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

Александр «Чача» Иванов Александр «Чача» Иванов

Ветеран панк-рока рассказал о своих отношениях со спиртным, религией и музыкой

Maxim
Спорт настоящих пацанов: дуэли Спорт настоящих пацанов: дуэли

Все виды олимпийских спортивных единоборств вышли из дуэлей

Популярная механика
Радиоактивное облако накрыло Европу: виноват завод «Маяк»? Радиоактивное облако накрыло Европу: виноват завод «Маяк»?

Эксперты указывают на возможность катастрофы на российском заводе «Маяк»

Популярная механика
Как в кино Как в кино

Смелые англичане Дик и Энджел реставрируют собственный средневековый замок

Seasons of life
6 неочевидных опасностей пластических операций 6 неочевидных опасностей пластических операций

О каких вероятных трудностях стоит знать, прежде чем решиться улучшить внешность

РБК
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
«Жадные капиталисты зарабатывают деньги только ради себя». Интервью с японским миллиардером-филантропом «Жадные капиталисты зарабатывают деньги только ради себя». Интервью с японским миллиардером-филантропом

Forbes Life встретился с японским миллиардером Соитиро Фукутаке

Forbes
Ученый раскритиковал Disney за то, что снежинка на постере к мультику «не по законам физики» Ученый раскритиковал Disney за то, что снежинка на постере к мультику «не по законам физики»

В последнее время создателей кино и мультфильмов все чаще критикуют

Maxim
Кольцо всевластия Кольцо всевластия

Мало кому приходило в голову менять дизайн обручального кольца после помолвки

StarHit
Вместо «евротура»: как запомнить поездку в Петербург надолго Вместо «евротура»: как запомнить поездку в Петербург надолго

Cosmo вдохновился Питером и понял, что просто уикенда в северной столице — мало

Cosmopolitan
Империя будущего. Как журналист и писатель Михаил Зыгарь зарабатывает на революции в медиа Империя будущего. Как журналист и писатель Михаил Зыгарь зарабатывает на революции в медиа

Михаил Зыгарь стал пионером индустрии новых медиа в России

Forbes
Покорители Instagram: как создатели приложения VSCO завоевали миллионы пользователей и сохранили независимость Покорители Instagram: как создатели приложения VSCO завоевали миллионы пользователей и сохранили независимость

Фотограф Джоэль Флори и дизайнер Грег Лутце создали проект для профессионалов

Forbes
Правда или действие: пошлые вопросы девушке (очень много идей) Правда или действие: пошлые вопросы девушке (очень много идей)

«Правда или действие» — очень классная игра для двоих и более человек

Playboy
Новый взгляд на питание: минусы и плюсы необычных диет Новый взгляд на питание: минусы и плюсы необычных диет

Одни диеты работают, другие — провоцируют отчаяние своей безрезультатностью

Cosmopolitan
Бордерлайнеры: шесть симптомов пограничного расстройства личности Бордерлайнеры: шесть симптомов пограничного расстройства личности

Пограничное личностное расстройство пока у нас не слишком на слуху

Psychologies
Нужно больше золота: лучшие видеокарты для майнинга 2019 Нужно больше золота: лучшие видеокарты для майнинга 2019

Самый полный обзор современного рынка криптоиндустрии

CHIP
35 пасхалок, которые ты, скорее всего, не заметил в новом сезоне «Очень странных дел» 35 пасхалок, которые ты, скорее всего, не заметил в новом сезоне «Очень странных дел»

Не только «Терминатор» и «Назад в будущее», но и кое-что гораздо интереснее!

Maxim
«Самый верный друг»: NYT узнала о связи обвиняемого в секс-торговле людьми с владельцем Victoria’s Secret «Самый верный друг»: NYT узнала о связи обвиняемого в секс-торговле людьми с владельцем Victoria’s Secret

Финансист Джеффри Эпштейн обвиняется в продаже людей в сексуальное рабство

Forbes
Гляжу в тебя, как в зеркало: новый «Король Лев» оказался бледной тенью оригинала Гляжу в тебя, как в зеркало: новый «Король Лев» оказался бледной тенью оригинала

Рассказываем, как студия Disney зарабатывает на чувстве ностальгии

Playboy
5 женщин в рейтинге богатейших госслужащих и депутатов 5 женщин в рейтинге богатейших госслужащих и депутатов

Женщины в новом рейтинге Forbes

Forbes
Просите скромно: как женщине-предпринимателю добиться успеха в Китае Просите скромно: как женщине-предпринимателю добиться успеха в Китае

Для многих китайцев венчурное инвестирование все равно что азартные игры

Forbes
Что носит звезда «Очень странных дел» и молодой музыкант Финн Вулфард Что носит звезда «Очень странных дел» и молодой музыкант Финн Вулфард

У Финна Вулфарда свой стиль в одежде, отличающий его от обычного подростка

Esquire
Сколько времени детям можно проводить у экранов? Сколько времени детям можно проводить у экранов?

Сколько экранного времени положено в сутки детям разных возрастов?

Psychologies
IT без иностранцев: как депутат Горелкин напугал «Яндекс», Mail.Ru и «Мегафон» IT без иностранцев: как депутат Горелкин напугал «Яндекс», Mail.Ru и «Мегафон»

Законопроект об информационно значимых интернет-ресурсах

Forbes
Как поговорить с девушкой о будущем и не разругаться: 5 основных правил Как поговорить с девушкой о будущем и не разругаться: 5 основных правил

Ты ведь понимаешь, до чего могут довести такие разговоры

Playboy
Как одевался Брэд Питт в разные десятилетия Как одевался Брэд Питт в разные десятилетия

Как менялся гардероб Питта от декады к декаде

Esquire
Патрик Стюарт – ваш проводник в стиль 1990-х Патрик Стюарт – ваш проводник в стиль 1990-х

Почему сегодня все хотят одеваться как 25 лет назад

GQ
Как подключить Смарт ТВ на телевизоре Samsung: пошаговая инструкция Как подключить Смарт ТВ на телевизоре Samsung: пошаговая инструкция

Большинство моделей Samsung имеют функцию Smart TV

CHIP
Почему Джеральд Джента – легенда часовой индустрии? Почему Джеральд Джента – легенда часовой индустрии?

Только Джеральд Джента способен придумать легендарный дизайн часов за пять минут

GQ
Как начать управлять своей жизнью: 5 правил Как начать управлять своей жизнью: 5 правил

Что, если попробовать взять управление в свои руки и поменять что-то в себе

Psychologies
Открыть в приложении