Говорящая со звездами. САО уже полвека присматривает за Вселенной.

Звезды, галактики, черные дыры в САО изучают с помощью двух мощных установок — самого крупного оптического телескопа в России — шестиметрового БТА (Большой телескоп азимутальный) и радиотелескопа РАТАН-600. Оба создавались в качестве инструментов коллективного пользования — для ученых всего Советского Союза. Общедоступными для астрофизиков они остаются и по сей день. Например, наблюдательное время БТА распределяется между местными учеными и приезжими в пропорции 40 на 60%. “Люди, приходящие к нам на работу, понимают, что идут не только и не столько делать свою науку, сколько помогать своим коллегам, — говорит директор САО Валерий Власюк. — Мы сначала думаем, как обеспечить работу телескопов, модернизацию их технических комплексов, а потом уже о собственных научных исследованиях”. Этот тезис нашел подтверждение и в устных, и в стендовых докладах. На конференции было представлено очень много совместных работ. 

В беседе с корреспондентом “Поиска” научный руководитель САО академик Юрий Балега (на верхнем снимке) рассказал о наиболее значимых результатах, полученных в стенах обсерватории. Например, изучение местного объема Вселенной, простирающегося вокруг нас на расстояния до 10 миллионов парсек, или около 32 миллионов световых лет (!). В этот объем входят несколько гигантских галактик, таких как наш Млечный путь и туманность Андромеды, а также другие “звездные острова”, в том числе мелкие. Изучение их движений, масс, светимостей ведется в САО на протяжении десятилетий. 

Лидер этого направления — главный научный сотрудник САО, доктор физико-математических наук, профессор Игорь Караченцев. Сегодня в САО вместе с ним ведут исследования его ученики и последователи: Дмитрий Макаров, Александр Копылов, Николай Тихонов и другие. Работа идет в активном сотрудничестве с российскими и зарубежными коллегами. К наблюдениям подключен и космический телескоп “Хаббл”, ряд наземных оптических и радиотелескопов.

Исследования местного объема Вселенной в САО начались в 1970-х годах. Основной задачей было понять, что движет галактиками. А с появлением в последние десятилетия гипотезы о существовании темной материи — оценить, какова ее масса в ближайших окрестностях и как она влияет на судьбы галактик. В конце 1950-х годов американский астроном Ф.Цвикки изучал скопление близких галактик. Рассчитывая их движения, он пришел к выводу: там есть нечто, что в десятки раз превышает массы галактик. Коллеги сначала “списали” все на ошибки расчетов, но потом под давлением как косвенных фактов, так и новых уточненных данных вынуждены были признать существование некой невидимой субстанции. 

“Представьте себе, что вас завели в темную комнату с большим количеством людей, — рассказывает Юрий Юрьевич. — У некоторых есть фонарики, и вы можете их идентифицировать, у других нет. Вы движетесь по комнате, постоянно сталкиваясь с кем-то. Так и во Вселенной. Галактики что-то расталкивает. В результате ученым удалось определить параметры массы темной материи в нашем галактическом скоплении. Определена и средняя плотность вещества. Сделанные выводы имеют серьезное космологическое значение, они признаны всеми астрономами мира”. 

Другая работа сотрудников САО связана с изучением процесса общего расширения Вселенной, основанного на данных о характеристиках вспышек сверхновых звезд. К счастью для астрофизиков, в этой задаче можно использовать так называемые стандартные свечи — источники с хорошо известной светимостью. Для этого необходимо изучать сверхновые звезды, которые возникают в результате катастрофически быстрого сжатия (коллапса) белого карлика. Отбирая такие события, астрофизики и строят систему расстояний во Вселенной. Наблюдения вспышек сверхновых проводятся на БТА под руководством ведущего научного сотрудника САО РАН доктора физико-математических наук Владимира Соколова в партнерстве с испанскими и американскими коллегами. С помощью фотометрических и спектральных методов получены уникальные данные падения блеска этих звезд, измерены расстояния до них. В результате стало больше понимания того, как они устроены. 

Еще одна работа мирового уровня, выполненная на БТА, касается спектроскопии квазаров. Как гласит одна из гипотез, это ядра очень далеких активных галактик. Они сравнительно компактны по своим размерам, но выделяют просто колоссальное количество энергии. Основная версия, касающаяся их природы, такова: квазары — это гигантские черные дыры с массами в миллиарды масс Солнца, на которые падает из окружающего пространства вещество. 

Под руководством академика Дмитрия Варшаловича из санкт-петербургского Физико-технического института им. А.Ф.Иоффе и главного научного сотрудника САО РАН доктора физико-математических наук Владимира Панчука выполнен целый ряд работ в области спектроскопии квазаров. 

Между Землей и квазарами есть межгалактический газ, поглощающий свет. С помощью спектральных методов, реализуемых только на самых больших наземных телескопах, этот “лес” линий поглощения можно расшифровать, разобраться, как газ движется, из чего он состоит, какие в нем химические элементы, и, наконец, понять, как меняются фундаментальные постоянные нашего мира по мере изучения все более дальних объектов Вселенной. 

Среди исследований объектов, которые находятся вне нашей Галактики, нельзя не упомянуть работы, ведущиеся под руководством главного научного сотрудника САО РАН доктора физико-математических наук Виктора Афанасьева. Используя методики панорамной спектроскопии и спектрополяриметрии, ученые изучают механизмы образования и подпитки веществом активных ядер галактик, анализируют поведение звездной и газовой составляющих в галактиках со сложной собственной структурой. Причем эти работы, как и все исследования по внегалактической тематике, выполняются на оригинальных приборах, спроектированных и изготовленных этой группой ученых. 

Наконец, большой комплекс исследований кратных, двойных, тройных звездных систем провела команда под руководством самого Юрия Балеги. Исследования, направленные на получение данных с предельно высоким угловым разрешением, доступным на БТА, начались более 30 лет назад. Такое разрешение сейчас не под силу даже космическому телескопу “Хаббл”. 

Как удалось выяснить, звезды чаще всего рождаются группами. Более того, массивная звезда не может родиться в одиночестве. Ей нужны соседи. Самые яркие из них существуют короткий — по звездным меркам — промежуток времени. К примеру, звезда Тета 1 в созвездии Ориона. К ней приковано внимание многих астрономов. Она находится сравнительно недалеко от нас, на расстоянии в тысячу с небольшим световых лет. Ее масса более 45 солнечных масс. Звезда очень горячая, на ее поверхности температура достигает 30 тысяч градусов. Такие светила живут порядка миллиона лет. “Напоминает людей, — приводит сравнение Юрий Юрьевич. — Массивный и активный человек быстро “сгорает”, а маленькие и пассивные тихонечко сидят на диванчике и живут дольше. Так вот, Тета 1 довольно быстро закончит свой небесный путь взрывом сверхновой. Интересно, что у нее есть яркая соседка. Изучая эту парочку, мы смогли просчитать точную массу большой звезды. А масса определяет всю ее судьбу”. 

Здесь же в созвездии Ориона находится вторая массивная звезда, о которой знают гораздо больше, — Бетельгейзе. По данным ученых, звезда раздувается. А это — предвспышечная фаза эволюции звезды. Сегодня Бетельгейзе имеет размер, уже в 300 раз превышающий размер Солнца. Этот красный гигант вот-вот вспыхнет сверхновой. Эти работы ученые САО выполняли на БТА вместе с большой командой коллег из боннского Института им. Макса Планка, привозивших в обсерваторию свои приборы. 

В САО и сегодня трудятся те, кто стоял у истоков создания обсерватории, начала астрономических наблюдений.

“В 1961 году я, студент Киевского университета, прибыл в Бюраканскую астрофизическую обсерваторию на практику, — вспоминает Игорь Караченцев, один из старейших сотрудников САО. — Меня поселили в кабинет Виктора Амбарцумяна — основателя и директора обсерватории, что само по себе было необычно. 

Виктор Амазаспович был очень загруженным человеком. Как президент Армянской академии наук, он днем работал в Ереване, а вечером, как директор обсерватории и ученый-астрофизик, занимался исследованиями в Бюракане. Как-то раз вечером сижу за столом в его кабинете, изучаю астрономические карты, данные наблюдений, тихонько открывается дверь, в нее заглядывает Амбарцумян и спрашивает: “Молодой человек, я вам не помешаю?”. Такое забавное знакомство, а потом и работа с великим ученым определили выбор дальнейших научных исследований. 

Шесть лет я проработал в Бюраканской обсерватории, защитил там кандидатскую, затем вернулся в Киев, преподавал в родном университете внегалактическую и звездную астрономию. 

Когда узнал о начале работ по созданию БТА, то написал заявление, прошел конкурс и с 1971 года работаю в САО. Первое время было очень трудно. Особенно детям, так как в поселке не было школы. На все запросы обсерватории о ее строительстве в научном городке местные власти отвечали: нет средств. Тогда моя жена, она тоже астроном, написала письмо в редакцию журнала “Человек и закон”. Через некоторое время пришел ответ, но уже через партийные органы. Суть его: школа в поселке будет! 

И действительно, через некоторое время она была построена, а поскольку большинство жен сотрудников имели высшее образование, проблем с педагогическими кадрами не было”. Остается добавить, что сегодня школа в поселке Нижний Архыз — элитное учебное заведение Карачаево-Черкесии. 

Главный научный сотрудник САО РАН доктор физико-математических наук Юрий Глаголевский был одним из тех ученых, кто участвовал в выборе площадки под будущий шестиметровый телескоп. “Я тогда работал в Астрофизическом институте им. В.Г.Фесенкова Казахской академии наук в Алма-Ате, — вспоминает ученый. — Руководство института решило тоже организовать поиски новой наблюдательной базы, поскольку город уже сильно засвечивал небо. 

Руководил компанией по поиску площадки для телескопа Николай Кучеров из Главной астрономической обсерватории (Пулково). Он высказал мнение, что в Казахстане наиболее перспективными являются два места — к востоку от Алма-Аты, в долине реки Ассы, и в Южном Казахстане, где много солнечных дней.

Параллельно с нашей группой площадку для будущего телескопа искали и другие команды. В итоге лучшим местом с точки зрения астроклимата был признан район станицы Зеленчукской, который обследовала команда Олега Васильева (в последующем он стал заместителем директора САО. — С.Ф.). Учитывались, конечно, и другие факторы. В пользу Зеленчукской и был сделан окончательный выбор. Ну, а когда в новой обсерватории появились первые научные инструменты, директор САО Иван Михеевич Копылов пригласил меня на работу. Здесь я начал развивать то научное направление, которым занимался в Казахстане, — изу-чение звездного магнетизма. Шестиметровый телескоп открывал для этого широкие возможности”. 

Участники конференции не раз шутили: 50 лет — срок небольшой. На самом деле, в наблюдательной астрономии это солидный возраст. За эти десятилетия в мире появились совершенно новые инструменты, позволяющие заглянуть во Вселенную и дальше, и глубже. Некоторые вещи на БТА уже “не провернешь”. Скажем, превратить его в инфракрасный телескоп, чего хотелось бы ученым. Такие приборы появились. Это специальные очень дорогие инструменты. 

А что же БТА, неужто “старичку” пора на покой? “Пока в России нет кроме БТА крупных оптических инструментов, и такое положение будет еще долго, — говорит директор САО РАН Валерий Власюк. — Мы обязаны думать, как совершенствовать имеющийся инструментарий. Модернизация БТА и РАТАН-600 — важнейшая наша задача. Есть целый ряд проектов, разной стадии готовности, по развитию инструментальной базы этих телескопов. К примеру, разработка нового поколения светоприемной аппаратуры, замена главного зеркала БТА. Процесс непозволительно затянулся. О проблеме не раз говорилось на разных уровнях. Наконец, в прошлом году было принято решение о целевом финансировании завершения работ на главном зеркале, и в нынешнем году ФАНО средства на это нам выделило”. 

Имея богатейший опыт эксплуатации уникального телескопа, в обсерватории не только задумываются о новых инструментах, но и предлагают новые решения. О некоторых из них руководитель САО говорил в ходе юбилейных мероприятий. Так, ученые САО убеждены: России нужен новый крупный телескоп с широким полем, который позволил бы решать большое число современных задач. Причем создать его необходимо, опираясь на возможности отечественной промышленности. В результате родилась идея телескопа с диаметром зеркала в пределах четырех метров. Есть другой путь — создание телескопа с крупным сегментным зеркалом, по которому идут на Западе конструкторы больших и сверхбольших телескопов. Собственный опыт страны на этом пути пока небогат, так что такое строительство будет возможно только в международной кооперации.

Проект четырехметрового телескопа с широким полем, предложенный учеными САО, получил поддержку специальной комиссии по астрономической инфраструктуре, созданной при администрации президента страны, как приоритетный. 

Второе предложение, озвученное в том числе на заседании этой комиссии, — вступление России в Южную Европейскую обсерваторию. Об этом неоднократно говорил Юрий Балега. Пока конкретных ответов ни по одному предложению ученых нет. 

Выдвинули ученые САО в содружестве со специалистами из других астрономических организаций страны и проект по изучению физики Солнца. Среди важнейших его задач — создание национальной системы мониторинга нашего светила, а в сущности, возрождение той системы, которая существовала в СССР. Естественно, с учетом современных задач и реалий. 

“Такие инструменты есть, например, в Крымской обсерватории, — говорит директор САО РАН. — Но пока они находятся в замороженном состоянии из-за отсутствия финансирования. Есть телескоп на пике Терскол в Кабардино-Балкарии. Много десятилетий ведет солнечные наблюдения Кисловодская горная астрономическая станция Пулковской обсерватории. Иными словами, в стране есть определенное количество инструментов, которые могут стать базой создания Национальной системы мониторинга Солнца”. 

Астрономы, пожалуй, одними из первых в научном сообществе страны поняли бесперспективность дальнейшей работы “растопыренной пятерней”. У САО есть опыт грамотного распределения наблюдательного времени на больших инструментах. С первых лет работы БТА его деятельность планирует программный комитет по тематике, в который входили и входят ведущие ученые России и стран ближнего зарубежья. 

Поэтому ученые выдвинули идею создания ассоциации астрономических организаций страны. Некоторые ее контуры обсуждались и на полях нынешней конференции. Пока что в нее собираются войти четыре организации: САО, Главная (Пулковская) обсерватория, Крымская астрофизическая обсерватория РАН и Институт астрономии РАН, однако список остается открытым для новых членов. По мнению директора САО, такое объединение позволит, например, разработать единый план научных исследований, состоящий из укрупненных блоков. Скажем,  “Астрономические инструменты”,  “Внегалактическая астрономия и космология”, “Планеты и малые тела Солнечной системы”, “Космические угрозы”. До конца года астрономы планируют план сверстать и определить ведущие организации. 

“Прежде чем выносить идею ассоциации на общее обсуждение, мы, естественно, провели определенный зондаж, — говорит Валерий Власюк. — Важно было понять: как к идее отнесутся в ФАНО. Увидели понимание и поддержку. Так что, надеюсь, к концу года ассоциация будет сформирована, а в следующем году появятся задачи под каждый блок исследований”.