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

Северный полюс – 2024. Новые рекорды Северный полюс – 2024. Новые рекорды

В июле 2024 г. Федор Конюхов и Игорь Потапкин путешествовали к Северному полюсу

Наука и техника
«Траст» через лондонский суд заблокировал имущество Минцев на $572 млн «Траст» через лондонский суд заблокировал имущество Минцев на $572 млн

Суд запретил Борису Минцу отчуждать имущество на сумму в пределах $572 млн

Forbes
Ого-гонь XXI века Ого-гонь XXI века

Со времен палки-копалки человечество пугали и завораживали пожары

Maxim
«США недооценивают размах агрессии России». О чем говорится в докладе аналитиков Пентагона «США недооценивают размах агрессии России». О чем говорится в докладе аналитиков Пентагона

Риски вооруженного конфликта между США и Россией растут

Forbes
Лорд Фостер с берега Темзы Лорд Фостер с берега Темзы

Лондон, похоже, превращается в абсурдный стол для пикника

Караван историй
Боишься летать на самолете? 6 лайфхаков, которые помогут успокоиться Боишься летать на самолете? 6 лайфхаков, которые помогут успокоиться

Бояться — это нормально, но страх можно победить!

Playboy
Психосоматика: услышать, что говорит болезнь Психосоматика: услышать, что говорит болезнь

Порой только работа с психотерапевтом поможет понять, откуда постоянные простуды

Psychologies
Самые успешные блогеры России — 2019. Рейтинг Forbes Самые успешные блогеры России — 2019. Рейтинг Forbes

Звезды, которым для поддержания популярности больше не нужен телевизор

Forbes
Как Джеймс Джеббиа, основатель Supreme, создал бренд — феномен современной моды Как Джеймс Джеббиа, основатель Supreme, создал бренд — феномен современной моды

Как основателю Supreme удалось предугадать массовое увлечение стритвиром

Esquire
Как Михаил Зыгарь зарабатывает на революции в медиа Как Михаил Зыгарь зарабатывает на революции в медиа

Один из самых талантливых журналистов в России стал успешным предпринимателем

Forbes
Дела сердечные: на что обратить внимание, приступая к кардиотренировкам? Дела сердечные: на что обратить внимание, приступая к кардиотренировкам?

Когда кардионагрузки приносят пользу, а когда идут во вред

Psychologies
«Наш мир — гигантский мозг»: участник списка Forbes Давид Ян об опутавшей людей нейросети и читающих мысли роботах «Наш мир — гигантский мозг»: участник списка Forbes Давид Ян об опутавшей людей нейросети и читающих мысли роботах

Давид Ян о том, как искусственный интеллект поможет бухгалтеру Зинаиде

Forbes
Скорая помощь Скорая помощь

Дизайнер Олеся Федоренко смогла довести до ума проблемный “долгострой”

AD
Тест смартфона Gigaset GS280: средний класс с хорошим дисплеем Тест смартфона Gigaset GS280: средний класс с хорошим дисплеем

Новый мобильный телефон Gigaset GS280 ориентирован на повседневное использование

CHIP
Bosco Fresh Fest 2019: танцы под дождем и королевская ночь Bosco Fresh Fest 2019: танцы под дождем и королевская ночь

Фестиваль современной музыки Bosco Fresh Fest

Cosmopolitan
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
В чем встретить выходные? В чем встретить выходные?

Например, в горчичных джинсах Stüssy

GQ
«Я могу потерять все»: основатель Healthy Food о проверках сети после волны отравлений «Я могу потерять все»: основатель Healthy Food о проверках сети после волны отравлений

Основатель Healthy Food рассказал, что происходит с бизнесом во время инспекции

Forbes
Ставим УЗО в квартире: как подобрать прибор по мощности? Ставим УЗО в квартире: как подобрать прибор по мощности?

Как рассчитать мощность УЗО и установить его дома или в офисе

CHIP
Инновационный миллиардер. Владимир Потанин получил премию за заслуги перед искусством Инновационный миллиардер. Владимир Потанин получил премию за заслуги перед искусством

В Нижнем Новгороде на этих выходных состоялось вручение премии «Инновация»

Forbes
Состояние Илона Маска сократилось на $800 млн после сообщения Tesla об убытках Состояние Илона Маска сократилось на $800 млн после сообщения Tesla об убытках

Tesla по итогам квартала снова не смогла вернуться к прибыльности

Forbes
Какие часы носить в августе? Какие часы носить в августе?

История часового дела началась, разумеется, с механизмов

GQ
Сечин попросил у Путина 2,6 трлн рублей льгот на развитие Арктики Сечин попросил у Путина 2,6 трлн рублей льгот на развитие Арктики

Нефтяным компаниям для освоения Арктики нужны беспрецедентные налоговые льготы

Forbes
Тест смартфона Huawei Y7 2019: недорогой аппарат с приятной внешностью Тест смартфона Huawei Y7 2019: недорогой аппарат с приятной внешностью

Huawei Y7 2019 продемонстрировал солидное качество исполнения

CHIP
Журналисты узнали, как получить британскую «золотую визу» человеку «со связями с приближенными Путина» Журналисты узнали, как получить британскую «золотую визу» человеку «со связями с приближенными Путина»

Британские журналисты узнали, насколько сложно получить «золотую визу» человеку

Forbes
Ворота в Сахару Ворота в Сахару

Актриса Лиза Арзамасова отправилась в Тунис

OK!
Брать или нет: тест умных, но бюджетных часов Y1 c функцией телефона Брать или нет: тест умных, но бюджетных часов Y1 c функцией телефона

Умные часы Y1 обладают неоспоримым преимуществом перед фитнес браслетами

CHIP
11 открытий на пути от хобби до своего бизнеса 11 открытий на пути от хобби до своего бизнеса

Каждый из нас хотя бы раз задумывался о том, чтобы создать свое дело

Psychologies
Приходите в мой дом Приходите в мой дом

Рассказываем, как стать желанным гостем на дне рождении или семейной вечеринке

StarHit
23 забытых блокбастера 2000-х 23 забытых блокбастера 2000-х

Все эти фильмы занимали первое место в американском прокате, но куда они делись?

Maxim
Открыть в приложении