Заметки пулковского астронома о путешествии в Чили, в обсерватории ESO

Наука и жизньНаука

В астрономическом раю

Заметки пулковского астронома о путешествии в Чили, в обсерватории ESO

Кандидат физико-математических наук Кирилл Масленников, Пулковская обсерватория (Санкт-Петербург).

Я — профессиональный астроном-наблюдатель Пулковской обсерватории. За годы работы мне посчастливилось проводить наблюдения на самых разных инструментах, в том числе на крупнейшем в мире на момент его постройки 6-метровом БТА (Большой телескоп азимутальный, Специальная астрофизическая обсерватория РАН, Северный Кавказ) и крупнейшем в Евразии, тоже на момент постройки, 2,6-метровом зеркальном телескопе имени Г. А. Шайна (ЗТШ, Крымская астрофизическая обсерватория). Я побывал в таких знаменитых своим астроклиматом местах, как обсерватории на плато Майданак (Узбекистан) и в горах Памира на территории Таджикистана: Санглох и Шорбулак. И всё же посещение Серро Параналь и плато Чахнантор стало для меня незабываемым. Я надеюсь передать это впечатление — хотя бы отчасти — читателям. Мне кажется, что многим будет интересно узнать, что собой представляет настоящая современная обсерватория.

Но сначала надо прояснить два вопроса. Первый: что это за организация — ESO, объединяющая европейских астрономов (правда без России, к огромному, как мне кажется, сожалению для обеих сторон)? И второй: почему для наблюдений звёзд, которые ночью видны с любого пригорка, понадобилось строить неописуемо дорогие обсерватории на другом конце земного шара, в Чили? Оба этих вопроса тесно связаны.

Уникальный астроклимат Чили и создание европейской южной обсерватории

К шестидесятым годам прошлого века в астрономии произошла крупнейшая со времён Коперника революция (она и сейчас ещё продолжается). С одной стороны, появилась возможность наблюдать исключительно слабые и далёкие объекты, с другой — к традиционным оптическим волнам добавились инфракрасные и ультрафиолетовые, а за ними уже маячил переход и к другим диапазонам спектра. Астрономия становилась всеволновой. Одновременно стало понятно, что для получения уникальных астрономических данных требуется довольно редкое сочетание географических и климатических факторов. И, как бы ни было это дорого и хлопотно, пришлось искать по всему земному шару редкие места, где:

— пасмурная погода была бы редкостью;

— воздух был бы прозрачным, без аэрозолей, и спокойным, с как можно меньшим уровнем турбулентности;

— содержание водяного пара в атмосфере было бы как можно более низким; это особенно важно для работ в инфракрасной, субмиллиметровой и миллиметровой областях спектра, где атмосферный водяной пар задерживает приходящее из космоса излучение;

— вокруг не было бы источников искусственного освещения — «светового загрязнения».

Сочетание всех этих факторов получило название «астроклимат», а на поиски мест с хорошим астроклиматом стали снаряжать экспедиции, оборудованные специальной измерительной аппаратурой. Большой телескоп — дорогостоящий прибор, и устанавливать его в месте, где он будет использоваться вполсилы, значит просто выбрасывать деньги на ветер.

Выяснилось, что в мире есть особенный регион с необыкновенным астроклиматом: Чилийские Анды в Южной Америке. Чили — полоса тихоокеанского побережья, протянувшаяся примерно на 4500 км с севера на юг и всего на 400 км с востока на запад. Почти на всю эту длину тянется молодая вулканическая цепь, преграждающая путь воздушным массам с Тихого океана. Северная половина Чили едва ли не целиком занята самой высокогорной пустыней мира — Атакамой. Все астроклиматические параметры здесь оказались исключительно благоприятными: фантастическое количество ясных ночей в году (лишь около 10% ночного времени непригодно для наблюдений); очень высокая оптическая прозрачность воздуха и полное отсутствие «светового загрязнения» (в Атакаме нет крупных населённых пунктов); невероятно спокойная атмосфера (типичный размер «диска дрожания», то есть угловой размер пятна, до которого размывает точечное изображение звезды атмосферная турбулентность, обычно составляет здесь менее одной секунды дуги — втрое-вчетверо меньше, чем в среднестатистических условиях), и, наконец, экстремально низкая влажность воздуха (всего 0,1—0,2 мм осаждённой воды в воздушном столбе против среднестатистических нескольких десятков миллиметров).

В результате астрономы устремились в Чили, где экспедициями из стран Нового и Старого Света было намечено несколько мест для строительства обсерваторий. Но современная крупная обсерватория, расположенная в удалённой, пустынной и часто труднодоступной местности, просто по объёму строительных работ и сопутствующей инфраструктуры — весьма дорогостоящий объект. А если добавить к этим расходам стоимость того, ради чего обсерватория и строится, — гигантских астрономических инструментов, то получившиеся суммы достигают миллиардов долларов. Ни одна страна Европы такого позволить себе не могла и не может. Так появилась идея Европейской южной обсерватории (European South Observatory, ESO): организации, которая могла бы аккумулировать средства заинтересованных европейских стран для строительства обсерваторий на «обетованной земле» астрономов.

Эта идея себя оправдала. В 1962 году Декларацию о создании ESO подписали представители пяти стран; сейчас в ней шестнадцать членов. За пятьдесят шесть лет ESO открыла в Чили три обсерватории, ставшие ведущими исследовательскими центрами мира, и сейчас строит четвёртую, где через шесть лет должен появиться самый большой в истории оптический телескоп.

Стоит заметить, что ESO уделяет большое внимание ознакомлению общественности с результатами своей работы. Такая научно-просветительская деятельность называется по-английски «public outreach activities» — точного русского эквивалента этого понятия, по-видимому, не существует, и не случайно. В наших научных институтах не принято регулярно докладывать широкой публике о ходе исследований, а академическому начальству, конечно, демонстрируют «товар лицом». А на Западе это обычная практика, во всяком случае, в области астрономии и космических исследований. Еженедельные пресс-релизы выпускают и Космический телескоп Хаббла, и Европейское космическое агентство. Существование такой «пропагандистской» системы важно потому, что все эти крупнейшие научные институты существуют на деньги налогоплательщиков, и чтобы средства на сверхзатратные научные проекты продолжали выделяться, исследователям приходится всячески «рекламировать» свои достижения.

Сайт ESO в интернете (www.eso.org) очень импозантный, и при этом ведётся чуть ли не на тридцати языках. Стараниями автора этой статьи уже семь лет существует русская версия сайта ESO (https://www.eso. org/public/russia). ESO не без оснований позиционирует себя как один из мировых астрономических центров, чтобы переводить на все эти языки еженедельно выходящие пресс-релизы, рассказывающие о последних достижениях и новостях ESO, существует команда добровольцев под названием ESO Network — ESON. В качестве члена ESON я и получил приглашение посетить обсерватории ESO.

Обсерватория Ла Силья

И вот наступил волнующий момент, когда я заметил на далёкой вершине белые купола телескопов. Привет, Ла Силья! Эта гора в 150 км от города Ла Серена стала первой точкой, выбранной в шестидесятых годах экспедициями европейских астрономов для размещения телескопов ESO. Когда мы подъехали ближе, увидели на соседней вершине Лас Кампанас башни другой крупнейшей обсерватории — Института Карнеги (США). Там работают два телескопа с главным зеркалом диаметром 6,5 м и начато строительство гигантского инструмента с апертурой 25 м, который в следующем десятилетии, видимо, будет третьим по величине в мире (после E-ELT и Тридцатиметрового телескопа).

Панорама обсерватории Ла Силья.

Выглядит Ла Силья вполне традиционно: целое семейство башен разных размеров и форм. «Главный калибр» обсерватории — телескоп с главным зеркалом диаметром 3,6 м — по меркам прошлого века довольно крупный, но по нынешним стандартам относящийся скорее к средним. И всё же на Ла Силья есть два легендарных инструмента, о которых стоит рассказать.

Один из них — знаменитый NTT, Телескоп новых технологий, который появился здесь в марте 1989 года. Размером он воображения не поражает (главное зеркало у него тоже 3,6 м в диаметре), но именно на нём в начале 1990-х был опробован целый ряд революционных находок в телескопостроении. Он смонтирован по альтазимутальному принципу, то есть его можно поворачивать как по высоте, так и по азимуту (хотя в этом пионером был наш 6-метровый БТА). Но помещён он не в обычную башню с вращающимся куполом, а в подвижный прямоугольный павильон, составляющий одно целое с телескопом и вращающийся вместе с ним. Благодаря этому исчезло подкупольное пространство, а вместе с ним и вечная забота астрономов об уменьшении в нём турбулентных потоков воздуха, снижающих качество изображений. Для небольшого оставшегося пространства внутри павильона оказалось возможным рассчитать систему вентиляции, при которой турбулентность практически исчезла. Главное зеркало телескопа отличается от обычных массивных зеркал-гигантов своей толщиной: всего 24 см, в 15 раз меньше диаметра! Это не только сделало телескоп гораздо более лёгким, но, главное, позволило впервые в астрономии реализовать принцип активной оптики. С тыльной стороны в толщу зеркала вмонтировано 75 электромеханических микроприводов — «актюаторов», при помощи которых можно в микроскопических масштабах изменять кривизну поверхности зеркала. Таким способом удаётся постоянно компенсировать искажения формы поверхности зеркала, вызываемые сравнительно медленно меняющимися факторами: температурными деформациями, прогибами из-за переменной ориентации силы тяжести при различных положениях зеркала и т. д. А это заметно повышает качество изображения, даваемого телескопом. Сейчас системы активной оптики и гибкие тонкие зеркала используются практически во всех крупных телескопах.

Главный телескоп обсерватории Ла Силья, диаметр главного зеркала 3,6 м.

Если NTT — это, скорее, памятник истории, хотя наблюдения на нём продолжаются, то второе «чудо света» на Ла Силья, спектрограф HARPS, относится к числу самых знаменитых действующих астрономических инструментов в мире. Его называют «охотником за планетами». Он абсолютный рекордсмен по числу экзопланет, открытых методом лучевых скоростей, и по точности измерения скорости. Идея метода проста: если у звезды есть планета, то, обращаясь по своей орбите, она притягивает к себе звезду, отчего звезда смещается — ненамного, конечно, так как её масса гораздо больше массы планеты. Заметить эти смещения непосредственно, по смещению координат звезды, практически невозможно — так они малы. Но доплеровские смещения линий в спектре звезды — в красную сторону, когда планета «оттягивает» звезду от нас, или в голубую, когда тянет её в нашем направлении, — оказывается, заметны! Вот здесь и проявляются великолепные параметры этого спектрографа — он способен регистрировать скорость движения звезды в 0,5—1,0 м/с, что соответствует, например, скорости, с какой ползает по полу годовалый младенец. Такая фантастическая точность достигается целым рядом специальных технических ухищрений, самые простые из которых — помещение спектрографа в вакуумную камеру и глубокое охлаждение светочувствительных элементов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Исландия, Хадльгримскиркья Исландия, Хадльгримскиркья

Это не Мордор и не Ктулхоград. А уютная христианская обитель с видом на вулканы

Maxim
6 лайфхаков идеального отпуска с точки зрения науки (ученые не ошибаются) 6 лайфхаков идеального отпуска с точки зрения науки (ученые не ошибаются)

Полезные советы, как получить от отпуска максимум удовольствия.

Playboy
Ого-гонь XXI века Ого-гонь XXI века

Со времен палки-копалки человечество пугали и завораживали пожары

Maxim
Как будут выглядеть звезды, сделавшие блефаропластику, через 20 лет Как будут выглядеть звезды, сделавшие блефаропластику, через 20 лет

Как будут выглядеть в будущем знаменитости, сделавшие блефаропластику

Cosmopolitan
Скрытая экономика Уимблдона: сколько зарабатывают теннисисты и их тренеры? Скрытая экономика Уимблдона: сколько зарабатывают теннисисты и их тренеры?

Обращаем внимание на цифры главного теннисного турнира на траве

GQ
Место силы. Как устроены «Патрики» и сколько здесь стоит счастливая жизнь Место силы. Как устроены «Патрики» и сколько здесь стоит счастливая жизнь

Москва — один из самых неоднородных мегаполисов мира

Forbes
От Рокфеллера до Сент-Экзюпери: 10 известных людей, пропавших без вести От Рокфеллера до Сент-Экзюпери: 10 известных людей, пропавших без вести

Бесследное исчезновение человека всегда оставляет больше вопросов, чем ответов

РБК
Бизнес, который работает в кризис. 30 самых выгодных франшиз в 2019 году Бизнес, который работает в кризис. 30 самых выгодных франшиз в 2019 году

Forbes составил топ-30 самых выгодных российских франшиз

Forbes
Как женщине справиться со стрессом на руководящей должности Как женщине справиться со стрессом на руководящей должности

Как оставаться лидером и не допустить эмоционального выгорания?

Psychologies
«Вся схема преступления»: о чем рассказал ключевой свидетель по делу Майкла Калви «Вся схема преступления»: о чем рассказал ключевой свидетель по делу Майкла Калви

Forbes ознакомился с показаниями Алексея Кордичева по «делу Baring Vostok»

Forbes
Все о Лашане Линч — новом агенте 007 Все о Лашане Линч — новом агенте 007

Что известно о британской актрисе, уже вошедшей в историю кино

Vogue
Восстановление Windows: 4 работающих способа Восстановление Windows: 4 работающих способа

Если операционная система стала работать некорректно, попробуйте это

CHIP
15 идей, как красиво собрать волосы в пучок, — учимся у звезд 15 идей, как красиво собрать волосы в пучок, — учимся у звезд

Согласись, в разгар лета пучок — самая актуальная прическа

Cosmopolitan
«Сделать классное приложение круче для репутации, чем купить Ferrari». Правила потребления основателя Skyeng Георгия Соловьева «Сделать классное приложение круче для репутации, чем купить Ferrari». Правила потребления основателя Skyeng Георгия Соловьева

Основатель самой большой онлайн-школы английского языка Skyeng Георгий Соловьев

Forbes
Основатель фитнес-студии Zaryad — о йоге, биоритмах и «мусорной» еде Основатель фитнес-студии Zaryad — о йоге, биоритмах и «мусорной» еде

Как настроить режим дня, побороть сонливость, правильно питаться и не уставать

РБК
Почвы внутри камня Почвы внутри камня

Когда появились первые почвы на Земле и как они выглядели?

Наука и жизнь
Укладываем проводку в доме: как правильно выбрать провод? Укладываем проводку в доме: как правильно выбрать провод?

Разбираемся в классификации проводов и выбираем кабель под свои нужды

CHIP
Навстречу переменам Навстречу переменам

Стройность – это вопрос правильных привычек

Лиза
Как перестать заедать стресс фастфудом: 8 проверенных способов Как перестать заедать стресс фастфудом: 8 проверенных способов

Как обуздать жажду поедания нездоровой пищи

Playboy
Создатели Molon Lave: Создатели Molon Lave:

Может ли греческая еда стать новыми суши или бургерами?

Esquire
Марк Цукерберг – робот-авантюрист, который любит побеждать Марк Цукерберг – робот-авантюрист, который любит побеждать

Он создал Facebook, чтобы сделать людей открытыми и свободными

GQ
Джузеппе Сантони: «Когда я впервые прилетел в Москву, вокруг были мужчины в остроносых ботинках» Джузеппе Сантони: «Когда я впервые прилетел в Москву, вокруг были мужчины в остроносых ботинках»

Глава Santoni не носит футболки и шьет пижамы на заказ

GQ
4 полезные программы для работы с жесткими дисками 4 полезные программы для работы с жесткими дисками

Утилиты, которые помогут при любых проблемах с жесткими дисками

CHIP
10 самых дорогих яхт в мире (одна украшена костями динозавров и метеоритами) 10 самых дорогих яхт в мире (одна украшена костями динозавров и метеоритами)

Ты готов узнать, как выглядит самая дорогая яхта в мире

Playboy
Какая батарейка нужна для материнской платы и как ее установить Какая батарейка нужна для материнской платы и как ее установить

Что за батарейка в материнской плате, для чего она нужна и как ее заменить

CHIP
Что нужно знать о здоровье груди? Что нужно знать о здоровье груди?

Действительно ли пластика груди провоцирует рак и надо ли лечить кисты

Домашний Очаг
Их выбор: почему все еще одиноки Крид, Билан, Лобода и другие артисты Их выбор: почему все еще одиноки Крид, Билан, Лобода и другие артисты

Звезды из нашей подборки не торопятся заводить серьезные отношения

Cosmopolitan
Девушки об абортах в разных странах Девушки об абортах в разных странах

Личные истории жительниц стран, где прерывание беременности ограничено законом

Vogue
Одна вокруг света. Как научиться управлять страхом Одна вокруг света. Как научиться управлять страхом

37 серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки Греты

Forbes
3 главных этических вопроса, которые ставят перед человечеством новые технологии 3 главных этических вопроса, которые ставят перед человечеством новые технологии

Технический прогресс намного опережает прогресс социальный.

Esquire
Открыть в приложении