Черные дыры и рябь пространства-времени: Рашид Сюняев (Андрей Ваганов)

Карьеру академика Рашида Сюняева можно назвать звездной во всех смыслах. Главной темой его исследований со студенческих лет и на протяжении более чем полувека был и остается Космос — нейтронные звезды, галактики, метагалактики, черные дыры…

Самый цитируемый в мире астрофизик Рашид Алиевич Сюняев родился 1 марта 1943 года в Ташкенте. Фамилия Сюняевы происходит от пензенских мурз (князей), переселившихся затем на Урал и в Центральную Азию. Среди них встречались «служилые татары», торговцы и духовные лица. Один из дедов Рашида Сюняева был муллой, отец ученого, Али Абдрахман улы Сюняев — инженером. С детства Рашид свободно говорил на татарском и узбекском языках.

После окончания школы наш герой поступил одновременно в Московский физико-технический институт и на механико-математический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова. А уже через два года после окончания этих двух, вероятно, самых престижных в СССР вузов защитил кандидатскую диссертацию в Институте прикладной математики Академии наук СССР. Руководителем его дипломной и кандидатской работ был замечательный ученый с мировым именем, трижды Герой Социалистического Труда, академик Яков Борисович Зельдович.

Сюняеву повезло учиться у самог? гениального Я. Б., как называли Зельдовича люди, работавшие с ним. Это дорогого стоит! Однажды Зельдович признался своему талантливому ученику:

Я много раз и радикально менял не только тематику исследований, но практически и специальность: был почти химиком, а в итоге стал почти астрономом. […] Трудно, но интересно освоить 10 процентов информации и специфических методов в любой области естественных наук, что необходимо для того, чтобы начать самостоятельно работать либо хотя бы спокойно ориентироваться в ней. Дальше путь от 10- до 90-процентного понимания — это одно удовольствие и истинное творчество. А вот пройти следующие 9 процентов — бесконечно тяжело и далеко не каждому под силу. Последний процент безнадежен. Разумнее вовремя взяться за новое дело…

Но Сюняев определился со сферой своих научных интересов сразу. Впрочем, сфера эта оказалась в буквальном смысле бесконечного радиуса…

В 1965 году, еще будучи студентом выпускного курса МФТИ, он предсказал существование в галактиках зон, ионизированных внешним излучением. Сюняев вычислил и доказал, что наблюдения водорода в периферийных областях галактик могут дать богатейшую информацию о потоке ионизирующего фонового излучения.

Когда в начале 1970-х годов не достигший еще и 30 лет ученый совместно со своим коллегой Николаем Шакурой опубликовал статью о модели падения вещества на черные дыры и нейтронные звезды, он сразу стал восходящей звездой мировой астрофизики. Эта публикация и до сих пор остается одной из самых цитируемых в этой области. Понять коллег-физиков можно: черная дыра, астрофизический объект, состоящий только из искривленного пространства (!), вдруг стал доступен для моделирования. Согласно этой модели вещество, падающее на черную дыру или нейтронную звезду, образует быстро вращающийся диск (аккреционный диск). Двигаясь в нем, вещество разгоняется и начинает излучать фотоны высоких энергий. Был сделан однозначный теоретический вывод: «Проглатывающие огромный объем материи черные дыры становятся наиболее мощными источниками излучения во Вселенной». Все это получило в физике название «стандартной теории аккреции» (падения вещества) на черные дыры и нейтронные звезды.

Рискуя создать некоторую хронологическую турбулентность, скажем все-таки, что в 2016 году Рашид Алиевич Сюняев стал лауреатом Государственной премии Российской Федерации в области науки и технологий именно «за создание теории дисковой аккреции вещества на черные дыры». Премия почти полувековой «выдержки»! Под стать нобелевской традиции. Кстати, уже не первый год авторитетные мировые эксперты и организации называют Рашида Сюняева одним из очень вероятных претендентов на получение Нобелевской премии по физике…

Но теоретические расчеты «стандартной теории аккреции» черных дыр нужно было доказывать экспериментально. Вскоре и такая возможность Сюняеву представилась. В 1974 году директор Института космических исследований АН СССР (ИКИ), академик Роальд Сагдеев, пригласил Якова Зельдовича и Рашида Сюняева на работу. Уже по инициативе Сюняева в ИКИ был создан отдел астрофизики высоких энергий. Тогда и произошло плавное вхождение Сюняева-теоретика в экспериментальную рентгеновскую и гамма-астрономию.

В 1970–1980-х годах совместно с Я. Б. Зельдовичем Рашид Сюняев исследовал реликтовое излучение, оставшееся после Большого взрыва, что позволило провести пионерские проверки космологических моделей, которые используются до сих пор. И это остается одной из наиболее интересных областей современной космологии.

Примерно в это же время, в 1970-х годах, коллектив астрономов (В. Лютый, Р. Сюняев, А. Черепащук) измерил массу двойной системы в созвездии Лебедя. Масса невидимой компоненты показала, что она является черной дырой. Об этом результате было доложено впервые на семинаре Зельдовича.

Вместе со своим учителем Сюняев впервые математически точно описал рассеивание реликтового излучения под воздействием электронов. Этот эффект получил в науке название «эффект Сюняева — Зельдовича» (SZeffect). За последние десятилетия привлекательная теоретическая идея Сюняева — Зельдовича превратилась в чрезвычайно продуктивный, долгоиграющий метод наблюдательной космологии. Неслучайно в 2002 году Рашид Сюняев был удостоен Премии имени А. А. Фридмана РАН за серию работ «Эффект понижения яркости реликтового излучения в направлении на скопления галактик». А вскоре американский зонд WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe — американский космический аппарат, запущенный 30 июня 2001 года специально для изучения реликтового излучения) экспериментально подтвердил существование этого эффекта. И это не осталось незамеченным мировым научным сообществом: в 2008 году Рашид Сюняев стал лауреатом самой почетной награды Американского астрономического общества — премии Рассела, а также премии Крафорда Королевской академии наук Швеции. Впрочем, все это произошло несколько позже…

А в 1984 году Сюняева избрали членом-корреспондентом Академии наук СССР по Отделению общей физики и астрономии (астрономия, космические исследования). Научная карьера шла по нарастающей…

В 1988 году Американское астрономическое общество присудило Сюняеву премию Бруно Росси — за оригинальные работы, внесшие значительный вклад в астрофизику высоких энергий… 1990 год — премия по фундаментальным наукам Международной академии астронавтики… В 1992 году его избрали академиком РАН.

Но именно в этот период, как и у многих его коллег, у Сюняева произошел серьезный поворот в судьбе. Причины, его вызвавшие, очень эмоционально, но точно определил в сентябре 1993 года академик Владимир Фортов, тогда только назначенный председателем Российского фонда фундаментальных исследований, а в 2013–2017 годах — президент Российской академии наук.

Процессы, происходившие в научной сфере страны, он обрисовал так:

…Сейчас ситуация в нашей науке вне всякого преувеличения является коматозной. Мы катастрофически резко теряем наши научные позиции, школы, падает уровень научных исследований, нет журналов, книг. Молодежь уходит из науки и техники в бизнес или за границу. […] Я считаю, что одна из самых тяжелых болезней нашего времени — равнодушие, если не сказать — отрицательное отношение некоторых госструктур к науке. […] Российская наука имела и имеет очень сильные стороны. За исторически короткий срок в относительно отсталой стране, какой была Россия, была создана совершенно фантастическая наука! Наш научный уровень по многим направлениям превосходит западный (в частности, по моей специальности — физике экстремальных состояний). И все это благодаря научным школам: Колмогоров, Вернадский, Ландау, Сахаров, Зельдович и многие другие. А сейчас мы теряем эти школы. Это — катастрофа. Тем более что сокращение денег на науку никакой реальной экономии не дает. Ведь на нее и так тратится всего два-три процента национального бюджета. […] У нас в России в силу ряда причин сложилось совершенно уникальное научное сообщество. И мы его сейчас вот так бездарно теряем. […] Для большинства ученых возможность интересной работы — выше всего остального. И никогда ученые не были денежными магнатами. Ученые — это средний класс во всех странах. Среди моих знакомых зарубежных коллег нет ни одного, кто бы ездил на «мерседесе». Но когда у ученых отбирают возможность работать, это вызывает очень резкую отрицательную реакцию. При этом ученые не склонны к активным протестам, они не устраивают демонстраций — собирают чемоданы и уезжают на Запад. Соответствует ли это национальным интересам России?

Ничего удивительного, что ученый с мировым именем, каковым к тому времени был академик Рашид Сюняев, решил уехать работать за границу. Он принял предложение стать директором Института астрофизики Общества им. Макса Планка в Гархинге (Германия). Занимается своей любимой космологией, теоретической астрофизикой высоких энергий. И по-прежнему остается главным научным сотрудником Института космических исследований в Москве. Так и живет на два дома — между Россией и Германией. Его биограф Юлдуз Халиуллин это состояние определяет так: «Местонахождение ученого — Москва, Мюнхен, далее везде — там, где есть соответствующая научная аудитория, готовая абсорбировать его идеи и концепции. Для него не менее важно выслушать доводы и добрых оппонентов, и критически настроенных сторонников, особенно молодых ученых — дерзких и трудолюбивых».

За это время Рашид Сюняев стал руководителем крупных космических экспериментов, которые привели к важным открытиям. Среди них — детальные карты центральной области Галактики, выявление нескольких десятков рентгеновских источников, в том числе первого в Галактике микроквазара, открытие жесткого рентгеновского излучения от сверхновой звезды в Большом Магеллановом Облаке…

Но, возможно, самым значительным достижением академика Рашида Сюняева стало участие в экспериментальной фиксации гравитационных волн, родившихся от слияния двух нейтронных звезд. Теоретики предсказывали, что при столкновении нейтронных звезд должны излучаться не только гравитационные волны, но и гамма-лучи, а также извергаться мощные струи вещества, сопровождающиеся излучением электромагнитных волн в широком частотном диапазоне. В момент столкновения основная часть двух нейтронных звезд слилась в один ультраплотный объект, испускающий гамма-лучи. Уже первые измерения гамма-излучения в сочетании с детектированием гравитационных волн подтвердили предсказание общей теории относительности Эйнштейна — что гравитационные волны распространяются со скоростью света.

А вот обнаружен этот гамма-всплеск был с помощью орбитальной обсерватории гамма-лучей «Интеграл», являющейся проектом Европейского космического агентства с участием России и НАСА. Со стороны России научным руководителем проекта является Рашид Сюняев. Официальное сообщение о фиксации гравитационных волн от слияния нейтронных звезд появилось на всех мировых информационных ресурсах 17 октября 2017 года.