Девять открытий во Вселенной, сделанных случайно

Более 400 лет назад Галилео Галилей, наблюдая в телескоп за звездами, открыл четыре спутника Юпитера, которые сегодня мы знаем как Галилеевы луны. До того момента ни один ученый не предсказывал, что у других планет будут свои спутники. А почти 250 лет назад Уильям Гершель открыл Уран, пока исследовал звезды и кометы в созвездии Тельца. Хотя другие астрономы уже знали об этом небесном теле, они много лет принимали его за звезду. Только благодаря наблюдениям Гершеля Уран наконец признали планетой, причем первой из обнаруженных с помощью телескопа — многие другие возможно наблюдать невооруженным глазом. 

В XXI веке такие находки, сделанные 400 и даже 200 лет назад, не кажутся чем-то невероятным, ведь тогда люди еще не знали столько о нашей Вселенной. Но неожиданные астрономические и не только открытия делают даже сейчас, когда за небом пристально наблюдают сотни обсерваторий, десятки тысяч ученых и астрономов-любителей. Поэтому мы вдохновились книгой «Наша случайная Вселенная» профессора астрофизики Оксфордского Университета Криса Линтотта и другими источниками, чтобы рассказать всего о нескольких из них, сделанных за последние десятилетия.

Теория Большого взрыва

Открытие теории Большого взрыва в 1964 году — история не о гениальном озарении, а скорее, о стечении обстоятельств. Когда Арно Пензиас и Роберт Уилсон работали с радиотелескопом, они постоянно улавливали загадочный «шум». Исследователи даже пытались очистить антенну от вероятного загрязнения, полагая, что прилипшие частицы неизвестного происхождения пагубно влияют на их измерения. Гораздо позже ученые поняли, что этот «шум» был не помехой, а древнейшим светом во Вселенной — так называемым космическим микроволновым фоновым излучением, также известным как реликтовое излучение. Так «неудача» Пензиаса и Уилсона подтвердила, что Вселенная когда-то была невероятно плотной и горячей, и с тех пор расширяется.

Слабый свет, о котором идет речь, остался как раз после Большого взрыва — к тому моменту, когда Вселенная уже остыла до состояния, позволяющего фотонам свободно перемещаться в пространстве. С тех пор они путешествовали в космосе, пока не были зафиксированы первым в мире радиотелескопом, построенным компанией Bell Labs. Хотя реликтовое излучение невозможно увидеть без телескопа, оно заполняет всю Вселенную. И главное — это излучение помогает ученым понять, как же она образовалась, и какой была на ранних этапах своего существования. 

Гамма-всплески

Открытие гамма-всплесков (GRB) — ярких и мощных взрывов во Вселенной — пришлось на период космической гонки между США и СССР. Астрономы считают, что эти взрывы происходят в далеких галактиках и приводят к появлению черных дыр на расстоянии десятков миллионов световых лет от нас. В 1967 году гамма-всплески неожиданно обнаружили спутники Vela, разработанные для поиска засекреченных испытаний ядерного оружия. Четырьмя годами ранее СССР подписал Договор о запрете ядерных испытаний на воде, на земле и в космосе, но США подозревали, что «советы» не выполняют условий договора и все-таки проводят ядерные испытания, не афишируя этого. 

Vela размещались намного выше остальных спутников и несли на борту детекторы, фиксирующие рентгеновское и гамма-излучение, характерное для ядерного взрыва. Расположение позволяло им обнаруживать взрывы даже за Луной, и четыре параллельно работающих спутника делали это сразу в нескольких местах одновременно. И однажды они среагировали на события, которые не были связаны с ядерными испытаниями. 

Впрочем, получить основную информацию и классифицировать гамма-всплески удалось только в 1990-х, когда NASA запустило гамма-обсерваторию Compton с прибором BATSE, предназначенным для изучения гамма-всплесков. Уже спустя год ученые сделали вывод, что эти взрывы распределены по всему небу, исходят из далеких галактик и генерируют еще больше энергии, чем считалось ранее.

Неожиданная Андромеда

Это невероятная история о том, как три астронома-любителя и астрофотографа изменили наш взгляд на Вселенную. Причем сделали это недавно — в 2022 году они обнаружили и сфотографировали невиданную ранее кислородную дугу рядом с нашей ближайшей спиральной галактикой — галактикой Андромеды. Теперь благодаря Марселю Дрекслеру, Ксавье Штроттнеру и Яну Сейнти мы знаем о существовании и даже можем увидеть на фото кислородную дугу рядом с ближайшей к нам спиральной галактикой — галактикой Андромеды.

В 2023-м фотография Андромеды Неожиданной принесла своим создателям победу на конкурсе «Астроном-фотограф года», который ежегодно проводит Гринвичская королевская обсерватория. В жюри тогда отметили, что «результатом [открытия] может оказаться крупнейшая и ближайшая к нам подобная структура во Вселенной».

Почему никто не видел эту дугу голубоватого оттенка ранее? Дело в том, что она испускает очень слабое свечение в спектральной линии дважды ионизированного кислорода, поэтому зафиксировать ее можно только с помощью специальных фильтров или спектрографа, настроенного на конкретные спектральные линии. Однако их используют лишь немногие астрофотографы — в основном из-за того, что сделанные таким образом фотографии имеют много шумов и получить качественный снимок невероятно сложно.

«Объект Ханни»

Волонтерские проекты охватывают самые разные сферы человеческой деятельности. Например, в рамках глобального интернет-проекта Galaxy Zoo добровольцы со всего мира помогают ученым классифицировать галактики — для этого они анализируют изображения, предоставленные несколькими мощными телескопами. Именно так голландская учительница Ханни ван Аркел обнаружила таинственное зеленое пятно рядом со спиральной галактикой IC2497. И только через два года ученые Йельского университета смогли объяснить, что снимок запечатлел облако сверкающего газа в свете квазара — очень активной галактики с массивной черной дырой по центру. Хотя сам квазар на тот момент полностью выгорел, остатки его свечения продолжают путешествовать по космосу, создавая эффект светового эха. 

Таким образом «объект Ханни», названный именем частной исследовательницы, привлек внимание к этой галактике, которая находится на расстоянии 650 млн световых лет от Земли. Радионаблюдения показали, что на стыке этого объекта и соседней галактики активно образовываются новые звезды — самым молодым из них «всего» несколько миллионов лет.

Коричневый карлик «Случай»

Необычность коричневых карликов состоит в том, что они уже не планеты, но еще и не звезды. С одной стороны, на них протекают процессы, похожие на планетарные, но при этом они массивнее планет, хотя все еще малы для того, чтобы называться звездами. Один из таких коричневых карликов в 2021 году случайно открыл астроном-любитель Дэн Каселден, используя онлайн-сервис для их поиска в массивах данных, полученных во время миссии NEOWISE. Сегодня эта находка известна как «Случай», хотя официально объект называется WISEA J153429.75-104303.

На тот момент в нашей галактике было обнаружено более 2000 коричневых карликов, но никто не знал о «Случае», расположенном за 50 световых лет от Солнца. Он привлек внимание своими необычными свойствами: в разных участках спектра он был то очень тусклым, то очень ярким. А это указывало на противоположные характеристики: низкую температуру и большой возраст в первом случае, и ровно наоборот — во втором. В итоге ученым все-таки удалось выяснить его приблизительный возраст — в диапазоне от 10 до 13 млрд лет, — а также сделать вывод, что подобных объектов во Вселенной может быть больше, чем они предполагали.  

Существование пульсаров

Пульсарами называют вращающиеся нейтронные звезды с мощным магнитным полем, наклоненным относительно оси вращения, что приводит к модуляции приходящего на Землю излучения — это выглядит как периодически мерцающий свет маяка. Открытие пульсаров в 1967 году стало сенсацией: сначала их приняли за возможные сигналы внеземных цивилизаций, и даже в шутку назвали LGM — little green men, то есть «маленький зеленый человечек». Но очень скоро ученым стало ясно, что перед ними новый тип астрофизического объекта. 

Первый пульсар обнаружили в 1967 году астрономы Кембриджского университета — аспирантка Джоселин Белл и ее руководитель профессор Энтони Хьюиш. Они как раз испытывали новый радиотелескоп с аппаратурой для регистрации переменного космического излучения. И думали, что причиной переменности были мерцания радиосигналов от далеких галактик и квазаров, проходящих сквозь неоднородности межзвездной и межпланетной плазмы — точно так же, как мерцают изображения звезд, которые мы наблюдаем через неоднородную атмосферу Земли. Но вместо хаотичных сигналов ученые неожиданно выявили периодически приходящие цепочки импульсов. Как оказалось, источником импульсов были быстро вращающиеся нейтронные звезды, о существовании которых некоторые ученые догадывались почти тридцать лет назад. 

Сегодня пульсары считаются одними из самых точных «космических часов». Кроме того, их импульсы, которые приходят с определенной периодичностью, помогают астрономам обнаружить гравитационные волны и картировать структуру нашей галактики.

Спутник Плутона Харон

О существовании Плутона ученые узнали еще в 1930 году. Уже тогда планета вела себя не совсем обычно, так как вращалась по вытянутой и сильно наклоненной орбите, иногда приближаясь к Солнцу. Но только в 1973 году американский астроном Джеймс Кристи, изучая орбиту Плутона, заметил странное пятно сбоку. Вначале он и его команда объяснили его появление неисправным астрономическим оборудованием. Но потом заметили, эта «неисправность» проявляется в одном и том же месте строго по графику: каждые 6,39 дня. Именно так была открыта одна из пяти лун, вращающихся вокруг Плутона.

Джеймс Кристи на правах первооткрывателя мог сам выбирать название для луны. В результате он взял первые символы имени своей жены Шарлин и добавил окончание «-он», как в словах «электрон» и «нейтрон». И сегодня мы знаем этот спутник как Харон — это название утвердил Международный астрономический союз.

«Кольцо Эйнштейна»

Одна из совсем недавних находок — гигантское «кольцо Эйнштейна». Ученые обнаружили его в феврале 2025 года во время проверки нового мощного космического телескопа Euclid. Редкое явление было замечено на тестовых снимках относительно близкой к нам галактики. Ученых заинтересовало светящееся кольцо, появившееся благодаря гравитационной линзе вокруг галактики NGC 6505, расположенной в 500 млн световых лет от Земли. Как отметил сотрудник Портсмутского университета Томас Коллетт в пресс-релизе, опубликованном на официальном сайте Института космологии и гравитации, она фактически находится «на нашем заднем космическом дворе».

Почему именно такое название — «кольцо Эйнштейна»? Этот объект стал примером сильного гравитационного линзирования. А сильные линзы — особенные, и в том числе помогают подтвердить Общую теорию относительности в астрономических масштабах. 

Облако Оорта

В этом случае речь идет не про его открытие, а о находке, которая может изменить представление об одной из самых загадочных структур в нашей Солнечной системе. Облако Оорта представляет собой большое пространство, заполненное ледяными небесными телами, которые вращаются вокруг Солнца по орбите. Во время подготовки очередного шоу «Встречи на Млечном Пути» для планетария Хейдена в Нью-Йорке кураторы мероприятия внезапно обнаружили модель спиральной структуры в облаке Оорта. Вначале ее приняли за артефакт, но после расследования и моделирования на суперкомпьютере NASA Pleiades выяснили, что это была действительно спираль в облаке Оорта, образованная малыми телами и кометами.

Как сообщила доцент кафедры астрономии Йельского университета Малена Райс в комментарии для CNN в июне 2025 года, «обнаружение этой спирали стало прекрасным примером того, что мы можем узнать о Вселенной благодаря визуализации». Она также добавила, что результаты этой визуализации меняют представление о нашей Солнечной системе и позволяют понять, как могут выглядеть облака Оорта в других системах.

Сколько еще непредсказуемых находок во Вселенной нас ждет? 

История изучения Вселенной показывает, что открытия часто делаются случайно, но это никак не преуменьшает их значимость. За открытие радиопульсаров в 1974 году Нобелевскую премию по физике получил Энтони Хьюиш. Его коллега Джоселин Белл, первой заметившая загадочные импульсы, тогда не вошла в список лауреатов, но в 1973-м вместе с Хьюишем была удостоена Медали Альберта Майкельсона. А открытие реликтового излучения принесло Арно Пензиасу и Роберту Уилсону Нобелевскую премию по физике в 1978 году. 

Кеннет Лэнг, астроном из Университета Тафтса в Медфорде, в своем комментарии для SPACE.com в январе 2010 года отметил, что «тенденция случайных открытий сохранится и в будущем, особенно по мере того, как на Земле или в космосе будут устанавливать новые телескопы, которые откроют новые способы наблюдения за Вселенной». Ранее, в далекие 1990-е, об этом говорил и астроном Джон Бахколл, указывая, что «наиболее удивительные открытия происходят тогда, когда мы ищем совсем другое». По его мнению, люди наверняка разгадают главные космические тайны, касающиеся темной материи и темной энергии, но «не традиционным путем, а благодаря совершенно неожиданным наблюдениям». 

Итак, очевидно, что впереди нас точно ждет много интересного: с космическими телескопами нового поколения, сверхчувствительными спектрографами, огромными массивами данных и, конечно, энтузиастами, которые стремятся к чему-то большему, чем рутинные исследования.