Человека всегда манило небо. Сегодня огромные телескопы позволяют разгадать звездные тайны. О супертелескопах настоящего и будущего рассказал выпускник аэрокосмического факультета МАИ, популяризатор астрономии и космонавтики Игорь Тирский.
©pixabay.com
«Почти все, что мы знаем о небе и Вселенной, – начал лектор, – мы узнали из видимого излучения. Так уж устроена наша атмосфера, пропускающая только малую часть полного электромагнитного спектра. В очень ограниченном объеме до нас доходят ультракрасный и ультрафиолетовый компоненты. Более того, если длина волны излучения хотя бы немного больше или меньше нашего видимого «окошка», мы не разглядим вообще ничего. Но ведь необходимо изучить Вселенную и в других, невидимых, не проходящих через атмосферу диапазонах! Как это сделать? Покинуть атмосферу, разумеется».
По мнению Тирского, нам нужно вывести телескоп на орбиту. Конечно, там уже есть несколько, «Хаббл» например, с 2,5-метровым зеркалом. Разве этого мало? «Да, мало! – отвечает сам себе лектор. – Почему «Хаббл» не может рассмотреть американский флаг на Луне, чтобы отмести все подозрения? Да потому, что он дает такие изображения, где одному пикселю (точке) на экране соответствует 50 метров пространства. Все, что меньше, будет просто потеряно из виду. А новые телескопы, особенно наземные, могут иметь диаметр зеркала даже 39 метров! Достаточно, чтобы увидеть пятиметровый объект на Луне, если, конечно, не помешает атмосфера».
Рассказчик задался вопросом, почему звезды мерцают, а Солнце и Луна нет? Потому что количество фотонов, долетающих до нас от звезд, очень мало и любой воздушный поток в атмосфере легко преломляет их вверх, вниз – куда угодно, кроме наших глаз. И мы все время то видим звезду, то не видим. «Это мешает наблюдениям, так что некоторые наземные телескопы оборудованы движущимся зеркалом. Работает это следующим образом: на высоту линии Ка́рмана (100 км над уровнем моря) светит лазер, создавая точку, которая тоже мерцает. Маленький телескоп регистрирует ее отклонения и заставляет «плавать» зеркало. В итоге колебания «вычитаются», а изображение становится четким», – сказал он.
А зачем вообще нужны телескопы в космосе? Нельзя ли обойтись наземными?
«Увы, нет: «вычитание» колебаний действует только для маленьких кусочков неба, ведь турбулентность везде разная. Четкие картинки, какие нам предоставляет «Хаббл», не получатся. А еще некоторые объекты, даже очень большие, слишком тусклы и далеки от нас, чтобы мы могли рассмотреть их невооруженным глазом, да еще и с Земли», – объяснил Тирский.
«Но не думайте, будто в космосе все так же красочно, как на снимках NASA. Честно говоря, большинство изображений с «Хаббла» черно-белые, раскрашенные в Фотошопе. Просто потому, что он регистрирует такие спектры излучения, которые невозможно передать глазу. А ученым, собственно, яркие картинки не нужны: они годятся, только чтобы привлекать инвестиции на новые телескопы», – смеется Тирский.
Он рассказал, что основная характеристика бинокля – кратность увеличения. Основная характеристика телескопа – площадь зеркала: чем оно больше, тем быстрее телескоп накопит свет (как камера с выдержкой), тем четче и ярче будет изображение и тем лучше аппарат.
Вот, например, сейчас в Чили строят наземный европейский экстремально большой телескоп с 39-метровым зеркалом, и зеркало состоит из шестиугольных сегментов, чтобы не деформироваться под собственным весом. Для того чтобы выплавить все 780 сегментов, потребуется еще два года.
©http://science.spb.ru
«Вообще, в больших телескопах свет сначала падает на основное зеркало, затем на вторичное, поменьше, потом на третичное, четвертичное и так далее, пока изображение не попадет на матрицу. Результаты поразительны: экстремально большой телескоп видит в миллион раз больше света, чем глаз человека. Ну и стоит 1,5 млрд. $», – продолжил лектор.
Также, по словам Тирского, есть парочка земных телескопов-близнецов, Keck1 и Keck2, с 10-метровыми сегментированными зеркалами. С них получаются изображения планет, иногда даже качественнее, чем с «Хаббла», несмотря на атмосферу. Однако их главный недостаток – узость взглядов. Поле зрения у них действительно ничтожно мало по сравнению с «Хабблом», зато есть система термостабилизации, поддерживающая одну и ту же температуру вокруг зеркала и снаружи, чтобы не случилось воздушных завихрений.
«А скоро мы сможем открыть абсолютно все до сих пор не открытые кометы и астероиды, видимые с Земли, для чего в Чили строится телескоп LSST (принадлежит Европе), который каждую ночь будет фотографировать половину небесной сферы со всеми объектами на ней. Затем, сравнив фотографии за определенный промежуток времени, мы легко обнаружим движущиеся «звездочки» – это и будут астероиды. Мы узнаем их траекторию, скорость и все прочее, чтобы предсказать дальнейшее движение. Кстати, камера у него – 3,2 гигапикселя, примерно в тысячу раз мощнее, чем в наших телефонах. В год с такого телескопа будет приходить шесть тысяч терабайт данных. Данные будут открыты для всех желающих, чтобы каждый мог на своем компьютере обработать несколько снимков и помочь ученым», – заверил Тирский.
Более того, LSST поможет людям наконец определить, как именно загадочное «темное вещество» влияет на вещество обычное в масштабах галактик, туманностей и звезд, которые телескоп тоже будет снимать.
©photobucket.com
Наконец эксперт перешел к самому интересному телескопу и его назначению.
Тирский высказал предположение, что в центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра. Она самостоятельно ничего не излучает, следовательно, увидеть ее нельзя. Но вещество, которое на нее падает, разгоняясь, излучает радиоволны, которые можно уловить. Однако из-за дальности, нам потребовался бы радиотелескоп с диаметром тарелки в 10 000 километров. И, по счастью, такой у нас есть. Это Земля.
«В разных частях Земли мы построили много небольших радиотелескопов, используя планету как тарелку. Неплохо, не так ли? К тому же планета вращается, что позволяет нам собирать данные со всех 360 градусов. Постепенно информация складывается и создает общую картину черной дыры из центра галактики. Результат будет доступен примерно в феврале 2019 года, совсем скоро», – уверенно сообщил астроном.
Тирский также рассказал и о других телескопах: «Проектов много. Например, ученые хотят использовать пустующие территории Африки и Австралии под огромное количество радиотелескопов, соединенных сверхбыстрым интернетом. Если все получится, к 2024 году мы сможем «слушать» радиоизлучение с других планет. А зачем нам это нужно? Нет, не чтобы оценить местную музыку. Просто радиоизлучение – это полярные сияния, следовательно, магнитное поле, а значит, атмосфера и кислород. Вполне возможно, что эти телескопы откроют новую эпоху в науке, обнаружив в космосе жизнь!».
«А вообще, – подвел итоги ученый, – телескопы строятся не только для Земли, но и для космоса: «Джеймс Уэбб» с золотым зеркалом, WFirst для изучения звезд, OST, огромный и дорогой, который должен однажды заменить «Уэбба»… Многие из них отличаются только специализацией на волнах разной длины, не более. Во всяком случае, с подобной техникой нас скоро ждут очень любопытные открытия!».
