тяжелее Солнца и ещё спокойно сжигает водород в ядре. Тусклая легче Солнца, но уже раздулась, как звезда на исходе топлива, хотя тяжёлые звёзды стареют быстрее лёгких, а родились эти две вместе. Лёгкая обогнала тяжёлую в старости, а по правилам прошлой главы так не бывает. Разгадку в середине прошлого века предложил астроном Кроуфорд: тусклая когда-то была тяжелее, первой состарилась, раздулась и отдала большую часть себя соседке.

Одиночке отдавать некому. У пары появляется то, чего нет ни у одной из двух звёзд: общий рельеф притяжения. Вокруг каждой звезды лежит своя долина, где вещество держит именно она, две долины сходятся восьмёркой, а в месте встречи поднимается перевал, на котором притяжения уравновешены. Их называют полостями Роша, по имени французского математика XIX века. Пока звезда умещается в своей, она живёт как одиночка. Но на исходе топлива звезда раздувается, долина переполняется, и газ переливается через перевал к соседке. Ни у одной звезды перевала нет, он есть только у пары.

Перелившийся газ обычно не падает на соседку прямо. Он кружил вместе с парой и сохранил это вращение, поэтому закручивается в плоский раскалённый диск, как вода воронкой над стоком раковины. Оседает он постепенно, по мере того как теряет вращение.

Дальше пара делает то, чего одиночка не умеет никогда. Белый карлик, остаток отгоревшей звезды, сжатый до размеров Земли, собирает на себе водород соседки, пока слой на поверхности не взорвётся. Это новая, хотя нового в ней ничего нет: карлик уцелел и начинает копить снова. Звезда T Северной Короны, которую обычно не видно глазом, в 1866 и 1946 годах за несколько часов разгоралась почти до яркости Полярной и за неделю гасла. С 2024 года её ждут со дня на день, и осенью 2026 года, когда пишутся эти строки, вспышки всё нет.

Карлик, набравший массу почти до предела, за которым карлики не живут, или столкнувшийся с другим карликом, взрывается весь, без остатка, и несколько недель светит как целая галактика. Такие сверхновые похожи одна на другую, и по ним, как по свечам известной яркости, мерят расстояния во Вселенной. Какой путь главный, до конца не ясно; похоже, работают оба.

Нейтронная звезда, остаток ещё теснее карлика, в одиночку видна разве что как пульсар, по коротким радиоимпульсам. В паре падающий на неё газ раскаляется так, что светит в рентгене. В начале семидесятых спутник «Ухуру» заметил, что один такой источник в Центавре мигает раз в неполных пять секунд, а раз в двое суток на полдня пропадает: нейтронная звезда заходила за свою соседку. Тот же поток раскручивает старую, замедлившуюся нейтронную звезду, как струя воды мельничное колесо, и самая быстрая из известных делает семьсот с лишним оборотов в секунду. Шар тяжелее Солнца крутится быстрее ножа кухонного блендера, и раскрутила его соседка.

Парой могут жить и две мёртвые звезды. Летом 1974 года на радиотелескопе Аресибо двадцатитрёхлетний аспирант Рассел Халс поймал пульсар, чьи вспышки то спешили, то отставали: пульсар обходил невидимую соседку, тоже нейтронную звезду, за рабочий день. По Эйнштейну такая пара должна излучать гравитационные волны, рябь самого пространства, и терять на них энергию. Руководитель Халса Джозеф Тейлор с коллегами годами следил за этими вспышками и увидел, что звёзды сближаются на длину легковушки в год, ровно на столько, сколько требует теория.

Чем кончаются такие пары, услышали 17 августа 2017 года детекторы в США и Италии, у другой пары, в другой галактике. Почти две минуты рябь нарастала, потом звёзды слились, почти сразу пришла вспышка гамма-лучей, а через полсуток в той галактике нашли новую светящуюся точку, облако выброшенного радиоактивного вещества. Десятки обсерваторий неделями его разглядывали и надёжно опознали в спектре стронций. Золота, по одному модельному расчёту, там было около двухсот масс Земли, по другим от одной до десяти, и напрямую его никто не видел. Сливаются и пары чёрных дыр, и такие слияния детекторы слышат гораздо чаще.

Пара ведёт в три стороны. Первая дорога — к мёртвым звёздам: пара решает, каким будет остаток и заметим ли мы его вообще, ведь одинокий остаток почти всегда тускл. Вторая — к диску: воронка из газа соседки открывает череду дисков, в которых потом будут слипаться планеты и закручиваться галактики. Третья — к звёздному скоплению: в его тесном ядре пары работают печкой, при каждой встрече с соседом сжимаясь и отдавая ему скорость, а слившиеся пары видны там как голубые отставшие, звёзды на вид моложе и тяжелее своих сверстниц.

Карлики и нейтронные звёзды пока выходили только на чужую сцену, в свете, который им одолжила соседка. Сами по себе они тихи. Карлику, которому нечего взять, остаётся миллиарды лет остывать, и держит его уже не жар.