Разведка далеких планет

Рис. 2.5. Гигантский телескоп лорда Росса. В 1845 г. ирландский астроном Уильям Парсонс, третий лорд Росс, спроектировал и построил в своем родовом поместье Бёр-Касл колоссальный 182-сантиметровый рефлектор с фокусным расстоянием 17 м. Телескоп получил прозвище «Левиафан».

Рис. 2.6. Телескоп лорда Росса, современное фото.

Великолепных результатов в этом достигли банкир Вильгельм Бер (1797–1850) и астроном И.Мёдлер (1794–1874), работавшие совместно. Проделав микрометрические измерения сотен деталей в качестве реперных точек и измерив длину тени более тысячи гор для определения их высот, они составили в 1837 г. изумительную карту Луны с подробным описанием рельефа.

Немецкий фармацевт Генрих Швабе (1789–1875) с 1826 г. регулярно наблюдал поверхность Солнца и в 1843 г. открыл 11-летнюю периодичность количества солнечных пятен. Пожалуй, открытие Гершелем планеты Уран и обнаружение Швабе цикла солнечной активности – это самые известные открытия, сделанные астрономами-любителями. Кроме этого, Швабе первым детально исследовал Большое Красное пятно на Юпитере (1831 г.). За вклад в науку его наградили Золотой медалью английского Королевского астрономического общества и в 1868 г. избрали в члены Королевского общества – весьма редкая привилегия для любителя науки.

Рис. 2.7. Генри Дрэпер.

Высочайший уровень любительской астрономии XIX в. продемонстрировал Уильям Хёггинс (1824–1910), который в собственной обсерватории развил методы астрономической фотографии и спектроскопии; фактически он стал первым английским астрофизиком. В то время это было возможно, поскольку научные приборы изготавливались кустарно.

Американский врач, профессор естествознания Генри Дрэпер (1837–1882) построил частную обсерваторию с 71-сантиметровым рефлектором, зеркало для которого он шлифовал сам. На фотопластинках с мокрыми коллоидными эмульсиями Дрэпер одним из первых получил высококачественные фотографии Луны, Солнца и солнечного спектра (для этой цели он разработал точный механизм часового ведения телескопа). Он первым в 1872 г. получил спектр звезды – Веги. С 1879 г. он работал с сухими фотоэмульсиями и получил спектры ярких звезд, планет, комет и туманностей. После ранней смерти исследователя его вдова Анна Палмер-Дрэ-пер учредила денежный фонд, позволивший астрономам Гарвардской обсерватории создать фундаментальный каталог спектров звезд – знаменитый Дрэперовский каталог – и разработать Гарвардскую спектральную классификацию звезд, ставшую основой астрофизики.

В XX в. возможности астрономов-любителей уже не могли конкурировать с оборудованием профессиональных обсерваторий, поэтому любители сосредоточились на поисковых работах, в основном связанных с кометами. Уникальный для XX в. пример авангардной роли любительской астрономии дает работа американского радиоинженера Грота Ребера (1911–2002), который в конце 1930-х гг. единственный во всем мире проводил радиоастрономические исследования, своими силами и на собственные средства создав весьма совершенный радиотелескоп. В середине XX в., в связи с развитием космонавтики, радиоастрономия совершила колоссальный рывок, и ее уровень стал недоступен для любителей. Однако к концу XX в. любительская радиоастрономия возродилась на основе новых технологий; возникло даже Общество радиоастрономов-любителей. Примите это к сведению, любители радиотехники!

Рис. 2.8. Радиоантенна Грота Ребера (1937 г.).

В области оптического поиска и исследования новых объектов (комет, переменных звезд и т. п.) астрономы-любители до сих пор успешно дополняют профессионалов, используя свои главные преимущества – широкоугольные оптические приборы (бинокуляры, кометоискатели), прекрасное знание звездного неба и невероятное упорство в проведении наблюдений. Такие известные «ловцы комет», как Икейя, Бредфилд, Олкок, проводят визуальные наблюдения практически каждую ночь в течение нескольких десятилетий.

Англичанин Джордж Олкок (1912–2000), отслужив в армии и всю жизнь проработав школьным учителем младших классов, с юношеских лет проводил астрономические и метеорологические наблюдения, открыв за это время визуально, при помощи бинокуляра, 5 комет и 6 вспышек новых звезд. За научные заслуги он стал членом Королевского астрономического и Королевского географического обществ, был удостоен множества наград, в том числе медалей Тихоокеанского астрономического общества и Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд; его имя присвоено малой планете. Как показал опыт Гершеля и Олкока, облачное небо Англии – вовсе не преграда для упорных наблюдателей (хотя проблемы им оно, безусловно, создает).

Используя простейшее оборудование, любители порой добиваются выдающихся результатов. Так, австралиец Пол Камильери с помощью обыкновенного фотоаппарата (фокусное расстояние объектива 135 мм, чувствительность пленки 400 ед.) только в одном 1991 г. открыл четыре вспышки новых звезд. Такая производительность в те годы сделала бы честь профессиональной обсерватории.

Небесные единомышленники

Если у вас, уважаемый читатель, уже созрело желание самостоятельно изучать Вселенную, то очень советую вам познакомиться с такими же увлеченными людьми и заняться наблюдениями неба совместно. В мире существует огромное количество кружков, клубов, обществ и союзов астрономов-любителей. Они объединяют энтузиастов либо по территориальному признаку, либо по тематике исследований. Некоторые клубы имеют собственные довольно мощные обсерватории. По сравнению с индивидуальными любителями члены астрономических объединений получают значительно большие возможности при строительстве или покупке крупного телескопа и аппаратуры к нему, включая современные ПЗС-камеры. С опытом такой работы знакомит, например, Центр любительской астрофизики (Center for Backyard Astrophysics: http://cbastro.org (http://cbastro.org/)). Наиболее известные среди любительских организаций:

? Астрономическая лига – Astronomical League, объединяет более 240 любительских астрономических обществ и клубов США (www.astroleague.org (http://www.astroleague.org/));

? Американская ассоциация любителей астрономии – The American Association of Amateur Astronomers (www.corvus.com (http://www.corvus.com/));

? Международная организация любительских наблюдений Солнца (www.inter-sol.org (http://www.inter-sol.org/));

? Общество радиоастрономов-любителей – The Society of Amateur Radio Astronomers (www.bambi.net/sara.html (http://www.bambi.net/sara.html));

? Московский астрономический клуб (astroclub.ru).

Наиболее плодотворными и авторитетными являются смешанные организации, объединяющие как любителей, так и профессионалов. К их числу относятся:

? Тихоокеанское астрономическое общество (Astronomical Society of the Pacific) – объединение любителей и профессиональных астрономов, базирующееся на Западе США (www.aspsky.org (http://www.aspsky.org/));

? Американская ассоциация наблюдателей переменных звезд – The American Association of Variable Star Observers (www.aavso.org (http://www.aavso.org/));

? Американское метеорное общество – American Meteor Society (www.amsmeteors.org (http://www.amsmeteors.org/));

? Ассоциация наблюдателей Луны и планет – The Association of Lunar and Planetary Observers (www.lpl.arizona.edu/alpo (http://www.lpl.arizona.edu/alpo));

? Международный центр наблюдений покрытий Луной – International Lunar Occultation Centre (lunar-occultations.com).

Некоторые читатели, вероятно, помнят, что в СССР существовало Всесоюзное астрономо-геодезическое общество (ВАГО). Оно активно работало с 1932 по 1994 гг. в тесном контакте с Академией наук СССР, объединяя 8000 действительных членов, около 2000 членов юношеских секций и 225 членов-коллективов. Разумеется, не все любители астрономии были членами ВАГО. Довольно точное представление об их количестве дают тиражи книг тех лет: научно-популярные книги по астрономии обычно выходили тиражом от 30 до 100 тыс. экземпляров (но бывало, и 200 тысяч!). Учебники астрономии имели тираж от 3 до 10 тыс., а узкоспециальные монографии – от 1 до 3 тыс. После распада СССР структура ВАГО также распалась на ряд местных организаций и клубов; сейчас в России их несколько десятков.

В мире существуют центры накопления данных о наблюдении переменных звезд; этими полезными данными может воспользоваться любой желающий, и каждый астроном, профессионал и любитель, может отправить туда результаты своих наблюдений. Самый мощный центр – Американская ассоциация наблюдателей переменных звезд (AAVS0) со штаб-квартирой в Кембридже, штат Массачусетс. Сайт (очень полезный!): www.aavso.org (http://www.aavso.org/). Отправлять наблюдения по адресу observations@aavso.org. Чрезвычайно полезные каталоги и базы данных для наблюдений можно найти на сайтах Центра астрономических данных в Страсбуре (cdsweb.u-strasbg.fr/Cats.html) и Центра астрономических данных NASA (adc.gsfc.nasa.gov/adc/adc_amateurs.html).

Замечательные новые возможности уже дает и значительно умножит в ближайшее время идея «виртуального телескопа». Сейчас так называют базу данных Европейской южной обсерватории (проект Astrovirtel), в которой собираются снимки, полученные на нескольких крупных телескопах при наблюдениях самых разных объектов. Важно, что Astrovirtel доступен не только профессионалам, но и всем желающим, хотя для работы с ним требуется квалификация. И это лишь первый шаг к более грандиозному проекту Астрономической виртуальной обсерватории, которая объединит в цифровом виде все изображения неба, полученные за всю историю науки астрономами всех стран.

Что нужно любителю астрономии?

Сколь бы интересным ни было чтение книг, сделать научное открытие, разглядывая иллюстрации на их страницах, еще никому не удавалось. С помощью компьютера в Интернете можно найти неизученные изображения неба и самостоятельно обнаружить на них новые явления. Но все же самое захватывающее в астрономии – это самостоятельное наблюдение реального неба. Начав знакомиться с рисунком созвездий по звездной карте, вы быстро почувствуете потребность в оптическом инструменте. Для первого «углубления в звездное небо» самым подходящим оптическим инструментом является бинокль. Если у вас еще нет бинокля, то надо отложить книгу и подумать, как им обзавестись. Выбор биноклей очень велик, поэтому позволю себе дать несколько советов.

Не стремитесь сразу найти идеальный, фирменный инструмент «с наворотами» (асферические линзы, компенсатор дрожания, встроенный компас, дальномер и пр.). Лучше купить недорогой инструмент, но внимательно отнестись к его выбору. Основные технические параметры бинокля – угловое увеличение (кратность) и диаметр объективов – указаны на его корпусе со стороны окуляров. Например, надпись «8x40» означает, что бинокль 8-кратный с объективами диаметром 40 мм. Для начала я советую завести 7-8-кратный бинокль с объективами 40 или 50 мм. Важно, чтобы левое и правое изображения были четкими и точно сведенными вместе (не двоились), чтобы фокусировка была мягкой и не было люфтов. Проверьте, легко ли бинокль сгибается для подбора межглазного расстояния. Нелишними будут крышки на объективы и окуляры, а также обрезиненный корпус бинокля, поскольку на железном корпусе поднятые к лицу руки ночью быстро замерзают. Главное – выбирайте бинокль из нескольких экземпляров, внимательно разглядывая далекие предметы, сравнивая качество изображений и легкость вращения фокусировочных винтов.

Рис. 2.9. Призменный бинокль – подходящий инструмент для начала любительских наблюдений звездного неба.

Разумеется, существуют бинокли с большим увеличением – в 10, 20, 50, 120 крат – и с большим диаметром объективов – до 200 мм. Такие «монстры» у нас принято называть бинокулярами; они очень тяжелые, поэтому долго держать их в поднятых руках практически невозможно. Для наблюдения с ними требуются специальные штативы. Правда, и удовольствие от прогулок по небу с такими инструментами вы получите незабываемое. Впрочем, и небольшой бинокль при правильном обращении с ним будет очень полезен. Поисковые системы Интернета на запрос «астрономический бинокль» дадут вам много полезных советов. Познакомьтесь с ними обязательно: любители астрономии – дружная и бескорыстная семья, всегда готовая поделиться опытом. Вот два простейших, но важных совета.

Не приступайте к наблюдениям сразу после яркого света: дайте глазам хотя бы 5 минут адаптироваться к темноте. Их чувствительность станет выше, и вы увидите тусклые звезды и туманности. Если на небе Луна, то отложите ее наблюдение до конца сеанса: яркий лунный свет «испортит» вам ночное зрение.

Наблюдение в бинокль или подзорную трубу даже с небольшим увеличением требует твердой опоры для рук или инструмента. Уприте локти в подоконник, прижмите кисть руки к дереву или столбу – и вы сразу почувствуете, насколько комфортнее станет наблюдать: изображение «успокоится», и можно будет рассмотреть мелкие детали.

Чем больше увеличение инструмента, тем более мелкие детали объекта можно увидеть (до определенного предела, пока четкость картины не ограничена атмосферным искажением). Чем больше диаметр инструмента, тем больше света он собирает и тем более тусклые объекты демонстрирует. Поэтому для опытных астрономов-любителей главным инструментом служит телескоп. Оптические фирмы предлагают широкий выбор любительских телескопов и принадлежностей к ним: от простейших, доступных любому школьнику, до вполне профессиональных, но очень дорогих и доступных лишь крупным коллективам любителей. Возможности телескопа возрастают вместе с диаметром его объектива, но вместе с ним растет и цена. Поэтому многие любители предпочитают строить телескопы самостоятельно, изготавливая все части своими руками или заказывая наиболее важные из них (объектив, окуляры) у оптических фирм. Телескопы астрономов-любителей часто имеют весьма оригинальную конструкцию и побуждают профессионалов к разработке аналогичных инструментов.

Важным дополнением к телескопу служит камера – фотографическая или электронная. В последние годы разработаны высокочувствительные фотопленки и недорогие ПЗС-камеры, позволяющие любителям получать превосходные изображения небесных объектов. Для этого годятся и сравнительно недорогие полупрофессиональные электронные зеркальные фотокамеры, способные сохранять файлы изображений в несжатом формате. Электронные фотометры позволяют любителям исследовать переменные звезды на профессиональном уровне.

Рис. 2.10. Недорогой фабричный рефрактор на простой треноге, снабженный маленьким телескопом-искателем и окулярной призмой, – подходящий инструмент для визуальных наблюдений. Его плавное вращение вокруг вертикальной и горизонтальной осей осуществляется с помощью двух гибких рукояток. Но фотографировать небесные объекты с таким телескопом практически невозможно.

Оптическая часть телескопа – это только половина его конструкции. Вторая, не менее важная половина – это механика: штатив и часовой механизм. От них в значительной степени зависит удобство работы и качество изображения. Это особенно важно, если вы занимаетесь астрофотографией, делая снимки с длительными экспозициями. Даже для маленьких телескопов обычные фотоштативы не годятся. Нужна специальная прочная тренога, наподобие тех, которыми пользуются кинооператоры с тяжелыми камерами. Старайтесь не поднимать телескоп слишком высоко во избежание вибраций штатива: чем ближе инструмент к земле, тем прочнее он стоит и меньше трясется от ветра. Кстати, о ветре. Вы тоже будете от него трястись, если не оденетесь тепло. Даже летние ночи у нас холодны. Проведя несколько часов неподвижно у окуляра, вы поймете, что такое космический холод.

Для планирования наблюдений и обработки полученных изображений любители астрономии создали множество полезных компьютерных программ, которыми они обмениваются, обычно безвозмездно. Некоторые фирмы специально для любителей астрономии выпускают коммерческие программы: виртуальные планетарии, анимированные лекции, галереи изображений и каталоги небесных объектов. Наиболее мощные программы, такие как RedShift и Starry Night, обладают колоссальными возможностями для демонстрации звездного неба, туманностей и галактик, астероидов и комет, планет и их спутников (включая детали их поверхности), солнечных и лунных затмений, сумеречных явлений и т. д. При этом наблюдатель может «располагаться» в произвольной точке Земли или космического пространства и выбирать практически произвольный момент времени наблюдения – на тысячелетия в прошлое и будущее! Эти программы широко используются и профессиональными астрономами.

В большинстве развитых стран издаются научно-популярные журналы и серии книг специально для любителей астрономии. Всемирно известны журналы «Sky & Telescope» (www.skyandtelescope.com (http://www.skyandtelescope.com/)), «Astronomy» (www.astronomy.com (http://www.astronomy.com/)), «Astronomy Now» (www.astronomynow (http://www.astronomynow/). com), «The Astronomer» (http://theastronomer.org (http://theastronomer.org/)), а также «Mercury», «Sky News», «Star Observer», ««l’Astronomie», «l’Astronomia», «Sterne und Weltraum», «Meteor» и др. С 1965 г. Академия наук СССР/России издает журнал «Земля и Вселенная»; с 1995 по 2004 гг. выходил журнал для любителей астрономии «Звездочет», а затем ему на смену родился журнал «Вселенная, пространство, время». В последнее время все больше журнальных функций переходит к специализированным сайтам, среди которых в русскоязычной зоне нужно отметить «Астронет» (www. astronet.ru).

Необходимой принадлежностью любого наблюдателя неба – профессионала и любителя – служат звездные карты и атласы, астрономические ежегодники и справочники. Специально для любителей астрономии в России с 1895 г. издается весьма подробный «Астрономический календарь», а для начинающих любителей – более простой «Школьный астрономический календарь». Конечно, при помощи легкодоступных программ вы сами можете составить персональный астрономический календарь именно для того географического пункта, где проводите наблюдения. Тем не менее советую приобрести профессионально подготовленный бумажный календарь: он будет вам чрезвычайно полезен даже при наличии у вас самых совершенных компьютерных программ.

Я сделал открытие!

Кажется, мы ничего не забыли – карты, справочники, бинокли, телескопы… Пора делать открытия! Шутки шутками, но это вполне возможно. Ведь каждое открытие начинается именно так: человек вовсе не думает о славе, а просто покупает хороший бинокуляр или сам изготавливает зеркальный телескоп и, проведя у него несколько тысяч часов, обнаруживает на небе неизвестную комету (или вспышку новой звезды, или что-нибудь еще). Как он может сообщить человечеству о своем замечательном открытии?

Не улыбайтесь, в этом нет жажды славы. Сообщения любителей астрономии о вспышках новых и сверхновых звезд, о появлении комет, о наблюдении редких астрономических явлений очень ценны: ведь мы уже знаем, что в истории астрономии было немало случаев, когда интересные явления первыми замечали любители, а не профессионалы. Быстрое и правильное сообщение о таком открытии помогает более полно исследовать явление с помощью профессиональных средств одновременно на многих обсерваториях мира. У астрономов есть свои службы экстренного оповещения об открытиях. Раньше их основой служил телеграф, теперь – Интернет.

Чтобы сообщить об открытии, нужно связаться с Центральным бюро астрономических телеграмм Международного астрономического союза (MAC). Наилучший способ связи – электронное письмо, которое следует послать по адресу: cbat@cfa.harvard.edu. Эти письма постоянно просматриваются сотрудниками Бюро. Используя возможности Интернета, можно сделать сообщение, просто заполнив форму по адресу: http://cfa-www.harvard.edu/iau/cbat.html (http://cfa-www.harvard.edu/iau/cbat.html). На этом же сайте можно найти информацию о последних открытиях, опубликованную в циркулярах MAC (т. е. уже проверенную профессионалами). При желании сделать сообщение на русском языке его следует отправить в Российское бюро астрономических сообщений по адресу: samus@sai.msu.ru. Его проверят и отправят в Центральное бюро, но это потребует времени.

Если электронная почта недоступна, то можно позвонить по телефонам (001–617)-495-7244, или -7440, или -7444, но по этим номерам нет круглосуточного дежурства, они могут и не ответить. При желании сделать сообщение по-русски следует звонить в рабочее время в Государственный астрономический институт им. П. К. Штернберга (ГАИШ) в Москве (495) 939-3318. Чтобы сообщение было надежно получено, желательно продублировать его письмом в Центральное бюро по адресу: 60 Garden St., Cambridge, МА 02138, USA, или в ГАИШ по адресу: Астрономический институт, комната 58, Университетский проспект, д. 13, Москва, 119991, Россия.