Зеленчукская обсерватория
Специальная, астрофизическая обсерватория (САО) была организована и июне 1966 года как научно-исследовательский институт Академии наук по решению Правительства СССР и Президиума Академии наук. Месторасположением обсерватории стал самый юг России — Карачаево-Черкесская автономная область Ставропольского края. Основу ее составили крупнейшие в мире телескопы; оптический с диаметром главного зеркала 6 метров (БТА), расположенный в 40 км от станицы Зеленчукской на высоте 2070 метров над уровнем моря в предгорьях Северного Кавказа, и радиотелескоп РАТАН-600 с диаметром антенны около 600 метров, построенный на южной окраине станицы Зеленчукской. БТА и РАТАН-600 входят в число крупнейших в мире рефлекторных телескопов и включены в Книгу рекордов Гиннесса.
В настоящее время САО является основным. R России центром наземных исследований ближнего и дальнего космоса. Обсерватория состоит из оптического и радиоастрономического секторов, последний включает в себя также научно-методический филиал в Санкт-Петербурге, где расположен 130-метровый Большой Пулковский Радиотелескоп, используемый для патрулирования солнечного радиоизлучения. Научно-исследовательская работа Обсерватории ведется в 15 лабораториях, объединяющих 120 научных сотрудников, среди которых - академик РАН, 11 докторов и 55 кандидатов наук.
- Определены массы у 1500 галактик в двойных и тройных системах.
- При спектральном обзоре голубых объектов Маркаряна обнаружено более 500 новых галактик с активными ядрами и квазаров. Открыт один из самых молодых объектов вo Вселенной - голубая карликовая галактика SBS 0335-052 с содержанием кислорода с 50 раз меньше, чем в нашей Галактике.
— По измерениям, на БТА красных смещений у далеких богатых скоплений галактик обнаружен гигантский пустой объем пространства размером А миллиард световых лет, существование которого противоречит выводам стандартных космологических теорий.
- На основе массовой спектроскопии звезд показано, что наиболее активно процессы обогащения Млечного Пути тяжелыми элементами протекали к эпоху формирования спиральных рукавов. В последние же 5 миллиардов лет существенного обогащения галактического диска тяжелыми элементами не происходило.
Телескопы БТА и РАТАН-600 имеют статус инструментов открытого коллективного пользования, допускающий широкую интеграцию с Европейским астрономическим сообществом и мировой наукой в целом. Значительная часть наблюдательного времени выделяется зарубежным институтам и обсерваториям для реализации совместных научных проектов. На базе САО регулярно проводятся международные совещания и конференции. Установлены прямые договорные связи с 20 зарубежными институтами. ГНЦ "Специальная астрофизическая обсерватория РАН" участвует в международных и российских программах экологического мониторинга земной атмосферы и ближнего космоса.
газета "Российская Федерация", №1, 1997 год
Что видно из крупнейшей в России обсерватории
Корреспондент РР отправился в Карачаево-Черкесию, чтобы побывать во чреве короля телескопов, увидеть, чем занимаются по ночам российские астрономы и встретить рассвет с Венерой.
Черно-желтый плакат пересекала красная надпись «Лишь раз в жизни!». Рядом пояснялось: «Венера приближается… Не пропустите!». Плакат висел на сайте САО РАН – Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук – вместе с головокружительными снимками кавказских гор. Снежные вершины, купола башен с телескопами, словно свита окружающие монументальный БТА, самый большой телескоп на материке.
С детства я знал, что две самых красивых вещи в мире – звездное небо ясной ночью вдали от города и горные хребты. А тут еще Венера продефилирует по Солнцу – расположение светил явно благоволило к тому, чтобы немедленно отправиться в обсерваторию. Орбиты Венеры и Земли находятся в разных плоскостях, поэтому в следующий раз наши планеты выстроятся в одну линию с Солнцем только через 105 лет.
В 1768 ради того, чтоб взглянуть на это событие капитан Джеймс Кук целый год потратил на путешествие до Таити и обратно. Мне же хватило одного дня, проведенного по большей части в такси от аэропорта Минеральных Вод до научного поселка Нижний Архыз.
- Это официальное название, а сами мы поселок называем Буково, - сказал таксист, - потому что вокруг буки растут.
- А что астрономы, - должно быть, слегка не от мира сего?
- Люди как люди, задрав голову к небу не ходят, звездной болезнью не страдают.
Миновав казачью станицу Зеленчукская, мы въезжаем в Архыз – горную местность в ущелье реки Большой Зеленчук. Вокруг все, как и должно быть на Кавказе – шумит река, на склонах гор пасутся отары овец, табуны лошадей, стада коз и коров. Всадники-карачаевцы гонят их по пустой дороге, машине каждые пять минут приходится проталкиваться сквозь новое стадо. Карачаевские женщины на обочинах готовят и продают хычины – вкусные лепешки с мясом или сыром.
После того, как в 90-е местные заводы распилили, а колхозы развалили, каждый налаживает свою жизнь как может. Карачаевцы и казаки живут очень по-разному, но и те, и другие воспринимают Советский Союз как легендарную эпоху исполинов. Один из них мы оставили позади – радиотелескоп РАТАН-600, похожий на огромный круглый стадион, окруженный белоснежным амфитеатром - антенной диаметром 600 метров. Другой виден издалека – словно мегалит, на двухкилометровой высоте над горой возвышается вытянутая в небо полусфера БТА - Большого Телескопа Альт-Азимутального.
Остров астрономов.
Буково находится за КПП, отгороженное шлагбаумом от бурь суетного мира. В буковых зарослях прячутся четыре жилые многоэтажки, школа, детсад, гостиница, лабораторный корпус, мастерские, в которых изготовляют и ремонтируют астрономическое оборудование. Вот, кажется и все. В двух шагах от поселка – заводик, разливающий по бутылкам минеральную воду. В самом поселке минеральная вода течет прямо из крана.
Чуть поодаль – тысячелетние развалины крупного аланского города, от которого сохранилось три христианских храма. Один из них отремонтировали, теперь это древнейший на территории России действующий храм. Рядом на земле большой круг из камней, предположительно солнечный календарь. Ведь астрономия – самая старая из наук.
В Буково живут 600 человек и бессчетное количество кошек и собак. От поселка отходят две дороги: одна на гору, к телескопу, другая – к станице, откуда мы приехали. Астрономы шутят – «коллеги из Дубны хвалятся, что у них всего час до столицы, а мы им отвечаем, что у нас всего час до станицы». Другие населенные пункты в досягаемости - Теберда, Нижняя Теберда, Верхняя Теберда, Новая Теберда…
Пойти особо некуда – ни кафе, ни развлекательных заведений, но ночная жизнь очень даже имеется – меня сразу предупреждают, чтобы я не пугался, если встречу астронома в полночь на лесной тропе. Астрономы, как и я – ночные существа. Кто-то ночью на дежурстве у телескопа, кто-то вышел посмотреть на звезды, у кого-то бессонница от высокогорья. Дежурства в обсерватории на горе – главное местное развлечение, за них идет борьба, очередность надолго расписана. Исследователи управляют телескопом дистанционно, из лабораторного корпуса в поселке, и радости дежурства связаны не с открытиями, а с медитациями на вершине горы под звездами.
Среди астрономов немало семейных пар. Чтобы сносно жить, работать должны оба члена семьи, а другой работы здесь практически нет. Многие маститые ученые до сих пор живут в общежитии, - квартиру в поселке купить нереально, цены выше чем в Ставрополе. Меня тоже вселяют в общежитие, потому что всю гостиницу заняли приехавшие из Москвы киношники. Они снимают на горе эпизоды для фильма «Лучшая девушка Кавказа» - что-то вроде продолжения «Кавказской пленницы». Киношники наделали переполоху в поселке, ходят слухи, что даже Этуш приедет играть своего постаревшего кавказского героя.
А так в Буково новостей немного – ответ на просьбу рассказать последние истории юные астрономы-аспиранты долго пытаются вспомнить что-нибудь эдакое, но в итоге приключений набирается только на пару коротких рассказов с зачином «как-то раз выпили мы и пошли на гору» или «вот была у нас бабка, которая по ночам выпить продавала»…
Мы гуляем по поселку с Денисом Растегаевым – жизнерадостным 30-летним научным сотрудником обсерватории. Вечереет, шумит река, темнеют горы, - ночью в поселке чувствуешь себя как на маленьком острове на берегу звездного океана. Денису скоро заступать на ночную вахту в лабораторном корпусе – сегодня его очередь наблюдать звезды.
- Я сюда попал 10 лет назад, - рассказывает Денис. – Помню, как был шокирован всей этой красотой, прямо эйфория началась. Идешь по лесу, а вокруг светлячки… Тут много таких мистических моментов, но чтоб их почувствовать, надо здесь жить. Я экстраверт, люблю тусовки, но в последние годы стал главную радость внутри находить. Раньше меня тянуло в город, а сейчас больше недели в городе не могу. Идешь через потоки серой массы и понимаешь, что ты не нужен никому, они тебе не нужны, и все это – какая-то мишура. А здесь настоящее. Я такой счастливый всегда возвращаюсь, тащу рюкзак и думаю: «Елки-палки, как же классно!». Здесь ты как будто в космосе. А еще мистический момент – когда ты лежишь на горе, ветер дует, никого нет, ты смотришь в небо и слышишь как где-то рядом идут коровы и звенят колокольчиками. Атмосфера как в фильме Тарковского - лежишь в Солярисе, чувствуешь его всем телом, каждой клеточкой…
Ночная вахта
- А еще меня поразило, как здесь работают. Выхожу в час-два ночи гулять, смотрю – люди работают. И вот это меня очень завело. До этого я видел только классическую форму работы – с понедельника до шести, дожидаешься пятницы, в выходные гуляем. А здесь ощущение, что ты не проживаешь свою жизнь вхолостую - люди своей работой живут, занимаются тем, что им нравится и как им нравится. А я безумно люблю физику – после института был долгий период, когда книжки без формул просто не мог читать, не интересно было. Да и сейчас мечтаю открыть какой-нибудь фундаментальный закон природы – такой, чтобы ух!
Совсем стемнело, небо затянуло тучами – погода здесь переменчивая. Мы проходим мимо школы, оттуда раздается приглушенная музыка. Музицирующих астрономов Денис называет то джаз-бандом, то рок-группой, то оркестром. До часу ночи они будут репетировать, потом поедут к телескопу.
- У нас в работе сохраняется совковая школа, советский стержень! – с гордостью продолжает Денис, - например, у нас такой старожил есть – Виталий Петрович Горанский. Он настоящий непобедимый советский боец, может на разгром диссертации специально в Москву поехать, если решит, что важно опровергнуть какие-то неправильные вещи.
Горанский и правда непримиримый боец – его сайт открывается заголовком «Варварские акции РПЦ против российской астрофизики». Так он борется со световым загрязнением окружающей среды. Неподалеку от поселка построили храм, который освещается тридцатью фонарями и прожектором, направленным в небо. С другой стороны строят канатную дорогу для туристов, там тоже много огней. Для астрономов все это – «мусорная засветка», мешающая наблюдениям. В поселке нет лишних фонарей, а все что есть – специальные, у них свет падает строго вниз. Раньше вокруг была охранная зона – заповедник звездного неба, в котором нельзя было размещать лишнее освещение. Но внешний мир потихоньку наступает, астрономам трудно держать оборону.
Мы входим в лабораторный корпус. Здесь – центр местной жизни, смысл существования поселка. Каждый этаж оккупирован одной из каст астрономов – солнечниками, вспышечниками, звездниками, внегалактиками. Но все-таки ночью мало кто работает, сейчас корпус почти пустой.
- Я – МАВР! – Денис открывает дверь с табличкой «МАВР» - Методы Астрономии Высокого Разрешения. – В нашей лаборатории самая сложная методика наблюдений. Я навожу телескоп на звезду всего на 2 минуты, делаю за это время 2 тысячи кадров, потом забиваю другие координаты и перенавожусь. Так больше никто не наблюдает. Другие ставят экспозицию часа на 2. Захожу, они сидят, борщ едят. Ну как это так, елки-палки! Я от такого даже теряюсь, потому что привык уже к спартанским условиям. Время наблюдений драгоценное, программный комитет его заранее распределяет по нашим заявкам на полгода – мне, допустим, досталось в этом полугодии шесть ночей.
- А что же ты в остальное время делаешь?
- Обрабатываю данные, полученные в предыдущий сет, пишу статьи, езжу на конференции – обычная научная текучка. И еще все навесное оборудование для телескопа сделано нашими руками. Каждая лаборатория создает и вешает на телескоп свои приборы: мы – для спекл-интерферометрии, кто-то – для спектроскопии, кто-то – для фотометрии.
Мы усаживаемся за клавиатуру. Управлять телескопом можно с любого компьютера при помощи специальной программы. На экране показано положение телескопа, координаты объекта, на который он направлен, погодные условия. Задав новые координаты, наблюдатель может развернуть громадину в нужном направлении.
Денис открывает график ветра.
- Так и думал! Видишь красные пики – это порывы выше 10 метров в секунду. Мы не имеем права наблюдать, ветер раскачивает телескоп. Изображение будет нечетким. Все, нет погоды – нет наблюдений. Теперь пару месяцев придется ждать следующей вахты. Такая вот у нас лотерея, игра фортуны. Вероятность, что тебе не повезет – высокая. Это наша главная проблема.
Звезды не одиноки.
Мы купили по бутылке пива, хрустим чипсами и беседуем о звездах. Денис получил Золотую медаль РАН за открытие уникальной системы из четырех звезд с очень низким содержанием металла. Это очень старая система. Звезды, как и Земля, рождаются из газа и пыли, оставшихся от взрывов сверхновых, в этой пыли есть и металлы, и все прочее. А четверная звезда, открытая Денисом, родилась очень давно, когда еще не успело взорваться много сверхновых, в ней нет почти ничего кроме водорода и гелия. Обычно за долгую жизнь такие старые звездные системы успевают распасться, но эта выжила.
- А если бы была хорошая погода, что бы ты сейчас наблюдал?
- Я сейчас занимаюсь исследованием двойных магнитных звезд. Это звезды, которые крутятся друг вокруг друга, и плюс они обладают глобальными магнитными полями. Не как Солнце – у него маленькое магнитное поле, а большие поля только в пятнах. А тут глобальное, распределенное по всей поверхности магнитное поле. Таких звезд мало. Мы хотим понять их природу.
- И что ты интересного уже узнал?
- Во-первых, мы обнаружили, что очень много звезд, которые раньше были известны как одиночные, на самом деле двойные. И мы открыли много новых двойных магнитных звезд – вообще, львиная их доля была открыта в нашей обсерватории. Это уже неплохой результат - считалось, что они обычно одиночные. Вообще, большинство звезд не одиноки, они входят в состав двойных, кратных систем. Известны и пятерные системы, и даже парочка шестерных. Практически у всех звезд есть спутник - видимый или невидимый, может очень далекий, но гравитационно связанный со звездой.
- У Солнца же нет.
- Мы - спутники Солнца. Но чаще всего звезды бывают двойными.
Денис Растегаев
- Значит, на многих планетах видно два солнца?
- Только если планета очень далеко от звезд отстоит. Потому что три тела неустойчивы гравитационно. Близкую планету либо выкинет из такой системы. либо она сольется с одним из солнц. Это как в семье – любовный треугольник может долго существовать только в том случае, если один из компонентов всегда далеко.
- А магнитные поля – это ведь они отвечают за солнечную активность?
- Все вспышки на Солнце и других звездах, все пятна – этот результат активности магнитных полей. Звезды вращаются вокруг собственной оси, но их верхние слои, состоящие из заряженной плазмы, движутся неравномерно – экватор движется с одной скоростью, полярные области совсем с другой. Магнитные линии перезамыкаются, и в этих местах возникают вспышки, или, например, протуберанцы – выбросы плазмы.
Восход с Венерой
Глубокая ночь, самое время ехать на гору.
- Там школьников из клуба любителей астрономии подвезли, ну зачем? Тучи на небе, ничего не увидим, - ворчит Денис, - да и вообще, весь этот транзит Венеры - просто развлечение. Хотя пиар астрономии – вещь, конечно, важная. В штатах под него даже рок-фестивали проводятся. Очень эффективно – крупные обсерватории строятся на частные пожертвования.
Часа в три ночи я вместе с веселой компанией астрономов (кажется, это тот самый рок-джаз-бэнд-оркестр) поднимаюсь на гору на десятке-развалюхе без заднего хода. На горе так нечеловечески прекрасно, что я на пару часов выпадаю из социума, а астрономы тем временем готовят на лужайке небольшие переносные телескопчики к восходу солнца. Полнолуние, вокруг ни одного огонька, но видно все отлично. Над нами возвышается твердыня БТА – гигантский металлический купол, сияющий в лунном свете, окруженный башенками телескопов поменьше. К футуристическому входу, похожему на шлюз космического корабля, ведет длинная парадная лестница. Величественный храм астрономии, космической фантастики и мечтаний о космосе всех советских мальчишек!
Начинает светать. Вокруг блестят снежные пики, в долинах далеко под ногами – туман. Тучи рассеялись - как писал в судовом журнале капитан Джеймс Кук, «этот день оказался настолько благоприятным для того, что мы намеревались сделать, что лучшего мы и не могли желать». Кук приплыл за Венерой на Таити не из любопытства. В тот год десятки ученых отправились в отдаленные уголки мира, чтобы сравнив данные наблюдений в разных широтах посчитать расстояние до Солнца. Многие из них погибли по дороге, многие не сумели добраться до своих постов, многих ждало жесточайшее разочарование если тучи закрывали Солнце во время транзита, - но в итоге расстояние от Земли до Солнца было вычислено.
Сейчас расстояние между планетами и Солнцем измеряют с помощью радиолокации, а наблюдать транзит Венеры имеет разве что эстетический смысл. Черная жемчужина очень медленно, несколько часов, перекатывается с одного конца золотого блюдца на другой. Зрелище на любителя, но все же есть какая-то завораживающая магия в мерном движении светил.
К восходу в половине шестого на лужайке с телескопами собралась тусовка астрономов с семьями, приехавших школьников и туристов. От холода школьники завернулись в одеяла. Окруженные башнями телескопов, они выглядели как служители какого-то астрального культа. Люди всматривались в выплывающее из-за горизонта Солнце с черной родинкой через окуляры небольших телескопов, через старые рентгеновские снимки, через астрономическую спецпленку, надетую на объектив фотоаппарата. Самодельные фильтры позволяли прекрасно видеть Венеру невооруженным глазом. Поначалу зрелище вызвало ажиотаж, но постепенно всем прискучило.
Между тем, до конца транзита, самого красивого и поучительного момента – еще пара часов.
- А нельзя ли как-нибудь ускорить Венеру? - спрашивает кто-то. Ускорить Венеру решаем с помощью ритуального визита в чрево БТА.
Внутри телескопа
Думаете, на конце телескопа огромное увеличительное стекло?
Как бы не так! На направленном в небо узком конце БТА - железный люк, за которым спиной к звездам должен сидеть астроном.
Внизу, на широком конце – гигантское вогнутое зеркало. Из открытого забрала тысячетонного купола свет падает на зеркало, а оно фокусирует его, собирая увеличенную картинку на экране перед глазами астронома, сидящего на верхнем конце в тесном металлическом «стакане». К счастью, стакан давно пустует - там лишь размещают приборы, которые управляются из лабораторного корпуса.
Стакан напоминает о предчувствии ядерной войны во время детских экскурсий в бомбоубежище и о суровом быте советских людей, в жизни которых даже здесь было предусмотрено место для подвига. Каморка с металлическими внутренностями для подвига подходит идеально – должно быть, примерно в такой Гагарин летал в космос.
Обстановка рабочих помещений телескопа похожа на мрачную постъядерную компьютерную игру-антиутопию. Черные металлические двери, темные лестницы, узкие переходы, ведущие к таинственным конструкциям, которые нельзя трогать руками. Древние шкафы-компьютеры, дьюары с жидким азотом, станки и инструменты, тесный дребезжащий лифт, способный провезти максимум двоих с одного уровня лабиринта на другой. Все железное, тяжелое, простое, но на века, выдержит прямое попадание атомной бомбы. Мы пробираемся с фонариком по узким лазам, в ключевых местах наталкиваясь на шедевры красного дизайна - большую красную кнопку, красную надпись «СССР», красную лампу тревоги, красный огнетушитель, красный телефон возле люка в стакан.
Зато внизу, в парадном вестибюле, атмосфера светлая и торжественная, как во время приема в пионеры. Здесь уже началась экскурсия для приехавших откуда-то издалека представителей МВД.
- До ближайшей от нас звезды Проксима Центавра свет идет около 4-х лет, - старается молодой астроном, взваливший на себя миссию экскурсовода.
Публика понимающе кивает, но понимает, похоже, каждый что-то свое.
- А у нас в галактике одна звезда? – спрашивает руководительница группы.
- Нет, примерно 100-150 миллиардов, – ошеломленный астроном за долю секунды берет себя в руки и отвечает как ни в чем не бывало.
- Вы извините, что мы вас перебиваем, но нам ехать надо.
- Может вопросы появились какие-то? Вы только скажите, что вам еще интересно.
- Вопросы есть? – дежурно обращается руководительница к группе, - вопросов наверное много, лучше мы еще раз приедем.
Атмосфера
Мы выходим из башни телескопа.
- Помню, когда построили телескоп, приехал комитет по ленинским премиям, целая толпа конструкторов, – рассказывает мне пожилой астроном, - и вот на этом самом месте мы стояли, когда рядом лягушки заквакали. Поднялся шум, нам стали говорить – «Вы что же в болоте телескоп поставили, неужели в Союзе нельзя другое место найти?». Говорят, это Косыгин почему-то настоял, чтобы телескоп был на территории России. Многие тогда критиковали это решение, ведь у нас всего 200 ясных ночей в году…
В России плохой астроклимат, да и строить современные большие телескопы мы разучились, поэтому астрономы мечтают вступить в консорциум «Европейская южная обсерватория», который дает возможность доступа к лучшим телескопам мира. Стоит это немалых денег – 120 миллионов евро. Но иначе астрономию не спасти - в изоляции от мировой науки мы быстро становимся далекой астрономической провинцией.
- А у наземной астрономии вообще есть перспектива?
- Конечно, есть! Орбитальный телескоп на порядки дороже – допустим, Хаббл стоил больше миллиарда долларов. А по качеству снимков лучшие современные наземные телескопы сравнимы с космическими. Чего они не могут – так это работать в тех областях спектра, в которых атмосфера непрозрачна. Ведь это не случайно, что наш глаз различает лишь узкий диапазон лучей. Это тот самый диапазон, который пропускает земная атмосфера.
- Так атмосфера же пропускает невидимые лучи ультрафиолета и тепла – мы загораем и греемся на солнце.
- Атмосфера пропускает лишь ближайшие к видимому спектру области ультрафиолетового и инфракрасного. Поэтому в космос стремятся запускать телескопы, способные увидеть то, чего мы не видим с земли – например, в рентгеновском диапазоне. А в целом гигантский телескоп гораздо проще сделать на земле, чем выводить его в космос.
Неподалеку у киношников начался рабочий день – на высоте 2000 м они расставили ульи на травянистом склоне, обрывающемся в пропасть. Идиллический фон горной пасеки дополнили стожок сена, плетеный забор и пара лошадок. На переднем плане за накрытым бутафорской снедью столом сидят опереточный горец в папахе и бурке, и городской добрый молодец.
- Кушай-кушай, рассказывай все как есть, я тебе помогу! – грустно повторяет аксакал.
- Да вы же меня не знаете совсем, может я злодей. Может я украл эту девушку, – устало вразумляет его добрый молодец.
- Теплее смотри на сына! – строго кричит на горца режиссер.
Тем временем на лужайке с телескопами снова начинается ажиотаж. Венера вот-вот расстанется с Солнцем, продемонстрировав напоследок «эффект Ломоносова» - светящийся ободок на выступающей из Солнца части. Лучше Ломоносова это явление не описать: "Когда передний край Венеры стал приближаться к солнечному краю, появился на краю Солнца пупырь, который тем явственнее учинился, чем ближе Венера к выступлению приходила. Сие ничто иное показывает, как преломление лучей солнечных в Венериной атмосфере… По сим примечаниям господин советник Ломоносов рассуждает, что планета Венера окружена знатною воздушною атмосферою, таковою (лишь бы не большею), какова обливается около нашего шара земного".
- Ну, что там, как атмосфера?
- Да как обычно, сплошной аммиак.
Ломоносов писал о возможности жизни на нашей небесной соседке и обсуждал вопрос о том, являются ли венерианцы христианами, а нынешние ученые твердо уверены, что на Венере – адский ад, чудовищное давление и температура под толстым слоем облаков из серной кислоты.
Астрономы, обычно не слишком часто заглядывающие в телескоп, пытаются разглядеть легендарную каемку. Никому не удается её увидеть.
- Нет там ничего! Только через 200 лет мы поняли, что Ломоносов дурил народ! - наконец осеняет кого-то.
Гранд дизайн
«После наблюдений мы были приняты королем острова, а на закате к нам в палатку пришли три миловидные туземные девицы, которые завели с нами непринужденную беседу и без долгих уговоров согласились переночевать с нами, тем самым выказав к нам такое доверие, равного которому я нигде более не встречал, учитывая столько краткое наше знакомство», - писал в судовом журнале капитан Кук.
А мне нужно продолжать работу. Мы прогуливаемся вокруг башни БТА с Дмитрием Макаровым, заведующим лабораторией внегалактической астрофизики и космологии. Астрономы-внегалактики считаются самыми продвинутыми, правда, как сказал один опытный звездник «они конечно передовые, но даже у нас звездников все наполовину не верно, а у внегалактиков если хоть на треть верно, уже очень хорошо».
- В нашей лаборатории мы определили расстояние до сотен ближайших галактик, больше чем кто-либо в мире. Это позволяет построить трехмерную карту распределения галактик в нашей части Вселенной и увидеть, в какие группы они объединяются, –Дмитрий рассказывает о «нашей части Вселенной», как другие рассказывают о «нашем районе».
Дмитрий Макаров
- Астрономы-внегалактики уходят все дальше в глубь Вселенной, но наша лаборатория ориентирована на изучение близких галактик, которые можно изучить во всех подробностях. Мелкие детали помогают восстановить по ним картину мироздания в целом, как палеонтологи по найденной косточке восстанавливают всего динозавра. Наблюдая близкие галактики можно тоже заниматься космологией, то есть устройством Вселенной как целого.
- Близкие галактики – это какие?
- Это галактики нашего скопления, так называемой местной группы. По мере того, как Вселенная будет расширяться, остальные галактики разлетятся, уйдут за горизонт событий, и мы перестанем их видеть. А галактики нашей группы навсегда связаны с нами гравитацией. Млечный Путь, наша галактика – это большой спиральный диск, очень яркий, очень массивный, а вокруг нее летают маленькие галактики-спутники неправильной формы. Из них ближе всего к нам Магеллановы Облака, известные еще Магеллану - свет до них летит 150 тысяч лет.
- Гигантские галактики – спиральные, а карликовые – разной неправильной формы, да?
- Эту классификацию предложил Хаббл. Есть галактики эллиптические – это шарики, у которых яркость равномерно падает от центра к краю. Есть спиральные – тонкие диски с рукавами и ярким шариком в центре. И есть карликовые галактики всевозможных форм – их на порядок больше. Это строительные кирпичики, которые постепенно слипаются и из них образуются большие красивые эллиптические и спиральные галактики.
В нашем скоплении есть еще один большой спиральный диск - мы называем такое строение «гранд дизайн» – это Туманность Андромеды, которая была известна еще древним грекам. Она, кстати, занимает больше места на небе, чем Луна или Солнце. Но её яркости не хватает, чтобы мы могли увидеть это невооруженным глазом – мы видим только небольшой яркий центр.
- Вот это да!
- У нее найдено порядка 20 галактик-спутников, и у Млечного Пути – около 25-30. Тут проблема в том, что методы наблюдения прошлого века позволяли увидеть только самые яркие карликовые галактики – их около 15. А обзоры современными приборами пока покрыли только треть всего неба. Их трудно заметить, светимость такой галактики может быть эквивалентна светимости тысячи Солнц – то есть там всего сотни звезд, а в нашей галактике – больше сотни миллиардов звезд.
- И они собираются с нами слипаться?
- Слипаться – пожалуй, нет. Но они, как правило, находятся под большим воздействием Млечного Пути. Они при пролете мимо нас тормозятся, могут терять здесь газ, звезды, и в конце концов, постепенно разрушаются, тонут в нашей галактике. Млечный Путь своим притяжением срывает с пролетающих мимо малых галактик по кусочку, как ветер или пылесос.
- Недавно в новостях писали, что Млечный Путь скоро сольется с Туманностью Андромеды - через каких-то четыре миллиарда лет.
- Никакой катастрофы мы, скорее всего, не заметим. Расстояние между звездами настолько большое по сравнению с размерами самих звезд, что звезды никогда не сталкиваются.
- А как наш мир тогда закончит свое существование?
- Чем тяжелее звезда, тем меньше она живет. У солнца небольшая масса и жить ему еще очень долго. Известны очень-очень старые звезды, которые сформировались 10-12 миллиардов лет назад, то есть они почти ровесники Вселенной. Солнцу уже 5 миллиардов лет и оно проживет еще столько же, пока в ядре не сгорит водород. Ядро станет гелиевым, тогда гореть начнут внешние слои солнца. От этого остывающее солнце станет расширяться, превратится в красный гигант. Оболочка его достигнет орбиты Земли или даже Марса, наша планета утонет в Солнце. В какой-то момент звезда сбросит внешнюю оболочку – и станет белым карликом, который будет потихонечку остывать пока не превратится, грубо говоря, в кирпич в космосе.
- А большие планеты так и будут вокруг него обращаться?
- Когда солнце сбросит оболочку, его масса сильно уменьшится, и внешние планеты, скорее всего, улетят.
- В поисках нового солнца?
- Существуют блуждающие планеты, которые уже не имеют своего светила. Но найти новое у них шансов почти нет – расстояния между звездами слишком большие по сравнению с размерами звезд.
Потерянные галактики
Мы усаживаемся в машину.
- Проблема потерянных спутников возникла лет 10 назад, - рассказывает Дмитрий. – Дело в том, что прогресс в астрономии связан с взаимодействием двух подходов –наблюдательного и теоретического. Космологи-теоретики моделируют эволюцию Вселенной и получают точные количественные предсказания разных её свойств. Наблюдатели сравнивают эти предсказания с реальной картиной.
Так вот, модели эволюции нашей местной группы галактик показывают, что у Млечного Пути и Туманности Андромеды должно быть порядка тысяч спутников. А известны – десятки. Расхождение на два порядка, вокруг нас должно быть в сто раз больше галактик! Естественно, и теоретики, и наблюдатели заволновались. Либо мы не умеем наблюдать, либо теория предсказывает что-то не то. Где-то должна быть вся эта невидимая глазу масса вещества.
- Я знаю ловкий спасительный ход – можно сказать, что эту массу создает темная материя!
- Её-то мы и хотим поймать за руку, но это очень сложно. Мы видим гравитационное влияние темной материи. Например, видим, что все звезды в нашей галактике не могут заставить ее вращаться с той скоростью, которую мы наблюдаем. Количество звезд от центра к краю галактики очень быстро падает, и с увеличением расстояния звезды от центра скорость вращения должна падать. Это как с планетами в Солнечной системе - Меркурий летит очень быстро, Земля – помедленней, а Плутон едва тащится. То же ожидали увидеть в галактиках, но оказалось, скорость вращения всех звезд вокруг центра галактики одна и та же. Остается предположить, что где-то есть невидимое вещество, которое обеспечивает эту скорость вращения. И такой же эффект обнаружен в скоплениях галактик для скорости с которой галактики друг вокруг друга летают. Только если в галактиках должно быть в десятки раз больше вещества, то в скоплениях галактик – в 100 раз больше! Такое впечатление, что чем больший объем пространства мы берем, тем больше темного вещества там находится. Проблема в том, что у нас практически нет методов, позволяющих определить, как распределено это темное вещество. Может быть, это невидимые темные галактики, может быть – ореолы темной материи вокруг обычных галактик, а может и еще что-то.
Путь астронома
Мы с Макаровым сидим за его компьютером в лабораторном корпусе. Он учит меня отличать искусственные цвета на фотографиях галактик от настоящих. Впрочем, разглядывая галактики из иллюминаторов звездных крейсеров, мы вообще не увидим цветов – слишком слабая яркость.
- У небольших телескопов на звезду приходится 1-2 пикселя, а у нас – 10 пикселей. И звезды кажутся такими гигантскими! – радуется Дмитрий.
- Скажу без лишней скромности – у нас лучшая обсерватория в России. И главное, лучшая команда. Поэтому мы с женой (она тоже астроном) тут и остались – так интересно нам ни в какой другой стране не было. Хотя когда мы говорили там о своей зарплате, нас просто не понимали. Наше счастье и наша главная беда – оторванность от мира. Может, благодаря ей коллектив сохранил атмосферу, которая была присуща еще советской науке.
- Что это за атмосфера?
- Люди занимались своим любимым делом и особо не обращали внимания на внешний мир. В Москве нужно зарабатывать деньги, а у нас здесь кроме науки вообще заниматься нечем. Есть возможность отрешиться от того, что происходит вокруг. Но и от мировой науки мы отрываемся – вот в чем проблема. По сравнению с СССР в России стало гораздо труднее реализовать себя в научном плане - мы уже не на переднем крае. И главное, у нас нет по-настоящему больших проектов. Лучшие проекты вроде Радиоастрона – лишь возрождение советских. Что за времена настали, если даже постройка двухметрового телескопа в Кисловодске подается как прорыв!
- Как становятся астрономом?
- У меня - любовь с детства. Я еще дошкольником был, когда заболел астрономией. Это так впечатляет - смотреть на небо, ощущать безграничность пространства. Потом пошел в астрономический кружок – я уже тогда в телескоп смотрел и телескопы собирал. Астрономия очень привлекательна тем, что настоящее открытие может совершить любой любитель. Среди моих знакомых несколько любителей открыли кометы и вписали свое имя на небо. А больше всего меня поразил Роберт Эванс, священник из Австралии. Он нашел без фотоаппарата, с любительским телескопом, более 100 сверхновых в других галактиках.
- В других галактиках?!
- Да. Взрыв сверхновой – редкое явление, в нашей галактике последнюю сверхновую видели лет 200 назад. Другие галактики видны как туманные пятнышки, но когда вспыхивает сверхновая, она по яркости сопоставима со всей галактикой. Этот священник, скажем, тысячу галактик знал в лицо и каждую ночь посвящал два часа тому, чтобы сотню из них просмотреть. У него была фотографическая память. И до сих пор профессионалы используют его результаты.
- Да знаю я этих яйцеголовых, - говорил мне таксист на обратном пути, – они же все чокнутые, ходят задрав голову к небу! А ты разве ни один из них?
Я как раз смотрел в небо.
источник -