Чтобы изучать Вселенную, надо выходить в космос
Космические инструменты существенно расширяют возможности астрономов: с их помощью можно охватить спектральные диапазоны, недоступные на Земле из-за поглощения в атмосфере, а также сделать наблюдения круглосуточными. В частности, Институт астрономии РАН в сотрудничестве с другими академическими институтами занимается созданием отечественной аппаратуры для работы в ультрафиолете, в том числе для космической обсерватории «Спектр-УФ», запуск которой запланирован на 2031 год, и лунной базы.
— Михаил Евгеньевич, позвольте начать издалека: с чего началась для вас астрономия?
— Моя жизнь связана с астрономией с самого детства. Родом я из маленького города Заволжска в Ивановской области. В конце XIX века в наших местах жил и работал великий русский астроном Фёдор Александрович Бредихин, который был в своё время директором Московской обсерватории, потом — Пулковской. Здесь находилась усадьба его жены, называлась она «Погост» — странное имя для усадьбы, но, оказывается, это означает и место захоронения, кладбище, и торжище — место встреч. Метеорами и кометами он увлёкся с детства и посвятил их исследованию всю свою жизнь. Кстати, интересный факт: если мы посмотрим астрономические журналы, в которых академик публиковал свои работы, включая самый важный, высокорейтинговый, как мы назвали бы его сегодня, немецкий Astronomische Nachrichten, то там написано, что некоторые наблюдения проведены в усадьбе «Погост». Там у Бредихина были малые телескопы, с которыми он выходил для наблюдений на балкон, — сохранились воспоминания крестьян о том, как это происходило. Умер он в 1904 году. Потом страна изменилась, усадьбу пограбили. Когда в 60-е годы XX столетия начали формировать музей Бредихина, то кинули клич — у кого осталось что бредихинского. Многое принесли, музей создали. К несчастью, в 1998 году случился пожар, уничтоживший усадьбу. Но экспонаты успели спасти, теперь музей расположен в усадьбе бывших заводчиков: город Заволжск вырос около химического комбината, которому более 150 лет.
По завещанию Фёдор Бредихин и его семья похоронены на территории «Погоста», причём похоронены необычно: в склепе, который Бредихин сам спроектировал похожим на маленькую обсерваторию. Склеп сохранился до настоящего времени. Я каждый день ходил в школу мимо этого склепа. В усадьбе работал музей астронома, а при музее был кружок астрономии, который я активно посещал, увлёкся наукой о Вселенной и сделал выбор профессии на всю жизнь.
— Жители Заволжска знают про Бредихина?
— Да, в отличие от жителей остальной страны, которые про него уже забыли. Заволжск в этом смысле уникален. Химики, речники, фермеры, учителя и школьники… Все мы, заволжцы, с детства знаем, что у нас жил, работал и похоронен академик Бредихин. Мы уверены, что и вся страна про это знает. Для меня, когда я поступил в МГУ на астрономическое отделение физфака, было удивительным, своего рода культурным шоком, что про него не знают даже астрономы, которые каждый день ходят мимо его бюста в Государственном астрономическом институте имени П. К. Штернберга (ГАИШ). Спроси сегодня студентов-астрономов, мимо чьих бюстов они проходят? Логическим путём начинают вычислять: если институт имени Штернберга, то один из них — Штернберг. Верно! А кому принадлежит второй бюст, не знает никто. Я лекции студентам-астрономам читаю уже более 10 лет, всегда спрашиваю про бюсты в ГАИШ, но ни разу не получал правильный ответ, хотя на втором этаже института и портрет его висит.
— Фёдора Бредихина называют одним из родоначальников кометной и метеорной астрономии. Что он сделал выдающегося в этой области?
— В первую очередь с именем Бредихина связывают классификацию кометных хвостов. Также важный вклад он внёс в понимание связи метеорных потоков с кометами. А ещё его следовало бы назвать отцом русской астрофизики, хотя у нас развитие этой науки в большей степени связывают с именем Белопольского, ученика Бредихина.
Фёдор Александрович, как и многие учёные того времени, получил возможность стажировки за границей, в Италии, в Ватиканской обсерватории. Тогда там работал знаменитый астроном Секки, сегодня тоже подзабытый, а между тем он предложил классификацию звёзд, которой отчасти мы до сих пор пользуемся, но при этом был членом ордена иезуитов. После возвращения в Россию Бредихин начал координированные с итальянскими коллегами спектральные наблюдения, которые были продолжены и развиты Белопольским. Астрофизика в мире только-только зарождалась. И Бредихин увидел в ней огромный потенциал, применил методы спектрального анализа в наших обсерваториях, Московской и Пулковской, которые в разное время возглавлял.
Забавно, что за два десятилетия до открытия спектрального анализа французский философ Огюст Конт (1798—1857) писал, что звёзды всегда будут оставаться для нас механическими объектами, мы сможем определять их положения на небе, но то, из чего они сделаны и какая у них температура, мы никогда не узнаем, потому что мы никогда не получим пробного образца. Он рассуждал почти как Сократ, который за две тысячи лет до этого говорил, что для смертных законы строения звёзд навсегда останутся тайной и что самим богам грустно видеть стремление человека разгадать то, что они навсегда скрыли от него. Узнали!
Если мы сегодняшним московским студентам предложим позаниматься кометами или метеорами, мало кто захочет. Все считают, что всё уже сделано в XIX веке, нечего там исследовать. И будут, я бы сказал, одновременно и правы, и неправы. Действительно, Бредихин и его ученики сделали очень много для понимания природы и движения комет. Комета — это «звезда» с огромным хвостом. Хвост по составу газо-пылевой, гигантских размеров. С кометами исторически связывали разные опасения — например, что если Земля пройдёт через хвост кометы, то все жители отравятся и умрут. А Бредихин занялся этими объектами и классифицировал именно кометные хвосты.
— А в чём же неправы современные студенты?
— В том, что очень много интереснейших научных задач ещё предстоит решить. Кометы являются своего рода свидетелями ранних этапов формирования Солнечной системы, несут информацию о веществе, из которого образовались Земля и другие планеты, причём, можно сказать, в нетронутом виде. Иначе говоря, изучая кометы, мы имеем возможность заглянуть в очень далёкую историю и понять, как и из чего всё возникло.
Что такое явление кометы, которое мы привычно себе представляем? Это, по сути, смерть кометы. Сами кометы — это объекты, которые находятся на окраинах Солнечной системы, в облаке Оорта, и большую часть жизни они там и «живут». И только в силу приливных явлений со стороны крупных планет некоторые из них оказываются вблизи Солнца, которое пробуждает их, можно сказать, растапливает эти грязеледяные комки. Комета, обращаясь вокруг Солнца, каждый раз при приближении к нему теряет вещество и в конце концов разрушается на рои мелких частиц. А если Земля пересекает эту орбиту бывшей кометы, то мы наблюдаем такое явление, как метеорный дождь.
Бредихин как раз занялся исследованием связи метеорных потоков с кометами. В конце концов, потеряв значительную часть вещества, комета падает на Солнце — это он тоже выяснил. Кстати, явление экзокомет было обнаружено раньше, чем была найдена первая экзопланета.
— Как их обнаружили?
— Есть наше Солнце, вокруг него вращаются планеты и малые тела — кометы и астероиды, и есть другие звёзды, вокруг них тоже вращаются планеты и кометы, их принято называть с приставкой «экзо» (внешние): экзопланеты и экзокометы. Открытие экзопланет началось в 1995 году — появилась первая публикация о том, что около звезды по малому изменению её движения было обнаружено тело, которое вызвало эти изменения. Это тело и назвали экзопланетой. Авторам за эту работу позднее была присуждена Нобелевская премия. А в 1994-м, за год до выхода нобелевской статьи, появляется работа, которая изменение в спектре звезды объясняет явлением экзокометы: она упала на родительскую звезду, обогатила её своим магнием и железом, а астрономы это изменение химического состава звезды зафиксировали. Кстати, возможность находить экзопланеты появилась у астрономов в 1970-е годы, когда был сконструирован корреляционный спектрограф, с помощью которого и была обнаружена первая экзопланета. То есть возможность открытия была за 20 лет до самого открытия. В начале 1980-х годов такой прибор был построен и у нас в стране, в ГАИШ, астрофизиком Андреем Токовининым.
— Почему же не открыли на 20 лет раньше?
— Всё просто. Не то искали и не там. Ожидалось, что планетные системы должны быть похожи на нашу Солнечную: периоды обращения планет вокруг их родительских звёзд должны быть большими, сотни суток или даже годы. А обнаружить планету размером с Землю по её влиянию на движение звезды аппаратура не позволяла. Не ожидали, что может существовать большая планета, схожая с нашим Юпитером, которая обращается на орбите близко к звезде, как наш Меркурий. Сегодня такие планеты называют «горячими юпитерами». А вот как только попробовали поискать, так сразу и нашли.