Дивіться вгору: як українські астрономи досліджують космос
У більшості читачів на питання, чим займаються астрономи, в уяві може поставати науковець, який цілими ночами спостерігає в телескоп. Але така картина далека від дійсності, ба навіть більше, сучасні астрономи-теоретики взагалі можуть не мати справи з телескопом. Вони здебільшого сидять та обробляють за комп’ютерами вже отриманий спостережний матеріал.
Зараз для астронома знати назви всіх сузір’їв та зір на небі не так уже й потрібно – для цього є сучасні електронні зоряні карти, симулятори нічного неба, віртуальні планетарії, що дають змогу на будь-яку дату для певної точки земної кулі показати взаємне розміщення небесних тіл у зручному масштабі, та на будь-який час прорахувати їх ефемериди.
Єдиний, хто зараз ще напряму спостерігає небесні тіла, — це представники «класичної школи спостережної астрономії» – астрономи-спостерігачі. Вони, як правило, чудово орієнтуються в зоряних лабіринтах і чи не єдині, хто в час домінування роботизованих обсерваторій ще спостерігають за небесними тілами, хоч і не напряму (епоха візуальних спостережень уже давно минула), а за допомогою сучасних приймачів випромінювання (цифрові камери, ПЗЗ матриці та ін.).
Якщо ж говорити про астрономію в Україні, то в нас на сьогодні є 9 астрономічних установ: чотири при університетах, дві в НАН (Національна академія наук), є такі, що фінансуються за приватні кошти, також діє радіоастрономічний інститут. І багато з цих установ мають свої спостережні станції. Звичайно, що умови для досліджень не є найкращими, та й більшість обсерваторій були побудовані ще в радянський, а деякі навіть ще в дожовтневий час.
Обсяг даної статті не дає нам можливості докладно охопити всі обсерваторії України. Тому зупинимося на м. Києві та його околицях. На сьогодні в Києві діє дві обсерваторії. Це Головна астрономічна обсерваторія НАН (ГАО НАН) та Астрономічна обсерваторія Київського Національного університету імені Тараса Шевченка (АО КНУ). Різниця за віком між ними становить майже 100 років. Першу було засновано в 1944 р., другу ще в далекому 1845 р.
У читача може скластися враження, що, оскільки більшість обсерваторій побудовані давно, то й обладнання на них також дуже давнє. Але це не так, телескопами 100-річної давнини для наукових досліджень вже давно не послуговуються. Попри те, що більшість інструментального парку українських обсерваторій побачила світ ще в радянські часи, ці телескопи цілком підходять і для проведення сучасних досліджень та отримання високоточних даних. Адже на сьогодні українські астрономи мають чудову можливість використовувати цілком сучасні ПЗЗ матриці, які дають змогу отримувати результати світового рівня навіть на телескопах, які побачили світ ще в 50-60-ті роки минулого століття.
Якщо ж говорити про тематику досліджень українських учених, то вона та ж сама що й у всьому світі. Наші астрономи досліджують Сонце та його активність, планети, комети, астероїди, транснептунові об’єкти, метеори, рух полюсів Землі, полярні сяйва, екзопланети, радіоджерела, галактики, чорні діри, космічні промені й ще багато іншого.
Більшість досліджень астрономи проводять ще на радянському обладнанні, але багато й за допомогою сучасних інструментів. Хоча за останні роки в Україні встановлювали не так уже й багато нових інструментів, але можливостей для спостережень в астрономів стало значно більше. Та й інформаційні технології дають змогу отримувати так багато інформації, що астрономи часто ледве встигають її обробляти.
Одним з досягнень сучасності є те, що наші астрономи можуть отримати доступ для спостережень на інших телескопах. Адже астрокліматичні умови в нас не завжди є сприятливими й трапляється так, що за цілий місяць може не бути жодної ясної ночі. До цього всього додається і «світлове забруднення» від нічного міського освітлення, яке з кожним роком збільшується і є значною перепоною для астрономічних спостережень.
Проте такі умови є в інших місцях Земної кулі. Наприклад, у Чилі на телескопах Європейської південної обсерваторії, на Гаваях, на Канарських островах. Зрештою, є і «важка артилерія» – космічний Телескоп Хаббла, і на підході ще одне чудо сучасної техніки — телескоп Джеймса Вебба. Зазвичай доступ до таких інструментів мають усі фахівці, але потрібно обґрунтувати необхідність спостереження саме на цьому телескопі, саме в певний час. Якщо аргументи є переконливими, тоді наш астроном отримує час для роботи й може в режимі онлайн або трохи згодом одержати результати спостережень. Це стосується як земних, так і телескопів на орбіті. Але повернемося до наших реалій і подивимося, на яких інструментах досліджують космос у нас.
Один з найстаріших телескопів, на якому й зараз проводять дослідження, — це Астрономічний дзеркальний телескоп (АЗТ-2, діаметр головного дзеркала 70 см) в ГАО НАН. Збудований ще в далекому 1959 р. (тоді був одним з найбільших телескопів в УРСР), він після ряду серйозних модернізацій використовується й нині. Спектр досліджень на телескопі доволі широкий: фотометричні, спектральні та поляриметричні спостереження тіл Сонячної системи та зірок, спостереження покриттів зір малими тілами Сонячної системи.
Павільйон телескопа АЗТ-2 в ГАО (фото автора)
Телескоп АЗТ-2 в роботі. Внизу видно приєднану до телескопа ПЗЗ матрицю (фото автора)
Підготовка телескопа до спостережень, управління здійснюється за допомогою комп’ютера.
Але в ГАО є й сучасні телескопи. Так, уже майже 10 років успішно функціонує сучасний телескоп Celestron 1400 XLT (діаметр головного дзеркала 35 см) з комп’ютеризованим монтуванням, який використовують для дослідження екзопланет та малих тіл Сонячної системи.
Загальний вигляд телескопа Celestron 1400 XLT
З аналогічними параметрами під Києвом діє «Київський Інтернет телескоп», який є спільним проєктом ГАО НАН з АО КНУ. Цей цілком автоматизований телескоп має широкий спектр досліджень: дослідження зір з планетами, що проходять транзитом по видимому диску зорі (транзитними планетами), дослідження кометної активності на великих геліоцентричних відстанях.
«Київський Інтернет телескоп» також входить до Міжнародного проєкту “The DWARF project: Eclipsing binaries – precise clocks to discover exoplanets”. Спостережної кампанії з пошуку планет навколо систем затемнюваних подвійних зір, яка охоплює мережу телескопів у північній півкулі (понад 20 обсерваторій).
Загальний вигляд «Київського Інтернет телескопа» (фото)
Також з минулого року в ГАО НАН діє мобільний телескоп для спостережень покриттів зір малими тілами Сонячної системи. Його специфіка полягає в тому, що смуга покриття не завжди проходить через обсерваторію зі стаціонарними телескопами, а тому є потреба у виїзних експедиційних спостереженнях. Комплекс повністю автономний і може живитися, як від автомобільного акумулятора, так і від переносного генератора. Таким чином можна проводити спостереження навіть далеко за межами міста.
Мобільний телескоп під час польових спостережень (фото автора)
По суті це сучасний телескоп-рефлектор «просунутого» аматорського рівня з діаметром дзеркала 200 мм і комп’ютеризованим монтуванням, обладнаний професійною ПЗЗ матрицею. На ньому група зі співробітників ГАО і АО КНУ ось уже рік проводить успішні спостереження.
Крім телескопів для дослідження віддалених небесних тіл, у ГАО є ще й телескоп для дослідження нашої найближчої зорі – Сонця. Так, ось уже понад 50 років діє Горизонтальний сонячний телескоп АЦУ-5 для вивчення спектра і будови сонячної атмосфери та спостережень спектра Сонця як зорі.
Сонячний телескоп в роботі (фото)
На ньому виконується програма моніторингу вибраних фраунгоферових ліній у сонячному спектрі упродовж 11-річного циклу сонячної активності. Вона дозволяє отримувати інформацію про маловивчені варіації фізичного стану фотосфери з 11-річним циклом, що зрештою може стати ключем до розуміння природи цієї активності та її взаємозв’язку зі станом міжпланетного середовища та екосистем Землі. Телескоп є свого роду унікальним, за показниками по точності він входить до десятки кращих телескопів світу.
Як уже говорилося раніше, в Києві діє й інша астрономічна обсерваторія при КНУ. Вона також має декілька телескопів. Основним місцем спостережень є спостережна станція в с. Лісники під Києвом. Там знаходяться два телескопи АЗТ-8 (діаметр головного дзеркала 70 см) і АЗТ-14 (діаметр головного дзеркала 48 см), які було встановлено ще в 1968 р., модернізовані та укомплектовані сучасними ПЗЗ камерами вони дозволяють одержувати результати світового рівня. Телескопи в основному використовуються для моніторингу малих тіл і пошуку нових комет та астероїдів, спостережень покриття зір астероїдами та визначення їх розмірів і альбедо, фотометричних, спектральних та позиційних спостережень комет, спостережень активних ядер галактик.
Телескоп АЗТ-8 (фото автора)
Загальний вигляд телескопа АЗТ-14 (фото автора)
Спостереження на телескопі АЗТ-14 (фото автора)
Крім кометної станції, телескопи є і в головному відділенні АО КНУ в центрі історичного Києва. Це, зокрема, установлений Київським клубом аматорів астрономії «Астрополіс» у 2010 р. дзеркально-лінзовий телескоп Mirage 7 (діаметр дзеркала 180 mm) з комп’ютерним монтуванням Syn-Scan EQ-5. Телескоп має широке призначення. Під час зібрань на ньому спостерігають аматори, під час екскурсій на ньому відвідувачам демонструють небесні об’єкти, а в інший час проводяться наукові спостереження.
Загальний вигляд телескопа Mirage 7 (фото автора)
Також на вул. Обсерваторній знаходиться ще й Горизонтальний сонячний телескоп (збудований у 1947-1957 роках) – спеціальна спектральна установка для відстежування магнітного поля Сонця, яка дає можливість отримувати спектр від ультрафіолетової до інфрачервоних областей.
Отже, ми здійснили короткий огляд інструментів київських обсерваторій. І, як бачимо, із застосуванням сучасних камер навіть на доволі «олдскульному» обладнанні можна отримувати цілком сучасні результати.