Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии

Вообще-то у меня было несколько собственных вопросов. В рамках летней исследовательской программы мы с сокурсниками получили возможность подать заявку на телескопное время для наблюдений на VLA. Нам выделили несколько часов, и я хотела их использовать для изучения нескольких красных сверхгигантов. Я знала, что эти звезды могут сбрасывать массу вещества из своих внешних слоев, и это вещество будет висеть вокруг звезды пыльной оболочкой, остывая и рассеиваясь. По-видимому, в пылевой оболочке иногда мог образоваться так называемый космический мазер, который индуцировал и усиливал радиоизлучение некоторых молекул в этой пыли на очень специфических длинах волн, но подробности физических процессов, лежащие в основе этого явления, все еще оставались загадкой. Мне было любопытно, сможем ли мы объяснить, как образуются мазеры, и может ли это рассказать нам о том, как умирают звезды, и теперь, получив доступ к радиотелескопу, я могла наконец сама наблюдать эти звезды. У нас было впереди целое лето, чтобы узнать о том, как работают радиотелескопы, но я хотела иметь фору. Кроме того, я уже работала с оптическими телескопами на стажировке у Фила Мэсси и посещала занятия Джима Эллиота по наблюдению. Не могли же радиотелескопы так сильно отличаться от оптических?

Один из местных астрономов согласился поболтать со мной, и я для затравки задала пару вопросов о том, над чем они сейчас работают.

— Что вы сейчас наблюдаете?

— Ну, прямо сейчас мы работаем над калибратором фазы для воды вблизи протозвезды.

Хм. Я слегка наклонила голову и покивала, как будто поняла, о чем идет речь.

— Ммм… Насколько она яркая?

— Около четырех кельвинов.

Чего?! По Кельвину же измеряют температуру, а не яркость. Я еще больше наклонила голову.

— Э-э… и как продвигается наблюдение?

— Ну, приемник юстирован на минус тридцать километров в секунду, но если протозвезда меньше одного миллиянского на луч…

Это начинало походить на абсурдную сценку комедийного дуэта Эбботта и Костелло: я была совершенно уверена, что слышала все эти слова раньше, но понятия не имела, что их можно сложить в таком порядке. Угол наклона моей головы уже превратил меня из «задумчивой студентки» в «растерянную собаку». Примерно так я себя и чувствовала, потому что понимала все меньше и меньше.

Наблюдатель продолжал радостно болтать о своем исследовании. Мы оба были астрономами, но терминология неслась мимо меня, как будто я ступила в совершенно неизвестную область. Я держалась изо всех сил, но почувствовала, как где-то в животе шевельнулось что-то вроде страха. Неужели наши исследования так различались только потому, что мы работали с более длинными волнами? По-видимому, так и обстояло дело. (К счастью, к концу лета, после десяти недель исследований и ускоренного курса радиоастрономии, я уже болтала на равных с остальными наблюдателями.)

— Кстати, мы как раз сейчас собираемся сменить объекты и перейти к…

Наблюдатель продолжал говорить, но тут что-то щелкнуло у меня в голове и все наконец встало на свои места: телескоп вел наблюдение прямо сейчас, днем.

Я об этом знала, но на самом деле у меня еще не уложилось в голове, что эти антенны вокруг меня прямо сейчас собирают данные, улавливая радиоизлучение от звезд и галактик, которые были невидимы за солнечным сиянием для моих глаз, привыкших ловить свет ночью, но очень заметны для радиотелескопа, в восприятии которого солнечный свет относительно тусклый. Когда я шла встречать свою первую экскурсионную группу, я запомнила этот факт, чтобы обязательно удивить им гостей обсерватории. Мы стояли не просто среди научных приборов. Мы стояли в центре научного исследования, которое активно велось у нас на глазах. Таков странный и фантастический мир радиоастрономии.

Такие радиотелескопы, как VLA или злополучный 300-футовый телескоп в Грин-Бэнк в Западной Виргинии, на первый взгляд не очень похожи на «обычные» — блестящие зеркальные установки, спрятанные в куполах и осторожно выдвигаемые для наблюдений только ночью. У большинства радиотелескопов нет куполов, а изогнутая поверхность хотя и напоминает зеркало телескопа, но выглядит не как сверкающее зеркало, а скорее как гигантская металлическая чаша.

Дело, конечно, в том, что мы смотрим на них человеческими глазами. Радиотелескопы работают на дальнем конце электромагнитного спектра, улавливая свет с длинами волн, измеряемыми в миллиметрах, сантиметрах и даже полных метрах, что далеко выходит за пределы узкого диапазона, доступного нашему зрению. Для улавливания волн такой длины поверхности этих радиотелескопов делают блестящими; радиоизлучение, льющееся с неба, отражается от радиоприемника и фокусируется в детекторе почти так же, как оптический свет отражается от традиционного зеркала.