Во всяком случае, такого мнения в конце 1980-х годов придерживались многие астрономы. Возможно, это были просто разумный консерватизм и опасение выплеснуть вместе с водой ребенка. Во всяком случае, ученые считали, что, возможно, причина плоских кривых вращения галактик – это не гипотетические вимпы или иные слабовзаимодействующие частицы, а гораздо более крупные и массивные астрофизические объекты, названные МАЧО – массивные компактные объекты гало (massive compact halo objects, MACHO). Этими МАЧО могли быть красные карлики – крохотные звезды, которые гораздо меньше, холоднее и тусклее нашего Солнца. Или, например, коричневые карлики – еще меньших размеров газовые шары с массами и температурой, недостаточными для протекания в их ядрах реакций термоядерного синтеза из водорода. На эту роль могли годиться и старые белые карлики – медленно угасающие и остывающие компактные остатки солнцеподобных звезд или оставшиеся после Большого взрыва сверхплотные нейтронные звезды. Среди МАЧО могли затесаться и оставшиеся после Большого взрыва маломассивные первичные черные дыры. Ну и конечно, по гало галактик могут носиться бесчисленные неприкаянные юпитероподобные планеты, недоступные прямому обнаружению из-за их малых размеров и светимости.

Но если МАЧО слишком слабые и поэтому для нас невидимы – в конце концов, мы здесь говорим о темной материи, – то как астрономы могут доказать их существование? Ответ может вас удивить – посредством гравитационного линзирования. Помните, как Эйнштейн вычислил, как свет далекой звезды может быть искривлен и усилен тяготением расположенной на луче зрения более близкой звезды? Такой же эффект может создать расположенное на луче зрения невидимое МАЧО. Другими словами, при прохождении расположенного в гало нашей Галактики МАЧО перед гораздо более далекой звездой (или другой галактикой) вид этой далекой звезды на короткое время меняется, причем совершенно определенным образом.

Конечно, Эйнштейн писал, что «нет никакой надежды, что это явление когда-нибудь можно будет наблюдать непосредственно», но это было в 1936 году. Он оказался прав в вопросе об эффекте светящегося кольца, но для отдельных звезд кольцо это ненаблюдаемо даже в крупнейшие телескопы из-за его слишком малого размера. Но, как показал норвежский астрофизик Сьюр Рефсдал в опубликованной им в 1964 году статье в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society1, относительно более близкий объект – гравитационная линза – еще и усиливает свет далекой звезды в случае почти идеального расположения на одном луче зрения, и это усиление может оказаться весьма существенным. Рефсдал показал, что прохождение относительно близкой звезды перед расположенной позади нее более (с точки зрения земного наблюдателя) далекой звездой – вовсе «не такое уж и редкое явление. Проблема лишь в том, чтобы найти, где и когда оно произойдет».

Это было за 15 лет до открытия первой гравитационной линзы – описанного в предыдущей главе «квазара-близнеца». И Рефсдал написал свою статью задолго до того, как кого бы то ни было стала волновать проблема гало из темной материи. Но в 1981 году аспирантка Мария Петру поняла, что невидимые тела в гало Млечного Пути могут обнаружить себя посредством гравитационного линзирования расположенных за ними далеких звезд других галактик. К сожалению, ее научный руководитель не дал ей опубликовать эти результаты2.

Петру родилась в Греции и училась в университете Аристотеля в Салониках, а потом изучала математику в Кембриджском университете. Ее диссертация «Динамические модели сфероидальных систем» была посвящена решению ряда теоретических задач, включая «эффект гравитационного линзирования, вызванного объектами гало нашей Галактики». Она изучала «ожидаемые наблюдательные проявления в случае, если гало нашей Галактики состоит из “Юпитеров”, белых карликов или черных дыр». Петру пришла к выводу, «что если наша Галактики окружена гало из темных компактных объектов… то у нас должна быть возможность обнаружить транзиентное усиление [блеска] внегалактических звезд, длительность которого зависит от вида компактных линзирующих объектов».

Идеи Петру предвосхитили последующие исследования, но в свое время они оставались неизвестными широким кругам астрономов. Хотя содержание большинства глав диссертации Петру было опубликовано в рецензируемых научных журналах, ее научный руководитель – знаменитый кембриджский астроном Дональд Линден-Белл – счел главу об объектах гало слишком спорной и не дал разрешения на ее публикацию.

Через пять лет, в мае 1986 года, принстонский астроном польского происхождения Богдан Пачинский опубликовал в The Astrophysical Journal свою историческую статью «Гравитационное линзирование объектами галактического гало»3. Согласно Пачинскому, если темное гало нашей Галактики состоит из объектов с массами больше половины массы Луны, то любая звезда из ближайших к нам галактик в любой момент может оказаться «микролинзированной» с вероятностью один на миллион. Это значит, что при прохождении объекта гало перед далекой звездой блеск этой звезды усиливается в течение нескольких дней, недель или месяцев в зависимости от линзирующей массы – как уже было показано Марией Петру. Блеск звезды должен возрасти, достичь максимума и потом снова ослабеть совершенно симметричным образом.

Разумеется, совершенно невозможно предвидеть, какая из далеких звезд окажется линзированной, и поэтому единственный способ обнаружить такое явление – это непрерывно отслеживать миллионы звезд на протяжении длительного времени – лет эдак двух или больше. Пачинский писал, что «предлагаемая наблюдательная программа потребует колоссального объема обработки данных». Такого рода исследование с помощью фотографических пластинок действительно оказалось бы чрезвычайно трудоемким. Электронные приемники излучения в середине 1980-х годов имели слишком малые размеры и не могли обеспечить получение достаточного количества изображений звезд за одну экспозицию, и к тому же у астрономов тогда еще было мало опыта автоматической обработки данных. Как и Петру, Пачинский опередил свое время. Кстати, рецензент вначале даже высказался против публикации статьи, сочтя предложение Пачинского практически неосуществимым.

Через три года перспективы стали выглядеть гораздо более многообещающими. Астроном из Ливерморской национальной лаборатории в Калифорнии Чарльз Олкок вместе со своим коллегой Тимом Аксельродом и постдоком Пак Хе Сук работал над проектом автоматического мониторинга большого количества звезд4. Идея проекта состояла в поиске далеких объектов Солнечной системы вроде ледяных тел Пояса Койпера и ядер комет в Облаке Оорта, которые при прохождении перед далекой звездой могут выдать свое присутствие кратковременным падением ее блеска. Явления эти очень редкие и мимолетные, но если с помощью электронных приемников излучения и специальных компьютерных программ отслеживать блеск многих тысяч звезд, то, может быть, получится зарегистрировать какое-нибудь из них.

В 1989 году Дэйв Беннет, в то время постдок в Принстонском университете, обратил внимание Олкока на статью Пачинского 1986 года. Если есть возможность зарегистрировать кратковременные «мигания» звезд, вызванные прохождением перед ними объектов Пояса Койпера или комет, то, по мнению Беннета, также можно обнаружить гораздо