Время больших телескопов

Эта статья является обобщением впечатлений от поездки автора в Чили. Половину этой поездки он как астроном провел на наблюдениях в обсерватории Лас-Кампанас, другую половину, как журналист, — на самых крупных площадках Европейской южной обсерватории (European Science Observatory, или ESO): обсерватории Паранал (где, в частности, расположен комплекс четырех 8-метровых телескопов VLT) и комплексе субмиллиметровых телескопов ALMA.

Орион «кверху ногами»

Прежде чем начать рассказ о самых совершенных обсерваториях мира, стоит сообщить несколько фактов о той стране, где они расположены. Начнем для ориентации с географии. Основная трасса страны — так называемая «Панамерикан», идущая с юга страны (откуда до Антарктиды всего буквально одна-две тысячи километров) на север через столицу Сантьяго (широта 33^o), идет далее на север же, в пустыню Атакама, пересекая города Ла-Серена (500 км от Сантьяго) и Антофагаста (1000 км от Сантьяго). Согласно Книге рекордов Гиннеса, это самая длинная автомобильная трасса в мире: за пределами Чили она идет еще дальше на север и доходит аж до Аляски. Впрочем, если вы надумаете поехать из Чили, например, в Мексику, вам всё равно не удастся этого сделать: в Колумбии вы уткнетесь в так называемый Дарьенский пробел — участок сельвы, на котором нет асфальта из-за протестов местного населения, боязни разрушения уникальных природных парков и опасений увеличения наркотрафика из Колумбии.

С асфальтом в Чили, кстати, дела обстоят очень неплохо, как и с транспортной инфраструктурой в целом. Шоссе находится в хорошем состоянии и по своему качеству не сильно отстает от европейских автомагистралей: выбоин и колдобин, кои зачастую присутствуют в России даже на трассах с ограничением 110 км/час, там практически нет. Можно предположить, что причина этого — практически полное отсутствие коррупции в Чили, о чем с гордостью рассказывают все, кто там живет. Междугородние автобусы весьма комфортабельны и ходят довольно часто. Существует огромное количество регулярных и достаточно дешевых внутренних авиарейсов. Так, из Сантьяго до Антофа-гасты можно долететь за 30-50 долл. США (в России же за эту сумму если и можно добраться, скажем, до Санкт-Петербурга или Казани, то лишь на поезде, да и то в плацкарте). Правда, иностранцам такой дешевый тариф недоступен: для покупки билета по этому тарифу через Интернет оплату нужно совершать по кредитной карте, зарегистрированной в Чили, т.е. о покупке билета нужно просить знакомых жителей Чили или обращаться за помощью в travel office обсерваторий.

В целом Чили, как и можно было ожидать, несколько напоминает Испанию: здесь господствуют испанский язык, хороший климат, свежие фрукты и качественное вино. Но есть и южно-американская специфика: не надо особо приглядываться к местным жителям, чтобы заметить, что большинство из них — потомки индейцев, а сувенирные магазины переполнены оригинальными предметами национальной одежды латиноамериканцев, как, например, пончо.

Но самое главное отличие от Европы — то, что солнце движется по небу не в том направлении и звездное небо имеет абсолютно другой вид — чего стоит один вид Ориона «ногами кверху». Почему же астрономы так серьезно обосновались в Чили? Причина тому— стабильный антициклон над пустыней Атакама, обеспечивающий нисходящие потоки воздуха и, как следствие, отличный астроклимат.

От «Магеллана» до Перельмана

Чтобы добраться до обсерватории Лас-Кампанас, расположенной на высоте 2400 м, от города Ла-Серена нужно ехать чуть более двух часов. Обсерватория была открыта в начале 1970-х годов. Институтом Карнеги — независимой и некоммерческой организацией, которая занимается поддержкой научных исследований в области астрономии, наук и Земле и биологии. Основная часть средств на науку, которыми располагает Институт Карнеги, — не деньги налогоплательщиков, а частные пожертвования. В день приезда автора в Лас-Кампанас там находилась с визитом большая делегация американских бизнесменов, которые знакомились с тем, куда пойдут их деньги, — со строительством 20-метрового телескопа GMT. Глядя на то, как расслабленно, легко и непринужденно люди общаются между собой, трудно было себе представить, что это переговоры научных сотрудников и серьезных бизнесменов.

Как известно, самый крупный российский телескоп (БТА, расположенный в Специальной астрофизической обсерватории на Северном Кавка- , зе) имеет диаметр зеркала 6 м. В Лас-Кампанасе находится два 6-метровых телескопа. Это «Магелланы» — телескопы-близнецы с диаметром зеркала 6,5 м, построенные в начале 2000-х годов. В честь кого они получили название, уточнять, наверное, не надо, но стоит заметить, что каждый из телескопов имеет дополнительное имя. Один телескоп назван в честь Вальтера Бааде, немецкого астронома, работавшего в США с 1931 по 1959 год, который разработал концепцию различных типов звездного населения галактик, основанную на изучении звезд в ближайших галактиках (в частности, в М31 — Туманности Андромеды). Второй «Магеллан» носит имя американского бизнесмена Лэндона Клэя. Именно Клэй в 1950 году основал Математический институт своего имени, присудивший в 2010 году миллион долларов Григорию Перельману за решение одной из «Задач тысячелетия». От премии, как известно, отечественный математик отказался.

За «Магелланами» расположены малые телескопы: 2,5-метровый du Pont (построен в 1977 году), метровый Swope (самый первый телескоп обсерватории Лас-Кампанас) и принадлежащий Варшавскому университету метровый телескоп, который в середине 1990-х годов был сооружен здесь по инициативе великого польского астрофизика Богдана Пачинского. Этот телескоп является главным инструментом OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment — Оптический эксперимент по гравитационному линзированию), одного из самых удачных экспериментов по поиску гравитационного микро-линзирования. В 1996 году на его сооружение было потрачено всего около 1 млн долл. Если измерять эффективность телескопов соотношением затраченных средств и полученных научных результатов, то данный инструмент определенно был бы одним из лидеров.

Помимо телескопов на горе находится небольшой поселок, который составляют здания офиса, гостиницы и спортзала. От этих зданий до «Магелланов» можно добраться или пешком (для этого нужно пройти 800 м в гору), или в объезд на машине (около 2,5 км). Поскольку наблюдателям порой приходится по несколько раз за день перемещаться между офисом-гостиницей и телескопом, для них выделены специальные машины. Автомобили никогда не запираются, а ключи от них находятся в замке зажигания. Такая же ситуация и с гостиничными номерами: они всегда открыты, и ключи от них также никто не выдает, поскольку посторонним лицам невозможно оказаться в Лас-Кампанасе.

Новый крупный проект Лас-Кампанаса — это 20-метровый телескоп GMT, о котором упоминалось выше. К этому проекту помимо Института Карнеги привлечено еще около десяти партнеров не только из США, а и из трех других стран: Австралии, Южной Кореи и, разумеется, Чили. Работы по строительству телескопа начались 23 марта взрывом верхушки горы, где будет стоять GMT, чтобы выровнять площадку. Это событие получило условное название Big Bang Event (по аналогии с Большим Взрывом — моментом рождения Вселенной, который по-английски называется Big Bang). «Взрыв горы для строительства телескопа фактически стал первым шагом в новую эпоху действительно больших — “экстремально больших”— телескопов, и GMT будет первым из них, — считает сотрудник обсерватории Лас-Кампанас Юрий Белецкий. — Ни 30-метровый ТМТ, который будет расположен на Гавайях, ни 39-метровый E-ELT Европейской Южной обсерватории (ESO) до сих пор еще не начинали строиться».

Из бассейна к черным дырам

E-ELT (European Extremely Large Telescope) будет расположен на горе Армазонес (это около 500 км на север напрямую от Лас-Кампанаса). Сейчас на эту вершину высотой 3500 м проложена только дорога, никакой другой инфраструктуры там и близко нет. По соседству с этой горой расположена обсерватория Паранал, центральным инструментом которой является VLT (Very Large Telescope — Очень Большой Телескоп), «самый передовой телескоп в мире», как без преувеличения называют его в ESO, — комплекс телескопов, каждый из которых имеет диаметр зеркала 8,2 м. Телескопы могут работать как сами по себе, так и объединенными в единый интерферометр. Комплекс приборов для этих инструментов позволяет решать самые разные астрофизические задачи, от наблюдений Луны и поиска экзопланет до изучения расширения Вселенной. Но самым выдающимся открытием, сделанным с VLT, в ESO считают подтверждение существования черной дыры в центре нашей галактики, сделанное по изучению движения звезд Млечного пути.

Еще один телескоп, расположенный на Паранале, про который стоит упомянуть, — VISTA. Его 4-метровое зеркало было изготовлено в России, на Лыткаринском заводе. Этот телескоп выпустил не один свободно доступный обзор неба в инфракрасном диапазоне — более подробные обзоры в этой области спектра не делает ни один инструмент в мире.

С высоты почти 3000 м, где находятся телескопы, открывается изумительный вид на Тихий океан. Расстояние по прямой от Паранала до побережья не превышает 20 км. На машине же нужно ехать по горному серпантину около двух часов. Обсерватория существует более менее автономно. Например, на Паранале расположена небольшая электростанция, правда, дизель, газ и другие виды топлива, на которых работает станция, сюда привозят. Также на гору три раза в день приезжает цистерна с дистиллированной водой.

Отдельно стоит упомянуть гостиницу обсерватории Паранал. Это уникальное сейсмоустойчивое сооружение, внутри которого находятся 120 номеров, ресторан, сад с пальмами и кактусами и бассейном, привлекло внимание деятелей Голливуда. В 2008 году там прошли съемки фильма из серии про Джеймса Бонда — «Квант милосердия».

Палаточный научный городок

Но если на Паранале уже построен «город-сад», то на плато Чахнан-тор, расположенном на самом севере Чили, недалеко от границы с Боливией, активно происходит сооружение комплекса радиотелескопов ALMA. На настоящий момент это самый крупный наземный астрономический проект в мире. В нем также участвуют Северная Америка (в лице США и Канады) и Япония. У подножия вершины расположен небольшой научный городок, который пока можно назвать палаточным. Большой и привлекательной для кинематографистов гостиницы с бассейном там пока нет, и все гости проживают в небольших, хотя и уютных вагончиках. Но стоит пройти несколько сотен метров в сторону, как ты начинаешь чувствовать себя словно на заводе: там происходит процесс сборки антенн, работающих в субмиллиметровом диапазоне. Две-три новые антенны каждый месяц отправляются на плато, на высоту 5000 м. Туда ведет длинная извилистая дорога, вдоль которой растут кактусы под десять метров и бегают викуньи (представители одного из родов семейства верблюдовых, наряду с ламами и верблюдами). Так высоко комплекс инструментов ALMA расположен из-за на порядок меньшей, чем на низких высотах, концентрации водяного пара, поглощающего космическое субмиллиметровое излучение.

В настоящий момент завершено сооружение около половины из запланированных 60 с лишним антенн. Но научная программа проекта ALMA уже началась — это произошло 30 сентября 2011 года, причем уже опубликованы три статьи. Для первой стадии научной программы было отобрано 112 заявок, большая часть из которых посвящена изучению межзвездной среды (чуть менее 44,6 %). 25,9 % заявок посвящено изучению галактик, 18,8 % — космологии и 10,7 % — звездной эволюции. Расчетный срок работы проекта ALMA составляет 30 лет, после этого возможно его усовершенствование. По словам руководителя европейской части ALMA Вольфганга Вильда, в будущем этот проект может быть в какой-то степени связан с российским космическим телескопом «Миллиметрон», запуск которого планируется осуществить после 2018 года. Этот российский проект представляет собой аналог запущенного в прошлом году «Радиоастрона», только в космос будет запущена антенна, работающая не в радиодиапазоне, а в миллиметровом и субмиллиметровом диапазонах.

Николай Подорванюк, канд. физ.-мат. наук, научный сотрудник ГАИШ МГУ, редактор отдела науки «ГазетыЯи»

Возможное участие России в проектах ESO или даже полноценное членство нашей страны в этой организации — это отдельная история, про которую ТрВ-Наука расскажет в одном из ближайших номеров.

(Все фото — автора.)