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

Инструкция по выживанию Инструкция по выживанию

В обрабатывающей промышленности происходит тотальная перестройка

Эксперт
Мобильная экономия Мобильная экономия

7 полезных мобильных приложений для снижения расходов

Лиза
Нулевая ступень Нулевая ступень

Весной 2019 года в небо поднялся самолет с самыми большими крыльями в истории

Популярная механика
Лекарство от всех болезней или гибель цивилизации: чем обернется для человечества новый виток развития искусственного интеллекта Лекарство от всех болезней или гибель цивилизации: чем обернется для человечества новый виток развития искусственного интеллекта

Как искусственный интеллект изменит мир в ближайшем будущем

Forbes
Как программист из Праги стал миллиардером благодаря бесплатному антивирусу Avast Как программист из Праги стал миллиардером благодаря бесплатному антивирусу Avast

Как скромному чеху удалось создать компанию, которая конкурирует с гигантами?

Forbes
Маршрут построен! Маршрут построен!

Питерский бомж стал самым популярным экскурсоводом города

StarHit
Обзор пылесоса Rowenta Air Force Flex 560: гнется во все стороны Обзор пылесоса Rowenta Air Force Flex 560: гнется во все стороны

Стоит ли покупать пылесос Rowenta Air Force Flex 560?

CHIP
Смерть родителей травмирует в любом возрасте Смерть родителей травмирует в любом возрасте

Сколько бы лет нам ни было, смерть отца или матери всегда причиняет сильную боль

Psychologies
Пять лет без права переписки: чего могут добиться через избиркомы и суды снятые кандидаты Пять лет без права переписки: чего могут добиться через избиркомы и суды снятые кандидаты

С прошлых выходных в Москве еще не было ни дня без акций протеста

Forbes
День Д День Д

Актриса Элизабет Дебики — о будущем Голливуда

Vogue
Совладелец IBS решил не передавать бизнес по наследству Совладелец IBS решил не передавать бизнес по наследству

Сооснователь IBS Group Сергей Мацоцкий не будет передавать бизнес по наследству

Forbes
Доверяй, но проверяй Доверяй, но проверяй

Как правильно выстраивать отношения с дочерью-подростком?

Лиза
Тест смартфона Motorola One Vision: Android One в кино-формате Тест смартфона Motorola One Vision: Android One в кино-формате

Motorola One Vision не устанавливает новых рекордов в области производительности

CHIP
Сэндвич по-русски: почему у Subway закрылся каждый десятый ресторан в России Сэндвич по-русски: почему у Subway закрылся каждый десятый ресторан в России

За последний год закрылся практически каждый десятый ресторан Subway в России

Forbes
4 ошибки, которые ты точно совершаешь во время флирта (чувак, это мерзко) 4 ошибки, которые ты точно совершаешь во время флирта (чувак, это мерзко)

Флирт может превратиться в кошмар, причем, в основном, для девушки

Playboy
Ни слиться, ни поглотить. Как ЦБ хочет заставить банки финансировать экономический рост Ни слиться, ни поглотить. Как ЦБ хочет заставить банки финансировать экономический рост

Банк России ужесточает требование к покупкам компаний в кредит

Forbes
Правила жизни Рипа Торна Правила жизни Рипа Торна

Актер, звезда фильмов “Люди в черном” и “Шоу Ларри Сандерса”

Esquire
Хлеба и розеток: 10 ресторанов Москвы и Петербурга, где удобно работать Хлеба и розеток: 10 ресторанов Москвы и Петербурга, где удобно работать

10 ресторанов, в которых можно совместить приятное с полезным

Forbes
Вокруг шум: Могут ли звуки навредить здоровью человека? Вокруг шум: Могут ли звуки навредить здоровью человека?

Может ли звук навредить и нужно ли от него спасаться?

Esquire
Правда и мифы о глобальном потеплении Правда и мифы о глобальном потеплении

Эксперты комментируют пугающие прогнозы с научной точки зрения

Vogue
Привет, объем! 20 модных причесок для тонких волос — учимся у звезд Привет, объем! 20 модных причесок для тонких волос — учимся у звезд

Мы нашли 20 вариантов укладок для тонких прядей, а также даем полезные советы

Cosmopolitan
«Белые, но бедные»: как бизнес переживает кассовую реформу «Белые, но бедные»: как бизнес переживает кассовую реформу

Что изменилось в жизни бизнеса за два года работы кассовой реформы?

Forbes
Поплатиться за крипту: как налоговые органы доберутся до майнеров Поплатиться за крипту: как налоговые органы доберутся до майнеров

Вопрос налогообложения криптодеятельности все еще остается открытым

Forbes
В поисках бессмертия. Почему мы хотим увидеть себя «состарившимися» В поисках бессмертия. Почему мы хотим увидеть себя «состарившимися»

Приложение FaceApp получило новое дыхание после обновления старящего фильтра

Forbes
Все фильмы про Джеймса Бонда – от худшего к лучшему Все фильмы про Джеймса Бонда – от худшего к лучшему

Интересно, на какую строчку рейтинга попадет 25-й эпизод Джеймса Бонда

GQ
В мужскую моду вернулся секс В мужскую моду вернулся секс

Но это не значит, что вы должны одеваться как мачо

GQ
Alex&Rus: «С 14 лет мы начали пробовать себя абсолютно во всем» Alex&Rus: «С 14 лет мы начали пробовать себя абсолютно во всем»

Cosmopolitan поговорил с молодым перспективным дуэтом Alex&Rus

Cosmopolitan
Интервью Трумена Капоте с членом секты Чарльза Мэнсона Интервью Трумена Капоте с членом секты Чарльза Мэнсона

В 1972 году Трумен Капоте навестил в калифорнийской тюрьме Бобби Босолея

Esquire
Ищите трудности! 30-дневная программа тренировок для мозга Ищите трудности! 30-дневная программа тренировок для мозга

30 упражнений, которые поддержат мозг в форме

Psychologies
Как юбка-карандаш стала главной вещью женского гардероба Как юбка-карандаш стала главной вещью женского гардероба

Рассказываем, с чего началась история юбки-карандаш

Vogue
Открыть в приложении