Если звёзды изучают, это кому-нибудь нужно
Астрофизическая обсерватория Института астрономии РАН на пике Терскол в Кабардино-Балкарии – самая высокогорная в России. Она находится на высоте 3150 метров над уровнем моря. Прямо напротив сияют белоснежные вершины Эльбруса. Туристы поднимаются сюда специально, чтобы увидеть этот потрясающий горный пейзаж. А учёные приезжают совсем с другой целью. Низкое содержание паров воды и прозрачность атмосферы в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах в условиях высокогорья делают эту обсерваторию одним из лучших наблюдательных мест в Европе.
В России есть немало обсерваторий, куда можно попасть с экскурсионной целью. Купил билет – и можешь слушать рассказы о звёздах и заглядывать в телескопы. С обсерваторией на пике Терскол так не получится. Туристы с любопытством заглядывают через ограждение и фотографируют сферические купола, но ворота им никто не откроет: посторонним сюда вход строго запрещён. Но мы не посторонние: прибыли сюда по приглашению института, так что для нас ворота открываются.
Однако с этим совершенно не согласен неприветливый пёс Бублик, который не только громко на нас лает, но демонстрирует более серьёзные намерения, за что тут же оказывается посаженным на цепь. «Не сердитесь на него, – извиняется за пса один из сотрудников, – он вообще-то пёс добрый, просто служба у него такая». И тут же демонстрирует, как Бублик с готовностью подаёт лапу. Но, понятно, не всем подряд. «На территорию нередко проникают посторонние, – рассказывает инженер отдела экспериментальной астрономии Никита Капитанов. – Об этом первым оповещает именно Бублик. Приходится людей выпроваживать, объяснять им, что здесь закрытая территория».
Чистота — залог обзора
А вот и святая святых – наблюдательный зал. Здесь находится «сердце» обсерватории – телескоп Цейсс-2000. Но, прежде чем туда подняться по крутой лестнице, все должны переобуться или надеть бахилы. На дверях красуется грозное объявление: «Вход исключительно в сменной обуви!». И целый ряд тапочек рядом.
Зачем это нужно? Всё дело в том, что на зеркало телескопа не должно попадать никакой пыли. Если она всё же будет попадать на зеркало, он будет собирать меньше света, а это напрямую отразится на его наблюдательных качествах. Поэтому грязи тут не место.
Но вот, наконец, мы видим телескоп. Он замер перед глухими стенами, как будто в напряжённом ожидании. Сегодня наблюдений, увы, не будет: небо плотно затянуто облаками. По словам Никиты Капитанова, хоть это место и считается выгодным для наблюдений, вообще в России нет мест идеальных с астрономической точки зрения. Качество неба характеризуется угловым размером звезды: чем он меньше, тем лучше. «В ту ночь, когда мы проводили наблюдения, звёзды всё равно как бы растекались в пятнышки, – объясняет Никита Капитанов. – Это потому, что здесь высокая влажность, а для идеальных наблюдений важно, чтобы было предельно сухо».
Телескоп Цейсс-2000. Фото Андрея Афанасьева.
Главное преимущество телескопа – простота и то, что зеркало большое, как говорят специалисты, «апертуристое». Апертура – это то, проще говоря, насколько телескоп толстый. Чем толще, тем лучше, значит, он может наблюдать даже тусклые объекты на небе. На нём видна астрокамера, с помощью которой можно собирать свет определённых участков спектра и получать фото участка неба в разных диапазонах длин волн. Когда стоит ясная погода, створки на куполе раздвигаются, и телескоп начинает смотреть в заданном направлении. Существует программа наблюдений, согласно которой здесь наблюдают те или иные типы объектов, собирают с них определённые данные. «Поскольку телескоп большой, можно наблюдать как ближайшие планеты и звёзды, так и далёкие, едва видные объекты за счёт долгой выдержки», – рассказывает Никита.
Подушка для телескопа
А ещё в зале находится жёлтая тележка, которую Никита называет самым увлекательным аттракционом обсерватории. С её помощью инженер может подобраться к телескопу на любую высоту, чтобы его обслуживать. «Вот пример: телескоп расположен на так называемых подушках, и прежде чем приступить к наблюдениям, я поднимаюсь и проверяю, что они свободно двигаются и не мешают работе телескопа», – поясняет Никита. Это так называемые тонкие настройки телескопа.
А вообще телескопом управляют не вручную, а в автоматическом режиме. Ниже находится зал управления телескопом. В нём расположена система управления – оригинальная «Вилати», которая была установлена в начале 1990-х годов. В 2008 произошла модернизация, когда приобрели новую систему управления чешской фирмы Прожект Софт. Здесь находится основной компьютер, куда заносятся все данные. Именно отсюда происходит управление телескопом – наведение на объект, запуск экспозиции и съёмка кадров.
Никита Капитанов на фоне «тележки». Фото Андрея Афанасьева.
«Наш двухметровый «Цейс» – единственный такой телескоп в России, – объясняет Илья Соколов, дежурный астроном обсерватории. – Всего подобных телескопов несколько штук, есть в Чехии, Болгарии. У нас работает несколько приборов, и наблюдательная программа формируется под каждый из них. Один прибор устанавливаем примерно раз в 2-3 недели, и идут наблюдения по текущей программе. Потом прибор меняется, и начинается следующая программа».
О чём звезда с звездою говорит?
В момент, когда мы приехали в обсерваторию, шла программа получения прямых снимков активных ядер галактик. До этого были спектральные наблюдения некоторых звёзд с активной хромосферой.
Возникает вопрос: зачем нужно это наблюдать? По словам Ильи Соколова, это даёт информацию о процессах, которые происходят в атмосферах звёзд, более точное понимание физики. В частности, мы можем лучше понять, какие процессы идут на Солнце, как это отражается на окружающем пространстве.
Илья Соколов. Фото Андрея Афанасьева.
Основная работа здесь выглядит рутинно, хотя случаются и яркие события. Например, эта обсерватория была первой в мире, которая пронаблюдала в конце 1990-х комету Хейла – Боппа. Интересны и наблюдения таких загадочных и до конца непонятых явлений, как гамма-всплески. Известно, что они происходят примерно раз в сутки, но такие яркие, чтобы можно было навести телескоп и их увидеть, случается крайне редко. Илья снимал здесь особо яркие гамма-всплески в 2008 и в 2015 годах. Обычно они слабые, на пределе обнаружения, а тут небо светилось, почти как при фейерверках.
Комета Хейла – Боппа, снятая обсерваторией в конце 1990-х.
«Для наблюдения гамма-всплесков на орбите есть несколько космических аппаратов, которые определяют их положение по гамма-излучению, получают координаты, присылают их на Землю, где они распространяются по сети телескопов, участвующих в программе, и те аппараты, которые могут навестись, ищут, есть ли оптический источник в этом месте, – рассказывает Илья Соколов. – Либо находят, либо нет. Эти далёкие галактики, можно сказать, на краю Вселенной, и можно увидеть либо саму вспышку, которая получается в кадре гораздо ярче, чем галактика, в которой она произошла, либо вспышку увидеть не удаётся, но тогда можно увидеть галактику, в которой произошло это событие».
Вспышка на краю Вселенной
Гамма-всплеск – уникальное событие, конечная стадия эволюции звезды. Оно и приводит к очень яркой вспышке, которая несёт некую угрозу, в том числе обитателям Земли, если это произойдет поблизости, в галактических масштабах, конечно же. Но в окрестностях Земли, в ближайших галактиках такого сейчас не наблюдается. Хотя, как говорят астрономы, исключить такого события нельзя. Как это будет выглядеть? Это очень жёсткая радиация, которая может проявиться, как появление новой звезды на небе. Возможно, на несколько секунд или минут. Глазами заметить такое практически невозможно, поскольку это очень быстрое явление. Но жёсткое излучение вскоре почувствуют все обитатели планеты. Оно распространяется на очень далёкие расстояния.
«Вполне возможно, в истории нашей планеты случались такие события, – рассуждает Илья Соколов. – В Антарктиде проводились исследования, когда высверливали керны льда, и по слоям определяли, что происходило с атмосферой Земли. Там очень хорошо видны тёмные полосы, которые появились, когда, например, извергались вулканы. В частности, есть полоса с повышенной радиацией. Это связывают с возможными событиями, которые могли иметь место несколько миллионов лет назад. Уже существовала жизнь на Земле, и, как видите, она не была полностью уничтожена».
Высокогорная флора пика Терскол красива и сурова одновременно. Фото Андрея Афанасьева.
Помимо Цейсса-2000 на территории обсерватории действуют ещё два малых телескопа – Цейсс-600 и автоматический телескоп MEADE. На Цейсс-600 идут, в основном, наблюдения астероидов из пояса Койпера. Изучается их движение, в частности, уже в 2029 году ожидается сближение с одним из астероидов, который потенциально может нести угрозу. Вообще считаются опасными все астероиды, которые пролетают ближе, чем Луна. И тот, который в 2029-м может к нам прилететь, по расчётам примерно на расстоянии Луны или даже меньше. Это означает, что уже через пять лет всё для нас может «накрыться медным тазом». Это маловероятное событие, хотя исключать его нельзя, считает Илья. Так что космос – это сплошные угрозы.
Братья по разуму, ау!
А на автоматическом телескопе осуществляются различные программы по звёздам и спутникам. Там можно наблюдать более яркие объекты, потому что они меньше. Кроме того, в обсерватории занимаются поиском экзопланет. Их обнаружено уже немало. Возникает вопрос: почему при таком уже гигантском числе открытых экзопланет никак не удаётся обнаружить «братьев по разуму»? Что этому мешает? «Я думаю, что жизнь – это свойство, присущее нашей Вселенной, – рассуждает Илья. – Но возникновение высокоорганизованной жизни – это редкие события. Интуитивно, как мне кажется, на такую галактику, как наша, должно быть примерно тысяча планет, где есть простейшая жизнь; около сотни планет с многоклеточной жизнью; около десятка планет с высокоорганизованной жизнью и единичные – где есть цивилизация. Ближайшую похожую цивилизацию нужно искать в соседней галактике. А это непросто. Это очень большие расстояния, да и вообще искать жизнь на планетах рядом со звёздами, находящимися в другой галактике – это нетривиальная задача».
Астрохимики, как известно, ищут признаки жизни по спектрам известных молекул, которые присущи биологической жизни на нашей планете. А что, если возможна жизнь на другой основе? Тогда вообще непонятно, что искать. Но, по словам Ильи Соколова, в космосе идёт обмен веществом. Для жизни такой, как наша, нужны белковые молекулы, аминокислоты, и такие молекулы находятся в космосе. Происходит обмен таким веществом между планетами, и даже на внешней обшивке МКС обнаружили микроорганизмы, которые прилетели с Земли. Это маленькие организмы, которые обладают электрическим зарядом, но им вполне хватает напряжённости и земного магнитного поля, чтобы достигать таких высот, как МКС. Значит, они могут распространяться и дальше.
Фото Андрея Афанасьева.
А это, в свою очередь, означает, что для распространения жизни можно использовать космические корабли, кометы, внесолнечные астероиды, которые пролетают через Солнечную систему и никогда не возвращаются. «Они вполне могли бы набирать такие организмы, которые распространяются с Земли, и нести их дальше, к звёздным системам», – считает Илья Соколов. Точно так же межзвёздные корабли других цивилизаций могли когда-то, пролетая в окрестностях нашей планеты, занести сюда жизнь, которая постепенно стала высокоразвитой и даже мыслящей, способной задаваться подобными вопросами. Но это из области фантазий, а наука на сей счёт пока молчит.
Победа над собой
Многие годы здесь была международная обсерватория, работавшая в коллаборации со многими астрономами из других стран. Сейчас международные связи практически утеряны, совместных программ пока нет, и это, по мнению наших собеседников, очень грустно. Ведь очень важно обмениваться данными и знаниями с коллегами. Невозможно делать одну, свою маленькую астрономическую науку. В мире много инструментов, и очень важно пользоваться этими данными сообща.
Люди, которые приходят сюда как туристы, относятся к работе астрономов как к чему-то романтическому: сидят звездочёты, смотрят в небо, им трудно и холодно, но они занимаются наукой. Остается ли место для романтики или это стало рутиной для учёных? «Романтика, наверное, после первых нескольких лет работы превратилась в обычную работу, – признаётся Илья Соколов. – Работу трудную. Тут фактор высоты очень важен. Долгое время пребывать на такой высоте непросто физички и психологически. Ночная работа сама по себе тоже не добавляет хорошего самочувствия. В зимнее время, когда ночи длинные, это особенно непросто. Поэтому приветствуется, когда есть несколько человек, которые могут друг друга поддерживать, но с этим проблемы – существует кадровый голод».
Сгоревшая от удара молнии плата блока питания оборудования. Фото Ильи Соколова.
Есть и другие трудности: здесь нередки сильные дожди, грозы, снегопады. Когда внезапно налетает шторм, надо бежать и выключать аппаратуру, чтобы, не дай бог, в неё не ударило молнией. Снег выпадает высотой до 3-4 метров, чистить его приходится вручную, лопатой. «Семья внизу скучает, да и на меня самого порой такая тоска находит, хоть вой», – признаётся Илья.
Тем не менее, несмотря на все эти трудности, астрономы занимаются своей работой. Обсерватория никогда не пустует, здесь круглый год ведутся наблюдения. Почему? Ведь наверняка можно найти что-то полегче. «Нравится эта работа, – говорят наши собеседники. – Это интересные наблюдательные темы. Это преодоление, победа над собой, когда в непростых условиях можно делать важную работу».
Фото Андрея Афанасьева.
