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

Грозные «молодцы» мчались по рельсам Грозные «молодцы» мчались по рельсам

Рассвет и закат боевого железнодорожного ракетного комплекса (БЖРК)

Наука и техника
«Такой стресс!»: в чем он выражается и как с ним бороться «Такой стресс!»: в чем он выражается и как с ним бороться

Мы часто воспринимаем стресс как нечто привычное

Psychologies
Пистолет Лебедева Пистолет Лебедева

Новинка концерна «Калашников» – пистолет Лебедева ПЛ-15

Популярная механика
Автомобили Автомобили

Автомобиль всегда был и остаётся настоящей игрушкой для мужчин

Robb Report
Акции «Яндекса» выросли на словах депутата Горелкина о пересмотре его законопроекта Акции «Яндекса» выросли на словах депутата Горелкина о пересмотре его законопроекта

Бумаги «Яндекса» на Мосбирже подорожали на 2,5% за несколько минут

Forbes
Афиша на выходные 26-28 июля Афиша на выходные 26-28 июля

Большие фестивальные выходные

Forbes
«Запретная» тема: интимная пластика, инъекции и косметика «Запретная» тема: интимная пластика, инъекции и косметика

Наши «причинные места» внезапно стали актуальной темой в индустрии красоты

Psychologies
Глаз должен отдыхать Глаз должен отдыхать

Дизайнер Майкл Корс свил с мужем семейное гнездо в пентхаусе в Гринвич-Виллидже

Tatler
Продюсер Джастина Бибера лишил Тейлор Свифт прав на шесть ее альбомов Продюсер Джастина Бибера лишил Тейлор Свифт прав на шесть ее альбомов

В американском шоу-бизнесе разгорелся новый грандиозный скандал

Cosmopolitan
«Ювелиры гранят алмазы, а мы – свой голос»: оперные певцы поздравляют Damiani с юбилеем «Ювелиры гранят алмазы, а мы – свой голос»: оперные певцы поздравляют Damiani с юбилеем

Что общего между ювелирным и оперным искусством

GQ
Что творится в российском лесу Что творится в российском лесу

Цикл «Сноба» о реальных и мнимых проблемах лесов России

СНОБ
Неподкупный и безжалостный Неподкупный и безжалостный

Основоположником идейного террора можно считать Робеспьера

Дилетант
8 глянцевых обложек, которые повторили через много лет 8 глянцевых обложек, которые повторили через много лет

Восемь самых удачных ремейков известных обложек

РБК
«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
Алена Яковлева и Мария Козакова. Такие разные... Алена Яковлева и Мария Козакова. Такие разные...

Интервью с матерью и дочерью — актрисами Аленой Яковлевой и Марией Козаковой

Караван историй
Жители Орла, Казани и других городов — о любимых местах Жители Орла, Казани и других городов — о любимых местах

Местные жители рассказывают о местах, куда они первым делом ведут гостей города

РБК
Телесный низ Телесный низ

Чем бы вы ни занимались в жизни — вы продаете тело. Думаете, это не так?

GQ
Как одеваться крупным парням Как одеваться крупным парням

Что делать, если Эди Слиман точно шьет не для вас

GQ
Скейтер, модель, дизайнер и художник: кто такой Блонди Маккой Скейтер, модель, дизайнер и художник: кто такой Блонди Маккой

Esquire рассказывает о разных гранях таланта молодой звезды Блонди Маккоя

Esquire
Трудности перевода: почему талантливый программист работает сторожем Трудности перевода: почему талантливый программист работает сторожем

Высшее образование в его нынешней форме стало анахронизмом

Forbes
Наше всё Наше всё

Русские дизайнеры выигрывают международные конкурсы

SALON-Interior
Полоса препятствий Полоса препятствий

«СтарХит» раскрывает секреты нового сезона шоу «Форт Боярд»

StarHit
Остаться в живых Остаться в живых

Как себя вести, чтобы отдых на свежем воздухе не обернулся бедой

StarHit
Как достать соседа: выбираем перфоратор для дома Как достать соседа: выбираем перфоратор для дома

На какие факторы обратить внимание при выборе перфоратора

CHIP
Третий не лишний? Третий не лишний?

Правда ли, что Марго Робби ждет ребенка?

Grazia
«Это уже становится социальной проблемой». Минфин поддержал Орешкина в споре с ЦБ о потребкредитах «Это уже становится социальной проблемой». Минфин поддержал Орешкина в споре с ЦБ о потребкредитах

Долговая нагрузка россиян достигла критического уровня

Forbes
«Это конец Гонконга»: о чем говорят протестующие в городе «Это конец Гонконга»: о чем говорят протестующие в городе

Участники протестов в Гонконге штурмом захватили здание парламента

Forbes
С легкой парой! С легкой парой!

Мы задали экспертам самые неудобные вопросы про уход за ногами

Glamour
6 главных причин споров, из-за которых молодожены ссорятся в первый год брака 6 главных причин споров, из-за которых молодожены ссорятся в первый год брака

Главные причины споров в первый год брака и способы их решения

Playboy
Рецепт идеального уикенда: как прошел «Пикник Абрау 2019» Рецепт идеального уикенда: как прошел «Пикник Абрау 2019»

Морской воздух, потрясающая природа, вкусная еда и счастливые люди вокруг!

Cosmopolitan
Открыть в приложении