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

Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск Силой мысли, или что обещает нам Илон Маск

Чего же Маск хотел в сфере нейроинтерфейсов, что сделал и что сможет сделать

Популярная механика
«Держать Зеленского в тонусе». Зачем Путин предложил российские паспорта всему Донбассу «Держать Зеленского в тонусе». Зачем Путин предложил российские паспорта всему Донбассу

Главная цель нового указа Путина — надавить на Владимира Зеленского

Forbes
«Спектр-РГ» «Спектр-РГ»

Обсерватория для нового обзора неба

Наука и жизнь
Группа поддержки Группа поддержки

Интервью с Александром и Вероникой Ерохиными

OK!
Бордерлайнеры: шесть симптомов пограничного расстройства личности Бордерлайнеры: шесть симптомов пограничного расстройства личности

Пограничное личностное расстройство пока у нас не слишком на слуху

Psychologies
Твой конек Твой конек

Летом хочется активного отдыха. Вставай на ролики!

Лиза
Geely Emgrand X7. Превращение в бабочку Geely Emgrand X7. Превращение в бабочку

Китайский автопром скоро начнёт поедать конкурентов со скоростью гусеницы

4x4 Club
Сергей Кожаков: «И я, как говорят, поймал хайп» Сергей Кожаков: «И я, как говорят, поймал хайп»

26 июля Вamboo.Bar с размахом отпразднует свое 10-летие

Maxim
Как прожить на пенсию. История стартапа Kindur, который помогает поколению бэби-бумеров не разориться Как прожить на пенсию. История стартапа Kindur, который помогает поколению бэби-бумеров не разориться

Финтех-стартап Kindur развеивает главный страх пенсионеров

Forbes
Цифровые кочевники: как становятся digital nomads и где они обитают Цифровые кочевники: как становятся digital nomads и где они обитают

Кто такие цифровые кочевники? Forbes Life рассказывает, как стать одним из них

Forbes
Болевой порок: как Америка подсела на таблетки и с чего начинался опиоидный кризис, который уносит 70 тысяч жизней ежегодно Болевой порок: как Америка подсела на таблетки и с чего начинался опиоидный кризис, который уносит 70 тысяч жизней ежегодно

Как начиналась опиоидная эпидемия и к чему она привела

Esquire
«Мы собрались ради любви и закона»: лица и плакаты участников акции на Сахарова «Мы собрались ради любви и закона»: лица и плакаты участников акции на Сахарова

Митинг в поддержку независимых кандидатов собрал больше 22 тысяч человек

Forbes
Испанские страсти Испанские страсти

Атмосфера Ибицы в доме близ Аликанте по проекту Екатерины Грачевой

AD
Где есть и пить в Бал-Харбор — самом изысканном районе Майами-Бич Где есть и пить в Бал-Харбор — самом изысканном районе Майами-Бич

Ресторанный обозреватель выбрал самые достойные заведения Майами-Бич

РБК
Одна вокруг света. Коррупция на таможне и дорогах Замбии Одна вокруг света. Коррупция на таможне и дорогах Замбии

36-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Трихолог — о выпадении волос, правильном уходе и плазмотерапии Трихолог — о выпадении волос, правильном уходе и плазмотерапии

Как избежать проблем с волосами и какие факторы влияют на их здоровье

РБК
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
Непридуманная история викторианских обоев-убийц Непридуманная история викторианских обоев-убийц

Дома и стены помогают? Не всегда!

Maxim
Василий Бойко-Великий пожаловался суду на давление со стороны собаки Василий Бойко-Великий пожаловался суду на давление со стороны собаки

Суд оставил в СИЗО бизнесмена Василия Бойко-Великого

Forbes
Из аптеки на скутере: как бывший рокер и Билл Гейтс собираются изменить систему медицинской помощи Из аптеки на скутере: как бывший рокер и Билл Гейтс собираются изменить систему медицинской помощи

Благотворительный фонд Билла и Мелинды Гейтс инвестирует в стартап Halodoc

Forbes
Молода и прекрасна Молода и прекрасна

Зендая – исполнительница главной женской роли в серии фильмов о Человеке-пауке

Grazia
Горячая тема Горячая тема

Самые интересные вопросы о защите от солнца

Grazia
Балетки для Меган Маркл. Как создать бизнес в $700 млн на обуви из пластиковых бутылок Балетки для Меган Маркл. Как создать бизнес в $700 млн на обуви из пластиковых бутылок

Как создают обувь из пластиковых бутылок с использованием технологии 3D-вязания

Forbes
Песни русалки Песни русалки

Россиянка Саша Беляева обретает голос как певица и активистка

Vogue
15 главных московских ресторанов, кафе и баров этого лета по версии Forbes Life 15 главных московских ресторанов, кафе и баров этого лета по версии Forbes Life

Список всего, что нужно для счастья этим летом в Москве

Forbes
От Украины до ОАЭ: гид по зарубежной недвижимости богатейших госслужащих и депутатов России От Украины до ОАЭ: гид по зарубежной недвижимости богатейших госслужащих и депутатов России

Богатейшие «слуги народа», которые имеют недвижимость за рубежом

Forbes
Музыка нас связала. Audi S5 против Mercedes AMG E53 Музыка нас связала. Audi S5 против Mercedes AMG E53

Что решает в битве суперкаров?

РБК
Мини-печь: альтернатива духовке Мини-печь: альтернатива духовке

Сегодня расскажем, что такое ростер, он же мини-печь

CHIP
Включи мозги. Зачем нужен ЗОЖ, если нас скоро заменят роботы? Включи мозги. Зачем нужен ЗОЖ, если нас скоро заменят роботы?

Роботы не заменят тех, кто умеет мыслить креативно и выходить за рамки шаблонов

Forbes
15 мыслей Массимо Боттуры 15 мыслей Массимо Боттуры

Шеф ресторана Osteria Francescana — о своих отношениях с отцом, едой и славой

GQ
Открыть в приложении