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

«Лебедь» возвращается «Лебедь» возвращается

Ту-160 сегодня готовится ко второй жизни

Популярная механика
Как приготовить бургер своими руками: пошаговая инструкция + 6 крутых лайфхаков Как приготовить бургер своими руками: пошаговая инструкция + 6 крутых лайфхаков

Тебя ждут простые рецепты бургеров своими руками

Playboy
На старт, внимание На старт, внимание

Новую гонку ведущих космических держав можно считать открытой

Популярная механика
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
В Санкт-Петербурге прошел международный музыкальный фестиваль «Белые ночи Санкт-Петербурга» В Санкт-Петербурге прошел международный музыкальный фестиваль «Белые ночи Санкт-Петербурга»

Фестиваль собрал на сцене Ледового дворца мировых и российских звезд

Esquire
Даниэль Клявер: «Обожаю мучить котов» Даниэль Клявер: «Обожаю мучить котов»

Сын певца кричит от счастья, когда видит папу по телевизору

StarHit
Что точно не стоит делать в баре? 7 самых популярных ошибок, которые всех бесят Что точно не стоит делать в баре? 7 самых популярных ошибок, которые всех бесят

Пожалуйста, не делай так в баре

Playboy
Глазами заграничной профессуры Глазами заграничной профессуры

Какими увидели российских студентов иностранные профессора

Огонёк
Рэп-фестиваль Дмитрия Киселева: что это, для кого и зачем Рэп-фестиваль Дмитрия Киселева: что это, для кого и зачем

В августе Коктебель наполнится рифмами и битами — грянет фестиваль Rap Koktebel

РБК
Как подготовиться к обыску: памятка для бизнеса Как подготовиться к обыску: памятка для бизнеса

Как действовать, если в офис нагрянули оперативники

Forbes
Все, что останется Все, что останется

Почему в XXI веке мусор не получится выбросить из головы

Glamour
10 новых фильмов и сериалов с актерами из «Игры престолов» 10 новых фильмов и сериалов с актерами из «Игры престолов»

10 новых картин, главные роли в которых исполнили актеры из «Игры престолов»

Maxim
Валентина Рубцова: «Муж – моя вторая кожа» Валентина Рубцова: «Муж – моя вторая кожа»

Звезда сериала «СашаТаня» на ТНТ о жизни на два города и неугасающей страсти

StarHit
«Никто не ест левой рукой»: как мы предаем своих детей «Никто не ест левой рукой»: как мы предаем своих детей

Фрагмент из новой книги Маши Трауб «Лишние дети»

Psychologies
«Так случается, когда в обществе разрушены социальные институты». Женщины из бизнеса — в поддержку сестер Хачатурян «Так случается, когда в обществе разрушены социальные институты». Женщины из бизнеса — в поддержку сестер Хачатурян

Предпринимательницы, стоящие на стороне сестер Хачатурян, объяснили свою позицию

Forbes
Взрыв, пожар: что известно о гибели 14 подводников на секретной подлодке в Баренцевом море Взрыв, пожар: что известно о гибели 14 подводников на секретной подлодке в Баренцевом море

В Баренцевом море в результате пожара погибли 14 подводников

Forbes
За кем надо следить в новом сезоне Российской Премьер-лиги? За кем надо следить в новом сезоне Российской Премьер-лиги?

Список из 15 игроков, о которых вы точно будете слышать в ближайшие 12 месяцев

GQ
Господдержка рождаемости прошла мимо россиян Господдержка рождаемости прошла мимо россиян

Более 40% россиян не заметили увеличения поддержки рождаемости

РБК
Зуб даем! Зуб даем!

Можно ли отложить некоторые косметологические процедуры, исправив прикус?

Cosmopolitan
Машины-двойники: в ГИБДД придумали схему, как их ловить Машины-двойники: в ГИБДД придумали схему, как их ловить

В 2020 году ГИБДД запустит новую систему контроля для фиксации машин-двойников

РБК
Сколько получают российские хоккеисты в НХЛ? Сколько получают российские хоккеисты в НХЛ?

Рассказываем о контрактах семи самых высокооплачиваемых россиян в лиге

GQ
Космические деньги. Сколько стоил полет США на Луну и кто на нем заработал Космические деньги. Сколько стоил полет США на Луну и кто на нем заработал

Ровно полвека назад человек впервые ступил на поверхность Луны

Forbes
Часы Часы

Зал славы высокого часового искусства в 2019 году пополнили пять образцов

Robb Report
Марш неиспуганных. Как тысячи москвичей устроили несогласованное шествие в центре Москвы Марш неиспуганных. Как тысячи москвичей устроили несогласованное шествие в центре Москвы

Столичные власти жестко отреагировали на несогласованную акцию протеста

Forbes
Вам-то хорошо! Вам-то хорошо!

Зависть помогает объяснить любые неудачи и... прийти к оглушительному успеху

Добрые советы
Светлана Капанина: «Неталантливых людей не бывает» Светлана Капанина: «Неталантливых людей не бывает»

Сейчас уже сложно кого-то удивить женщиной в «мужской» профессии

Psychologies
Почему она жалуется, что я играю в «Танки», и что с этим делать: советы психолога Почему она жалуется, что я играю в «Танки», и что с этим делать: советы психолога

Пора поговорить о наболевшем...

Playboy
Вышли из моды: как Forever 21 оказалась на грани банкротства Вышли из моды: как Forever 21 оказалась на грани банкротства

Еще недавно Forever 21 был одним из самых заметных ретейлеров

Forbes
Что говорят о вас ваши плавки в отпуске Что говорят о вас ваши плавки в отпуске

Выбор плавок может многое о вас сказать

GQ
Деньги и успех на наглядных примерах. Чему Forbes будет учить предпринимателей Деньги и успех на наглядных примерах. Чему Forbes будет учить предпринимателей

Зачем нужен проект Forbes Education и чему там будут учить

Forbes
Открыть в приложении