Царица наук…
Завершая публикацию материалов к 300‑летию Российской академии наук, редакция решила поговорить о достижениях отечественной астрономии за сто лет. Наш корреспондент побеседовал с астрофизиком, доктором физико-математических наук, академиком РАН, в недавнем прошлом вице-президентом РАН, а ныне вице-президентом Акционерной финансовой компании «Система», научным руководителем Специальной астрофизической обсерватории РАН1 Юрием Юрьевичем Балегой.
1 Специальная астрофизическая обсерватория РАН (САО). Создана в 1966 году. Располагается в долине Большого Зеленчука на Большом Кавказе недалеко от села Нижний Архыз в Карачаево‑Черкесской Республике. В САО установлены оптический телескоп БТА‑6 с диаметром зеркала 6 метров и крупнейший в мире радиотелескоп РАТАН‑600 с рефлекторным зеркалом в 600 метров.
«Знание – сила»: Юрий Юрьевич, завершается юбилейный для Российской академии наук год – год ее 300‑летия. Наш журнал посвятил этому событию главную тему февральского номера и целый ряд отдельных публикаций в разных номерах года. Поставить победную точку в этом цикле статей и интервью мы хотели бы разговором о достижениях отечественной астрономии в прошлом и нынешнем веке.
Юрий Балега: Если говорить о нашей астрономии в целом, то у нас все успехи в исследованиях связаны в основном с работой наших теоретиков.
Прежде всего, это Александр Александрович Фридман, человек, который оставался долгое время в тени, что было связано и с тем, что в Советском Союзе вообще теория Большого взрыва длительное время считалась реакционной, несоответствующей марксистско-ленинскому мировоззрению – считалось, что это все бред, – и поэтому не оценили должным образом работы Фридмана в других науках – они тоже не упоминались…
«ЗС»: Наверное, сыграло роль и то, что он был офицером царской армии. В двадцатые годы такому факту придавали большое значение.
Ю. Б.: Наверное, это какую-то роль тоже сыграло, но главное то, что все эти современные теории – расширяющаяся Вселенная, Большой Взрыв – совершенно не воспринимались тогдашней руководящей научной номенклатурой.
И вплоть до времен Хрущева Фридмана мало кто упоминал. Что весьма прискорбно, поскольку это великий человек для истории нашей науки, который нашел решение уравнений Эйнштейна, предполагающее нестационарную Вселенную, и вступил в спор с Эйнштейном, уверенным в ту пору в стационарности Вселенной. Это величайший вклад в развитие мировой науки, и наша страна этим может гордиться. Фридман был совершенно необычным человеком: занимался геодезией, картографией, авиацией, первой съемкой всяких позиций, то есть практическими проблемами, и одновременно решал крайне сложные математические задачи. Талантливейший был человек.
Вторым человеком в этом ряду, которого обязательно нужно выделить, хотя у нас, конечно, было огромное количество талантливых людей, я бы назвал великого советского астрофизика Виктора Амбарцумяна. Амбарцумян – это тоже мировой классик, один из создателей теоретической астрофизики. Он первым предложил идею, что звезды рождаются в наше время, что Вселенная, которую мы наблюдаем, – живая, она продолжает рождать звезды.
Данное представление отличалось от сложившегося в предыдущую эпоху, согласно которому мир когда-то образовался, и с тех пор Вселенная неизменна. Ну, расширяется, как было обнаружено в 1920‑е годы, но в целом все звезды родились тогда и доживают свой век. Понимание того, что звезды рождались позже и продолжают рождаться, возникло благодаря Амбарцумяну.
На существование звездных ассоциаций обратил внимание Амбарцумян – их выделяют по схожести векторов скорости и возрасту. Сходный химический состав также признак принадлежности к ассоциации. OB-ассоциации, которые содержат массивные звезды спектральных классов O и B, от 10 до 100 массивных молодых звезд. Т‑ассоциации, содержащие в основном маломассивные переменные звезды типа Т Тельца. ОВ‑ассоциации наблюдаются в Орионе, ближайшем к нам комплексе звездообразования, на удалении около тысячи световых лет. Мы знаем это благодаря трудам Амбарцумяна – он первым привлек внимание к этому явлению.
Виктор Амазаспович, которого я имел счастье знать лично, общался с ним в Бюраканской обсерватории, это выдающийся ученый. Он понимал проблемы астрофизики настолько глубоко, что им восхищались во всем мире. Да, можно говорить о первоначальных Д‑телах с большой плотностью, из которых рождаются звезды – эта концепция Амбарцумяна оказалась ошибочной. Но в его гипотезах есть много очень интересного.
Уже работая в САО, занимаясь интерферометрией звезд, я обнаружил, что, скажем, в трапеции Ориона, известном комплексе, где только-только родились самые молодые звездочки, причем очень массивные, – например, звезда Тета1 Ориона-С, ее возраст всего порядка 100 тысяч лет, а масса превышает 30 масс Солнца, – так вот, звезды в трапеции Ориона все являются кратными системами. То есть они родились из какого-то сверхплотного сгустка вещества. Совершенно необычная вещь.
Более того, установлено совершенно недавно нами в сотрудничестве с немецкими коллегами, что массивные звезды в Орионе рождаются группами. Если звезды малых масс могут рождаться по одиночке где-то там, то О- или В-звезды, горячие, массивные, рождаются такими группами в тесном взаимодействии в очень небольшом локальном объеме, и это большая до сих пор загадка. Они всегда кратные, то есть в одиночку не рождаются – двойками, тройками, квадрупольной системой и так далее. Все это в динамике. Очень интересная тема. И это все близко к тому, о чем говорил Виктор Амазаспович Амбарцумян. А Т‑ассоциации, молодые звезды – это все связано с туманностями. Все эти идеи дали огромный толчок к развитию мировой науки. Я считаю, что на работы Виктора Амазасповича мы должны смотреть как на икону нашей советской истории науки.
«ЗС»: Он был неотъемлемой частью советской науки, из которой, в сущности, и российская происходит. Но позже так случилось, что он стал ученым другой страны – Армении. В любом случае, основная часть его научной жизни все-таки связана с российской наукой.
Ю. Б.: Да, конечно. Он – советский ученый, прошел тяжелую жизненную дорогу. Работал не один год в Пулковской обсерватории, а вы знаете, что многие из пулковских астрономов подвергались жесточайшему преследованию в предвоенные годы. Но Виктор Амазаспович прожил эти годы и сохранил преданность науке. А то, что он в первые послевоенные годы в Советской Армении построил Бюраканскую обсерваторию, так это большой труд и выдающееся достижение.
Армянская школа астрономии после него осталась очень сильная. Сейчас, конечно, совсем не то, что было, скажем, в 70‑е годы, когда бюраканская астрономия считалась одной из мировых астрономических элит. По внегалактическим исследованиям, по активным галактикам – работы Маркаряна, Хачикяна, Эдуарда Петросяна, который сейчас работает в США, были широко известны. Все эти люди – цвет советской науки.
Следующая работа эпохального масштаба, которую нельзя не упомянуть, – это очевидная вещь, – исследования Николая Шакуры и Рашида Сюняева2, связанные с теоретическим описанием структуры сверхкритического аккреционного диска. Это работа эпохальная, на которую сейчас самое большое число цитирований в мире. Рашид Алиевич говорил мне, что эта работа 1973 года про сверхкритическую аккрецию на черные дыры и нейтронные звезды цитируется раз в каждые 18 часов по всей нашей планете. То есть каждый автор, который говорит о природе черных дыр, нейтронных звезд, рождении звезд, обращается к этой работе, потому что природа очень однообразна в своих проявлениях. Понимаете, компактный массивный объект, как правило, кратный, кеплеровское движение, окружается газопылевым диском, молодые звезды рождаются в такой модели, где через этот диск начинает просвечиваться звезда за счет аккреции, этот диск тоже валится, все падает, и звезды на последних стадиях эволюции тоже теряют дисковое вещество; кратные системы, симбиотические звезды3, где звезда-донор и белый карлик, и так далее. Такая же модель для ядерно-активной галактики и для квазаров: тоже диск, вещество; и для ядра нашей галактики – все очень однообразно. И это все – в упомянутой работе. Не полностью, конечно, но модель, объясняющая, откуда берется вязкость в диске, связанная с турбулентностью, с неоднородностью, описана в той работе начала 70‑х годов.
2 Николай Иванович Шакура, доктор физико-математических наук, заведующий отделом релятивистской астрофизики Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга МГУ. Рашид Алиевич Сюняев, академик РАН, заведующий лабораторией теоретической астрофизики ИКИ РАН.
3 Симбиотические звезды – небольшой класс двойных звезд, имеющих сложные спектры, где наряду с полосами поглощения оксида титана TiO имеются эмиссионные линии.
И это тоже очень серьезный камень в основу всей мировой астрофизики. Любой астрофизик на Западе знает работы Шакуры-Сюняева или Сюняева-Шакуры, которые были опубликованы в наших и зарубежных журналах. Это – классика. И мы можем этим гордиться.
Следующим я бы упомянул, как выдающийся, результат работы Рашида Алиевича Сюняева и Якова Борисовича Зельдовича4 по описанию изменений интенсивности радиоизлучения реликтового фона из-за обратного эффекта Комптона на горячих электронах межзвездного и межгалактического газа. Это исследование привело к предсказанию в 1969 году эффекта, названного в честь авторов эффектом Сюняева-Зельдовича.
4 Яков Борисович Зельдович (1914–1987) – выдающийся советский физик и физикохимик, академик АН СССР, доктор физико-математических наук, профессор.
Это тоже классика мировой астрофизики. Так совпало, что Рашид Алиевич Сюняев, ныне здравствующий, дай бог ему здоровья, мой хороший друг и товарищ, из сегодняшних наших астрономов, это самая крупная мировая величина. Эффект Сюняева-Зельдовича, который возникает вследствие комптоновского рассеяния фотонов на горячем газе, из-за чего излучение сдвигается в более горячую область. Это «классика жанра». Эффект Сюняева-Зельдовича для современной астрофизики – это стандартная линейка, которая позволяет по комптоновскому рассеянию изучать структуру Вселенной. То есть мерить нашу Вселенную на космологических расстояниях, поскольку позволяет определить диаметр скопления галактик, благодаря чему скопления могут быть использованы в качестве стандартной линейки при построении шкалы расстояний во Вселенной.