2. 24

КРУПНЕЙШИЕ ОПТИЧЕСКИЕ ТЕЛЕСКОПЫ И КОСМИЧЕСКИЕ
ОБСЕРВАТОРИИ НА РУБЕЖЕ ТЫСЯЧЕЛЕТИЙ
С. А. Язев
Астрономическая обсерватория ИГУ
uustar@star.isu.ru
Аннотация. В работе приводится обзор крупнейших проектов конца ХХ - начала
ХIХ вв, связанных с наземными оптическими телескопами и астрофизическими
обсерваториями космического базирования.
Последние десятилетия ХХ века (и особенно 90-ые годы) ознаменовались бурным
прогрессом в области экспериментальной астрофизики. Огромное количество новой
информации, причем в ряде случаев принципиально новой, закладывает основы для
стремительного развития наших представлений о Вселенной.
В основном указанные изменения произошли в результате сооружения в последние
годы инструментов с новыми большими возможностями. Здесь имеется в виду, прежде
всего создание внеатмосферных приборов, работающих во всем диапазоне шкалы
электромагнитных волн с высоким пространственным и временным разрешением и
быстро нарастающей чувствительностью. Кроме того, новые богатые возможности
получают даже классические приборы в сочетании с современной компьютерной
техникой (интерферометрия как пример). Нельзя сбрасывать со счетов и определенный
поворот в общественном мнении, наметившийся в некоторых странах, где правительства
считают необходимым выделять значительные средства на астрофизические установки.
Число таких стран заметно увеличилось за последние годы (см., например, раздел 1.3).
Не последнюю роль сыграло и уменьшение стоимости некоторых инструментов в связи
с использованием новых технологий (например, применяемых при изготовлении
крупных
зеркал,
разделы 1.1-1.3).
Информация о новых установках в достаточной степени разрознена. Настоящая
работа представляет собой краткий и, несомненно, далеко не полный обзор наиболее
значительных современных проектов. Подробные данные о конкретных проектах
содержатся в специальных изданиях, а также в сети "Интернет". Автор надеется, что
обзор сможет помочь представить себе контуры общей картины.
В обзоре приведены краткие справки о наземных оптических телескопах и
некоторых космических аппаратах, несущих астрофизические приборы. Целый ряд
космических аппаратов, решающих астрофизические задачи в качестве сопутствующих,
не упоминаются из-за недостатка места. По той же причине не упомянуты установки,
нацеленные на регистрацию частиц космического происхождения. Из-за недостатка
места не упоминаются и радиотелескопы, хотя последние также претерпевают период
значительного прогресса.
1. Наземные инструменты
В настоящем разделе перечислены только проекты, относящиеся к телескопам с
диаметрами зеркал начиная с 6 м. В то же время следует указать, что в строй вводились
и телескопы с меньшими апертурами (например, в рамках проекта по предотвращению
астероидной опасности, по цифровому обзору неба и т.д.)
1.1. Телескопы Кека. 8 мая 1996 г. был торжественно открыт второй телескоп имени
Кека на горе Мауна-Кеа на высоте 4400 м, (Гавайские острова, США). На деньги
мецената У.М.Кека здесь были сооружены два идентичных рефлектора с диаметром
параболических зеркал 10 м. Зеркала состоят из 36 шестиугольных фрагментов каждое,
изготовленных и отполированных по отдельности. Эффективная апертура - 9.82 м.
Индивидуальное изготовление отдельных тонких (75 мм) фрагментов оказалось
значительно дешевле, чем в случае реализации "классического" альтернативного
варианта с цельной стеклянной заготовкой. Оригинальная технология с использованием
системы емкостных датчиков позволила обеспечить точную стыковку фрагментов и
соблюдение допусков по форме зеркал. Кроме того, общая масса конструкции оказалась
вдвое меньше массы советского (российского) 6-метрового телескопа БТА c
монолитным зеркалом (см. раздел 1.11). Телескопы оснащены средствами адаптивной
оптики с эффективной частотой 100 Гц. Эти средства позволяют корректировать форму
зеркал в целях компенсации атмосферных искажений, производимых турбулентными
потоками воздуха. НАСА предполагает использовать оба телескопа, расположенные в 80
метрах друг от друга, в режиме интерферометра. Этот режим в будущем значительно
увеличит собирающую способность пары телескопов и угловое разрешение
инструмента.
1.2 Телескоп Хобби-Эберли. В конце 1996 г. проведены первые пробные наблюдения
на новом телескопе с диаметром зеркала 11 м. Инструмент построен в районе ДейвисМаунтин, гора Фоулкес в западной части штата Техас, (обсерватория Макдональда
Техасского университета, США). Телескоп назван в честь меценатов - бывшего
губернатора Техаса Вильяма Хобби и ученого-предпринимателя Роберта Эберли.
Сферическое зеркало телескопа состоит из 91 шестиугольного сегмента из стекла и
керамики диаметром 1 м каждый. Существенно удешевили телескоп, как конвейерное
производство идентичных фрагментов, так и нестандартная монтировка: зеркало
закреплено под углом 55 градусов к горизонту и вращается только вокруг вертикальной
оси. Наведение и гидирование обеспечивается перемещением системы оптических
корректоров и приемников над главным зеркалом. Выигрыш в стоимости
сопровождается и некоторыми потерями: из-за нестандартной конструкции уменьшена
до 9.2 м действующая апертура, ограничены обзор (может наблюдаться только 70%
неба) и продолжительность экспозиции (не более 3 часов). Собранный телескопом свет
передается по световолоконному кабелю на анализаторы, расположенные в отдельном
помещении, что позволило увеличить чувствительность и снизить требования к
размерам и массе приемников света. Инструмент ориентирован, прежде всего, на
спектральные наблюдения и оснащен тремя спектрографами разного разрешения,
расположенными в отдельной башне рядом с 26-метровым куполом телескопа.
1.3 Южноафриканский телескоп. Низкая цена (всего 13.5 млн долларов) и высокая
скорость создания телескопа Хобби-Эберли (всего три года) привели руководство ЮАР
к решению о строительстве здесь аналогичного телескопа, который обеспечит
возможность спектральных исследований объектов южного неба вплоть до 26 звездной
величины. Телескоп предполагается построить за 5 лет в провинции Северный Кейп,
обсерватория города Сазерленда. В проекте, судя по сообщениям информационных
агентств, будут принимать участие Германия, США, Нигерия, Новая Зеландия, Польша,
Япония.
1.4 Большой бинокулярный телескоп (LBT). Весной 1997 г. завершена отливка
крупнейшего в мире монолитного зеркала диаметром 8.4 м для Большого бинокулярного
телескопа. Два таких зеркала образуют комплекс нового инструмента, который будет
расположен на горе Маунт Грэхем в штате Аризона (США). Телескоп войдет в строй в
начале нового века в соответствии с итало-американским проектом.
1.5 "Очень большой телескоп" (VLT). Один из наиболее амбициозных проектов
современности, предпринятый восемью странами Европы (Бельгия, Голландия, Дания,
Италия, ФРГ, Франция, Швеция, Швейцария). Совместными усилиями этих стран
сооружается уникальный комплекс из четырех идентичных телескопов с диаметрами
цельных менисковых зеркал 8.2 м. Для изготовления оптики используется особый сорт
стекла с рекордно низким коэффициентом температурного расширения и малой
толщиной (175 мм). Обсерватория сооружается на горе Паранал (высота 2635 м) в
пустыне Атакама на севере Чили, в 12 км от побережья Тихого океана. Эта вершина
находится неподалеку от горы Ла-Силья, где расположены 14 оптических телескопов
Европейской Южной Обсерватории (ESO), включая так называемый Телескоп Новых
Технологий (NTT) с диаметром зеркала 3.5 м. Местность отличается исключительно
хорошим
астроклиматом. Все 4 инструмента VLT устанавливаются на альтазимутальных монтировках. Предусматривается возможность использования комплекса
в разных режимах: индивидуальная работа телескопов, совместная работа в одной
"связке" (достигается эффект, эквивалентный одному телескопу с 16-метровым
зеркалом), а также режим (в будущем) оптического интерферометра (эффект,
эквивалентный одному телескопу с 200-метровым зеркалом). Теоретическое
пространственное разрешение в последнем случае позволит разглядеть на Луне объекты
размером 1-2 м. Первое зеркало доставлено из Франции весной 1998 г., в конце мая
начаты наблюдения, показавшие высокие качества оптики первого телескопа нового
астрономического
комплекса.
1.6. Проект «Джемини». В соответствии с международным проектом предполагается
создание двух идентичных 8-метровых телескопов в северном и южном полушариях
Земли. Проект позволит охватить наблюдениями всю небесную сферу.
1.7 Телескоп «Субару». Гавайские острова, отличающиеся высокими характеристиками
астроклимата, привлекают астрономов мира. Здесь осуществляется строительство
первого крупного оптического инструмента Японии - 8-метрового телескопа "Субару", с
использованием современных компьютерных технологий в его инфраструктуре.
1.8 Телескоп «Ла-Пальма». Правительство Испании приняло решение о
финансировании проекта создания 10-метрового телескопа в обсерватории Рока-де-лосМучачос (остров Ла-Пальма, Канарский архипелаг). Ввод телескопа в строй
предполагается в 2002 г.
1.9 Телескоп в Австралии. Опубликовано сообщение, что Австралия планирует
осуществить строительство оптического телескопа с зеркалом класса 8 метров.
1.10 Реконструкция ММТ. В марте 1998 г. закрыт на реконструкцию многозеркальный
телескоп ММТ Аризонского университета (США) на горе Маунт-Хопкинс. Телескоп,
сооруженный в конце 70-х годов, состоял из шести зеркал диаметром 1.8 м, что было
эквивалентно 4-метровому цельному зеркалу. Система зеркал заменяется на легкое
составное зеркало с диаметром 6.5 м. Собирающая площадь телескопа в результате
реконструкции увеличивается вдвое.
1.11 Оснащение БТА. В 1996 году крупнейший российский оптический телескоп БТА, с
6-метровым монолитным зеркалом (Специальная астрофизическая обсерватория,
Ставропольский край) был оснащен новой спекл-интерферометрической камерой. Это
позволило увеличить угловое разрешение телескопа до теоретического предела, равного
0.02
секунды
дуги.
Телескоп
успешно
работает
с
1976
г.
1.12 Большой Российский телескоп. На 4 съезде Евро-Азиатского астрономического
общества (Москва, ноябрь-декабрь 1997 г.) было объявлено, что разработан проект
строительства 10-метрового телескопа в России, однако возможности открытия
финансирования в связи с экономической ситуацией в стране представляются весьма
сомнительными.
2. Внеатмосферные инструменты
Здесь приведен перечень наиболее значительных установок, размещаемых на
космических аппаратах, для которых астрофизические задачи являются основными.
2.1 Космический телескоп имени Хаббла (HST), США. Этот инструмент (русская
аббревиатура КТХ) представляет собой рефлектор, выполненный по схеме РичиКретьена. Схема аналогична схеме Кассегрена, но форма главного зеркала (диаметр 2.4
м) несколько отличается от параболической, а форма вторичного зеркала (диаметр 0.34
м) - от гиперболической, что уменьшает аберрации и увеличивает неискаженное поле
зрения диаметром 28 угловых минут. Длина конструкции - около 12 м. Изготовление
телескопа обошлось в 1.6 млрд. долларов, стоимость с учетом затрат на запуск и
научные программы - 3 млрд. долларов. Инструмент оснащен двумя камерами с разным
полем зрения, использующими ПЗС-приемники, двумя спектрографами разного
назначения и высокоскоростным фотометром.
Запуск состоялся 26 апреля 1990 г. с борта шаттла "Дискавери". После выведения на
орбиту выяснилось, что из-за ошибки в программе оптического контроля формы
главного зеркала отклонения оказались значительными и превысили 0.002 мм (2000 длин
волны). Невозможным оказалось разрешить объекты на расстоянии 1.1 угловых
секунды друг от друга, что могут сделать телескопы с 15-сантиметровой апертурой.
"Глубины зрения" хватило только на 4 млрд. световых лет вместо планировавшихся 14.
(На практике наиболее "глубокий" взгляд во Вселенную, выполненный КТХ после
ремонта, позволил обнаружить объекты на расстоянии порядка 12 млрд. световых лет).
Специальная компьютерная обработка позволила частично исправлять получаемые
изображения, но слабые объекты были потеряны для наблюдений. 2 декабря 1993 г.
команда специалистов из 7 человек стартовала на шаттле "Индевор" для выполнения
ремонта. На телескопе был установлен оптический корректор и внесен ряд других
усовершенствований, после чего телескоп заработал "в полную силу". Второй успешный
полет шаттла "Дискавери", направленный на профилактическое обслуживание
телескопа, состоялся в феврале 1997 г. Во время полета на КТХ были заменены
некоторые научные приборы и установлены новые. Предусмотрены, по крайней мере,
еще 2-3 полета пилотируемых миссий к телескопу, и работа его как ожидается,
продлится до 2005 г. В частности, в марте 2000 г. будет проведена замена камеры слабых
объектов на прибор нового поколения с тремя цифровыми камерами и набором
фильтров, что повысит чувствительность телескопа в 10 раз в ультрафиолетовом
(УФ) диапазоне.
Отсутствие атмосферных помех позволило астрономам, работающим с КТХ,
получить огромные массивы информации о самых разных объектах ближнего и дальнего
космоса. Был сделан ряд открытий практически во всех областях наблюдательной
астрономии оптического диапазона. Можно уверенно сказать, что основа астрономии 21
века закладывается с активным участием КТХ.
2.2 Космический телескоп нового поколения (NGST), США. Будущий преемник КТХ.
Предполагается, что апертура телескопа будет не менее 4 м (возможно, 8 м). Зеркало
будет охлаждаться до температуры 30-60 К, что позволит проводить наблюдения и в
инфракрасном (ИК) диапазоне. Запуск предполагается в 2007 г., хотя рассматривается
вариант с запуском уже в 2003 г., до окончания работы КТХ.
2.3. Телескоп «Гамма» , СССР-Франция. На момент запуска на околоземную орбиту
(июль 1990 г.) самый большой в мире телескоп для регистрации высокоэнергичного
гамма-излучения. Был оснащен системой сцинтилляционных счетчиков, черенковским
детектором, сцинтилляционным калориметром. Масса телескопа - 1.5 т. За два года
работы выполнен цикл наблюдений далеких галактических источников, а также (в 1991
г.) гамма-излучения трех мощных солнечных вспышек.
2.4 Гамма-обсерватория имени Комптона (GRO), США. Самый тяжелый спутник,
запускавшийся с помощью шаттлов (17 тонн). Выведен на околоземную орбиту в апреле
1991 г. Внеатмосферная астрономическая обсерватория, предназначенная для
наблюдений неба в гамма-диапазоне в широком спектре энергий. Данные с GRO
поступают непрерывно в реальном времени, что позволяет оперативно фиксировать
гамма-всплески и другие явления. В течение более чем 7 лет работы (по состоянию на
октябрь 1998 г. спутник продолжает успешно функционировать) с помощью
обсерватории удалось зарегистрировать ряд экстраординарных событий, сделан ряд
важных открытий. Составляется полная карта небесных гамма-источников.
2.5 Гамма-обсерватория "Интеграл", ЕКА-Россия. Европейская астрофизическая
обсерватория, предназначенная для наблюдений координат и спектров гаммаисточников с высокой точностью. Предполагается, что точность измерений значительно
превысит возможности GRO. Будет оснащена четырьмя телескопами для наблюдений
рентгеновских источников в гамма-диапазоне. Запуск с помощью российской ракеты
"Протон" намечен на апрель 2001 г. Четверть наблюдательного времени будет отдано
российским ученым, кроме того, Россия принимает участие в разработке программы и
аппаратуры для обсерватории.
2.6 Инфракрасная обсерватория (IRAS), США-ЕКА. Обсерватория, выполнившая
первый обзор неба в четырех диапазонах в дальней инфракрасной области спектра (1983
г). Была оснащена специализированным телескопом диаметром 57 см. Криогенное
оборудование обеспечивало работу детекторов в течение 10 месяцев. Выполнены
уникальные наблюдения около 250 тысяч разнообразных источников инфракрасного
излучения.
2.7 Инфракрасная космическая обсерватория (ISO), ЕКА. Оснащена телескопом
диаметром 60 см. Криогенное оборудование обеспечивает температуру криостата около
2 К. Камера ISOCAM с поляриметром (Франция), многоканальный многоапертурный
фотополяриметр ISOPHOT (Германия), коротковолновый спектрометр ISO-SWS
(Нидерланды), оснащенный двумя решетками и двумя интерферометрами Фабри-Перо, а
также длинноволновый спектрометр ISO-LWS с решеткой и двумя интерферометрами
Фабри-Перо (Британия) размещены в криостате. Расчетный срок работы обсерватории полтора года, зависел от скорости расхода запаса жидкого гелия. Начальная масса - 2.5
тонны. Изготовлен группой европейских фирм. Запуск осуществлен 17 ноября 1995 г.
ракетой Ариан-44Р. Чувствительность детекторов была повышена по сравнению с IRAS.
2.8 Обсерватория COBE, США. Спутник, предназначавшийся для исследования
фонового (реликтового) излучения. Запущен в 1989 г., выполнил съемку неба в
инфракрасном и микроволновом диапазонах с беспрецедентной точностью. В 1992 г.
были опубликованы результаты наблюдений, выявивших пространственные вариации
фонового излучения.
2.9 Солнечная обсерватория Улисс, США. Аппарат, предназначенный для
исследований полярных областей Солнца, выведен на орбиту вокруг Солнца,
перпендикулярную эклиптике. Афелий орбиты - за пределами орбиты Марса. Запуск
произведен в октябре 1990 г. Проведено исследование параметров потоков плазмы,
истекающей из полярных областей Солнца, выполнено изучение явлений и процессов в
малоисследованных полярных зонах Солнца. Сделан ряд открытий.
2.10 Рентгеновская обсерватория "Солнечный свет" (Yohkoh), Япония-США.
Спутник запущен в Японии 30 августа 1991 г. На спутнике установлен американский
телескоп SXT, работающий в мягком рентгене, а также коронографы белого света.
Регулярно получаются изображения Солнца в рентгеновском диапазоне.
2.11 Солнечная обсерватория (SOHO), ЕКА-США. Обсерватория выведена на орбиту
вокруг точки Лагранжа L1 в 1.5 млн. км от Земли. Оснащена комплектом научной
аппаратуры из 11 приборов, позволяющих проводить наблюдения Солнца в видимой и
коротковолновой частях спектра. На борту аппарата выполняются 12 экспериментов.
Изучаются: корона (внутренняя и внешняя), включая ее физические параметры;
происхождение, состав и состояние солнечного ветра; внутренняя структура Солнца
(методами гелиосейсмологии); магнитные поля; параметры колебаний на поверхности
Солнца; частицы солнечного ветра; структура потоков последнего. Программа,
рассчитанная на 2 года, выполнялась успешно и продолжалась в течение 2.5 лет (запуск
был осуществлен в США 2 декабря 1995 г.). Летом 1998 г. связь с аппаратом была
потеряна и затем, в октябре, снова восстановлена. Изображения Солнца в разных
диапазонах спектра ежедневно размещались в сети Интернет.
2.12 Инфракрасная обсерватория SIRTF (США). Один из приоритетных проектов
Национальной академии наук США. Запуск предусмотрен в 2001 г. Будет оснащена
криогенным телескопом диаметром 0.85 м, изготовленным из бериллия, а также тремя
научными приборами. В их число войдут матричная ИК-камера IRAC, ИК-спектрограф
IRS и многополосный изображающий
спектрограф MIPS. По чувствительности
аппаратуры обсерватория "на порядки" превысит предыдущие орбитальные телескопы.
2.13 Инфракрасный космический интерферометр "Дарвин" (ЕКА). Телескоп,
создаваемый британскими учеными, будет состоять из шести зеркал, разнесенных на 50
м. Вместе они будут имитировать телескоп с диаметром зеркала 100 м. Зеркала будут
установлены либо на одной ферме, либо на отдельных аппаратах. Обсуждается вопрос о
размещении "Дарвина" между Марсом и Юпитером. Ожидается, что телескоп позволит
непосредственно обнаруживать планеты возле ближайших звезд и изучать их
атмосферы. Если проект будет окончательно принят ЕКА, запуск состоится в 2015 г.
2.14 Комплекс "Planet Finder", США. Проект предусматривает выведение за пределы
орбиты Юпитера четырех ИК-телескопов. Система должна работать в режиме
интерферометра с базой, достигающей десятков и даже сотен километров. Возможности
телескопов позволят обнаруживать землеподобные планеты, изучать спектры их
атмосфер и делать выводы о наличии в них углекислого газа, водяного пара и кислорода
(а значит, и сделать оценки о вероятности нахождения жизни типа земной). Запуск
системы намечен предварительно на 2005-2007 гг.
2.15 Ультрафиолетовая астрономическая обсерватория (IUE), США-ЕКАБритания. Была оснащена телескопом Ричи-Кретьена с диаметром апертуры 0.45 м и
четырьмя спектрографами (два основных и два запасных), работавшими в УФдиапазоне. Выведен на орбиту в январе 1978 г., выключен 30 сентября 1996 г.
Проведены наблюдения 9300 УФ-источников, получено более 100000 изображений,
сделан ряд открытий.
2.16 Астрон, СССР. Астрономическая обсерватория, созданная на базе межпланетных
станций нового поколения типа "Венера". Была оснащена УФ-телескопом, созданным в
Крымской астрофизической обсерватории, и рентгеновским телескопом-спектрометром
ИКИ АН СССР. Работала на околоземной орбите в период с марта 1983 г. по 1989 год.
2.17 Исследователь временных характеристик рентгеновских источников Росси
(XTE, или RXTE), США. Рентгеновский телескоп на борту спутника, запущенного 30
декабря 1995 г., позволяет исследовать временную структуру рентгеновских всплесков с
разрешением до 1 мкс. На спутнике установлены два направленных и одни обзорный
инструмент в разных участках рентгеновского диапазона.
2.18 Спутник для рентгеновской астрономии (SAX), Италия. В состав аппаратуры
входят концентратор-спектрометр средних энергий MECM, низких энергий LECS,
газовый сцинтилляционный счетчик высокого давления HPGSPS, фосвич-детектор PDS,
два пропорциональных счетчика с кодированной маской (широкоугольные камеры
WFC). Четыре первых инструмента имеют узкое поле зрения и одно направление,
камеры WFC "смотрят" в противоположных направлениях, перпендикулярных к
направлению узкоугольных инструментов. Запущен на околоземную орбиту 30 апреля
1996 г.
2.19 Рентгеновская обсерватория (AXAF), США. Оснащена сборкой из четырех пар
цилиндрических зеркал, которые фокусируют излучение в пятне около 0.5". В фокусе
располагаются детекторы рентгеновского излучения - два приемника и два комплекта
дифракционных решеток. В составе научной аппаратуры - изображающий ПЗСспектрометр и камера высокого разрешения. Длина обсерватории - около 13 м. Запуск с
борта шаттла предусмотрен в январе 1999 г.
2.20 Космический интерферометр (SIM), США. Проект создания высокоточного
оптического орбитального интерферометра. На борту космического аппарата бедут
размещены два комплекта из четырех телескопов диаметром по 0.3 м, разнесенных на
концы штанги длиной 10 м. Точность определения положений звезд будет увеличена в
250 раз по сравнению с достигнутой до настоящего времени - 0.004 угловой секунды.
SIM будет запущен в 2005 г. На орбиту искусственной планеты, следующей за Землей в
ее движении вокруг Солнца. Помимо определения положений звезд и, возможно, планет,
будут получаться изображения очень малых объектов с полем зрения меньшей одной
угловой секунды.
2.21 Гравитационный зонд (Gravity Probe-B), США. Проектом предусматривается
вывод на полярную орбиту спутника, несущего на борту длинный вакуумный сосуд,
помещенный в дьюар со сверхтекучим гелием для охлаждения. В течение 16 месяцев
будут фиксироваться отклонения в направлении вращения четырех гироскопов,
помещенных внутрь дьюара. Такие отклонения предсказываются как два следствия
эффектов теории относительности. Цель эксперимента - новая проверка последней.
Запуск намечен на 2000 г.
2.22 Радиоастрон, Россия. Проект предусматривает запуск в 2001 г. на орбиту вокруг
Земли космического радиотелескопа с углепластовым складным зеркалом диаметром 10
м. Аппарат будет работать в четырех диапазонах с высокой чувствительностью.
Предусматривается высокая точность временной привязки телескопа, что обеспечит
возможность радиоастрономических наблюдений с режиме интерферометра с базой в 30
диаметров Земли совместно с крупнейшими наземными радиотелескопами мира.
Ожидается, что в результате будет достигнуто рекордное угловое разрешение.
Перечисленные проекты составят основу для экспериментальных исследований
(астрономических наблюдений) в начале ХХ века. Есть все основания полагать, что эти и
другие инструменты, о которых можно было только мечтать еще двадцать лет назад, во
многом изменят массив астрономических знаний, накопленных человечеством. Обзор
оставляет пищу для размышлений о месте России в мировой экспериментальной
астрофизике.
В качестве примера демонстрации возможностей современных астрофизических
инструментов приведем последнее (на момент подготовки обзора) сообщение о новом
открытии в области астрофизики высоких энергий.
Речь идет о грандиозном гамма-всплеске, зарегистрированном 27 августа 1998 г.
несколькими космическими гамма-обсерваториями. Мощный всплеск привел к уровню
ионизации ночной ионосферы Земли, обычно характерному для дневного периода.
Сообщалось, что мощность пришедшего излучения сопоставима с энергией, излучаемой
тысячей звезд, подобной Солнцу, в течение года. Детектор на спутнике RXTE (см.
раздел 2.17 ) зафиксировал излучение сквозь защитный экран, затем был отключен из-за
зашкаливания.
Группа исследователей под руководством доктора Криссы Ковелиоту (Chryssa
Kouveliotou), проводившая наблюдения с помощью спутника GRO (см. раздел 2.4),
считает, что зафиксировано выделение энергии вследствие катастрофического
разрушения твердой коры так называемого магнетара. Под магнетарами понимаются
нейтронные звезды, образующиеся в результате взрывов сверхновых звезд, и состоящие
из нейтронной жидкости с плотностью порядка квадриллиона граммов на кубический
сантиметр. Диаметр магнетара - около 20 км. Поверхностный слой представляет собой
сверхплотную железную «кору» толщиной около полутора километров. Магнитное поле
напряженностью около 800 триллионов Гс , наиболее мощное из существующих во
Вселенной , способно приводить к сейсмическим волнам в коре магнетара
(звездотрясениям), а в отдельных случаях к полному разрушению коры. Судя по всему,
нечто подобное привело к событию, отмеченному
27 августа. Место события
отождествлено. В течение 1998 года до гамма-всплеска на ряде рентгеновских
обсерваторий наблюдался рентгеновский пульсар с периодом 5.16 с на расстоянии 20
тысяч световых лет от Солнца. «Спайками» такой же продолжительности
промодулирован 5-минутный профиль гамма-всплеска. Кроме того, направление на
источник всплеска определено с помощью регистрации точного времени прихода
излучения в различные точки в пределах Солнечной системы на аппаратах «Улисс» у
орбиты Юпитера (см. раздел 2.9), «NEAR» вблизи орбиты Марса, а также GRO и
RXTE вблизи Земли (см. разделы. 2.4 и 2.17). Теория магнетаров, построенная в 1992 г.,
по-видимому, нашла экспериментальное подтверждение.
Астрофизика располагает стремительно увеличивающимся списком впечатляющих
наблюдений,
существенно расширяющих и изменяющих наши представления о
Вселенной. Есть основания полагать, что новые инструменты, вводимые в строй на
рубеже тысячелетий, значительно ускорят этот процесс.
Использованные источники
Использовались материалы журналов "Новости космонавтики" (1992-1998 гг.), "Земля и
Вселенная" (1983-1998 гг.), "Звездочет" (1996-1998), пресс-релизы НАСА (1996-1998),
бюллетень «The ESO Messenger», материалы, распространяемые по сети Интернет
(прежде всего страницы НАСА, ), сообщения мировых информационных агентств,
частные сообщения.
Иркутск, октябрь 1998 г.