Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии - Эмили Левеск

Житков. Звезда, которую мы могли вовсе не увидеть, звезда, которая чудом попала в наш список благодаря тому, что у нас на наблюдения была целая ночь, а Фил в последнюю минуту перекроил наш план наблюдений. Звезда, которая почти сразу привлекла внимание опытной наблюдательницы, угадавшей в ней тихое предвестие грядущих событий.

В астрономических наблюдениях за последние полвека произошли потрясающие изменения. Мы перешли от эпохи, когда астрономам приходилось ловить фотоны, сгорбившись в клетках в главном фокусе и фиксируя данные на стеклянных пластинах, к эпохе, когда гигантские роботизированные телескопы могут выдавать огромные массивы данных. Это мысль, волнующая любого ученого: масштаб наших исследований постепенно приближается к масштабам космоса, и каждый раз, когда мы направляем в небо наши технические новинки — большие телескопы, авиационные телескопы, лазерные телескопы с обостренным зрением, — мы открываем что-то новое и неожиданное в нашей Вселенной. А еще этот объем данных уравнивает возможности астрономов. Осталась позади эпоха, когда данные наблюдений доставались людям, имевшим доступ к горстке научных телескопов благодаря их принадлежности к университетам, финансированию исследований или даже их полу; теперь данные с этих телескопов доступны всем. Астрономы всей планеты могут пользоваться изобилием данных, полученных в результате этих масштабных исследований.

Глядя на то, насколько больше данных способен собрать один современный телескоп, можно подумать, что сегодня нам уже не нужно такое количество телескопов. Если обсерватория Веры Рубин может за ночь сделать то, что годами делала такая обсерватория, как Паломар, не пора ли закрыть Паломар? Если мы сможем построить телескоп, который генерирует 30 терабайт данных за одну ночь, разве этого не будет достаточно для всех астрономов на планете? Нельзя ли создать один телескоп, настолько эффективный, что он отвечал бы потребностям каждого и отвечал на все вопросы в астрономии?

Ответ — ни в коем случае. Прежде всего, открытия новых объектов недостаточно, нужно исследовать то, что мы находим, и обсерватория Веры Рубин ценна еще и тем, что будет дополнять другие телескопы. В Южном полушарии в 2020-х годах начнут работать еще два огромных телескопа: 24,5-метровый Гигантский Магелланов телескоп GMT и 39,3-метровый Чрезвычайно большой телескоп ELT, и вместе с Тридцатиметровым телескопом (TMT) Северного полушария они станут крупнейшими в истории оптическими телескопами. Обсерватория Веры Рубин будет с помощью своего 8,4-метрового зеркала находить сверхновые, астероиды и далекие галактики, а более крупные телескопы — детально изучать эти новые объекты. Поскольку для получения спектра объекта требуется распределение его излучения в соответствии с длинами волн, то, чтобы получить хороший спектр тусклого объекта, требуется зеркало гораздо большего размера, чем для хорошего изображения. Из-за этого два огромных телескопа, запланированных для Южного полушария, будут единственными, которые смогут непосредственно исследовать объекты, обнаруженные обсерваторией Веры Рубин, измеряя их химический состав и расстояния. К тому же, как бы ни была замечательна обсерватория Веры Рубин, она не может из Чили смотреть сквозь планету, чтобы изучать и северную половину неба. Нам по-прежнему понадобятся телескопы в Северном полушарии, и их должно быть много, чтобы помочь нам ответить на новые вопросы о нашей Вселенной, которые поставит перед нами обсерватория Веры Рубин.

Большой обзорный телескоп, как в обсерватории Веры Рубин, обнаружит миллионы сверхновых, но огромные телескопы следующего десятилетия позволят нам изучить химический состав этих сверхновых и исследовать их галактики и звезды, которые их породили. Авиационные и космические телескопы открывают широкий мир излучений, скрытый от нас атмосферой нашей планеты, а радиотелескопы — бескрайний научный потенциал данных, заключенных в свете, лежащем далеко за пределами досягаемости человеческого зрения. Телескопы, разбросанные по всему земному шару, дают нам возможность исследовать все ночное небо целиком, а экспедиции по изучению затмений позволяют наслаждаться захватывающими впечатлениями от прекрасных астрономических явлений. Малые телескопы помогают нам продолжать исследование бесчисленных тайн космоса, которые скрываются в нашем собственном космическом доме, изучая близлежащие звезды, еще не раскрывшие нам ответы на бесчисленные загадки. Гравитационные волны содержат ответы на вопросы о Вселенной, которые мы только недавно начали задавать.

Другими словами, нам нужны новые, все более эффективные телескопы, такие, как в обсерватории Веры Рубин, поскольку прорывы в науке всегда шли рука об руку с новыми техническими возможностями. Но это далеко не все. Один коллега сравнил телескопы, необходимые астрономам для изучения Вселенной, с полным набором техники и утвари на профессиональной кухне. Хороший повар с удовольствием воспользуется возможностями первоклассного кухонного комбайна, но для приготовления изысканных блюд ему также нужны кастрюли, сковородки, миски и лопатки, а то и бабушкин ручной миксер.

К сожалению, следующее поколение телескопов строится в эпоху, когда финансирование астрономии все больше сокращается. Пока что находятся средства на новейшие телескопы, но в других областях приходится экономить, а ресурсы на научные исследования исчерпываются все быстрее. Небольшие обсерватории закрываются из-за нехватки финансирования или для того, чтобы перенаправить ограниченные средства на более крупные и во многих случаях более автоматизированные проекты. Обсерваториям предлагается вывести из эксплуатации самые старые и наименее производительные телескопы, даже если эти телескопы по-прежнему часто используются астрономами для новых интересных научных исследований. Из тех же средств оплачивается труд астрономов, использующих телескопы, и поддерживаются их исследования. В результате мы располагаем все меньшими материальными возможностями для того, чтобы превратить грядущий поток новых данных (бесценных, но непонятных нагромождений нулей и единиц) в научные знания и волнующие открытия, которые попадают в заголовки газет, украшают обложки журналов и захватывают человеческое воображение.

Никто не отрицает, что новые мощные телескопы — это прекрасное и волнующее достижение. Любой, кто помнит, как дрожал в холодной клетке главного фокуса и возился с непроявленной пластинкой, может оценить, насколько впечатляющим и эффективным будет такой инструмент, как обсерватория Веры Рубин. Сделать за ночь то, на что раньше уходили месяцы, годы, целая жизнь? Конечно, такие телескопы необходимо строить.

Проблема в том, что нам говорят, будто мы не можем иметь и то и другое: что малые или специализированные телескопы должны уступить место новым гигантам. Многие из них называют устаревшими и отжившими свой век, но они просто предназначены для других целей. Возвращаясь к аналогии с кухней, можно сказать, что старые телескопы — это ножи шеф-повара рядом с кухонными комбайнами следующего поколения, которые, безусловно, могут измельчать больше продуктов, чем первые, но они просто выполняют совершенно разные задачи.

Если финансирование астрономических исследований и далее будет сокращаться, выбор очевиден. Нам нужны новые телескопы, технический прогресс и мощные автоматизированные и роботизированные телескопы, которые могут собирать огромное количество новых данных и открывать новые уголки Вселенной. Проблема в том, что в таком случае мы вынуждены