Профессия - наблюдатель. Астрономы расскажут, как образуются галактики

N 38(2016)
Дризе Юрий
16.09.2016
Доктор физико-математических наук Ольга Сильченко работает в необыкновенном для Москвы месте. Автобус подвозит ее к остановке "Обсерватория". Она проходит вдоль известной москвичам университетской решетки и входит в глухой яблоневый сад, в глубине которого стоит единственное в столице здание с башенками телескопов. Здесь располагается Государственный астрономический институт им. П.К.Штернберга МГУ. Заведует Ольга Касьяновна отделом, чье название внушает почтение и любопытство: физики эмиссионных звезд и галактик. Среди последних ее интересуют исключительно дисковые. Естественный вопрос: почему исследователь выбрала для изучения именно их?
- С дисковыми галактиками я определилась еще на третьем курсе физфака МГУ, когда наш профессор предложил тему курсовой: "Эволюция цвета галактик". Решила, что название звучит очень романтично: ведь чем дальше от Земли, тем должно быть интереснее, да еще в цвете - значит, особенно красиво. С тех пор этой темой и занимаюсь.
- И не разочаровались?
- Нет, конечно. Потому что количество нерешенных проблем никак не уменьшается. Чем больше мы узнаем о неизвестном, тем менее понятным оно становится. Все ясно лишь тогда, когда ты практически ничего не знаешь. Тем более, если это относится к галактикам. А они, между прочим, все разные. Есть спиральные - круглые диски с оригинальным узором. Есть эллиптические, по форме напоминающие огурцы. И наконец, дисковые - самая большая популяция галактик в нашей ближней Вселенной. Если в Подмосковье ясной темной ночью посмотреть на звездное небо, то увидишь полосу Млечного Пути - это проекция нашей Галактики на небесную сферу. Она совсем тонкая, напоминает мелкую тарелку, если смотреть на нее с ребра. Дисковые составляют 88% всех галактик ближней Вселенной, и мы будем знать о нашей Галактике почти все, если основательно их изучим.
- Наша дисковая галактика чем-нибудь отличается от остальных?
- Хотелось бы думать, что ничем. Потому что ее мы исследовали вдоль и поперек и знаем о ней очень много. Каждую отдельную звезду даже можем рассмотреть, а их примерно 100 миллиардов, хотя по размерам наша Галактика считается средней. И возраст Солнца тоже средний: если диску Галактики
9 миллиардов лет, то светилу - 4,5. Оно находится на расстоянии примерно 2/3 полного радиуса от центра Млечного Пути. Это составляет около 25 тысяч световых лет. Очень рассчитываю, что добытое знание о Млечном Пути можно полностью отнести ко всем дисковым галактикам, похожим на нашу.
- Выходит, мы помещаемся на задворках Млечного Пути?
- Почти. Но чтобы вас успокоить, скажу, что Земля находится в его "интеллектуальном центре" - ведь наша цивилизация, скорее всего, единственная в Галактике, и только с Земли по бескрайним далям Вселенной распространяется исследовательская мысль.
- Звучит приятно. Так чтό астрономы изучают в нашей Галактике, если объемы ее подсчитаны, количество звезд известно?
- Подсчитано на самом деле не так уж и много. Ведь хорошо видны только звезды в пределах примерно 2 килопарсек от Земли (одна четверть расстояния от центра Галактики). Об остальных звездах можно только догадываться, и каждая отдельно остается неизученной. Надеемся на европейский спутник "Гайа" - он сможет увидеть в несколько раз дальше. Но все звезды в нашей Галактике все равно мы так и не пересчитаем, а они, между прочим, разные. И нам нужно знать, какова их масса, химический состав, возраст... Почему это важно? Потому что от этого зависит картина глобальной эволюции Галактики и Вселенной. Хотя это явно не тот случай, когда от фундаментальной науки следует ждать непосредственной пользы для народного хозяйства. В действительности мы занимаемся чем-то весьма далеким от технологического прогресса и инноваций: астрономия - наука мировоззренческая.
Человек всегда хотел осознать себя, найти свое место во Вселенной. Казалось бы, какая разница, кто вокруг кого вертится - Солнце вокруг Земли или Земля вокруг Солнца? Стоило ли из-за этого мучить Галилея? Для народного хозяйства это никакого значения не имеет. Взошло солнце, потом село, пропел петух - стало быть, все идет нормально. А человечество это не устраивало, хотелось большего - узнать, например, что во Вселенной было раньше и что будет потом. И хотя на дворе у нас прагматический капитализм, развитые страны, тем не менее, тратят колоссальные средства - миллиарды долларов - на строительство больших телескопов, запуск очередной космической исследовательской станции. И благодаря их стараниям и вложениям, мы все больше узнаем о Вселенной как о едином целом.
- А что вы изучаете?
- Сегодня проблема эволюции галактик - самая наиострейшая в астрофизике. Космологи-теоретики считают, что определяют эволюционную модель нашей Вселенной с точностью до 3%. Чрезвычайно высокий результат! Но хотя современная космологическая модель Вселенной - само совершенство, ее предсказания в области эволюции галактик практически никогда не оправдываются даже на уровне картинки, не то что числа. Отсюда проблема соотнесения моделей и реальных галактик - такова была тема нашей заявки, поданной на конкурс РНФ. Мы брались за три года определить наблюдаемые пути формирования и эволюции дисковых галактик.
История вопроса такова: 90 лет назад выдающийся ученый Эдвин Хаббл открыл, что помимо Млечного Пути существуют и другие галактики - так родилась внегалактическая астрономия. А "взрыв" наблюдений произошел в 70-е годы прошлого века, когда появилась техника для наблюдений и приборы для точного изучения структуры и динамики галактик: их внутренних движений, химического состава, возраста звезд и др.
- Объясните, как все-таки случилось, что теоретики говорят одно, а практики другое?
- Космологи в своих теоретических моделях предполагают, что первыми образовались маленькие галактики, затем они стали сливаться между собой и постепенно, за 13 миллиардов лет, родили крупные галактики. При слияниях в галактике образуются молодые звезды. Получалось, что маленькие галактики должны быть самые старые, а большие - намного моложе. А наблюдатели утверждают, что в действительности все как раз наоборот: крупные галактики - самые старые.
- Как вам удалось получить грант РНФ?
- Астрономия была одним из научных направлений, по которым был объявлен конкурс, поэтому нашу заявку фонд принял. Грант предназначался для поддержки активно работающих, уже существующих лабораторий и требовал, чтобы их руководители за пять последних лет опубликовали не меньше 16 статей в журналах, индексируемых WoS или Scopus. Условия достаточно жесткие, и не так много коллективов смогли участвовать в соревновании. И все же конкурс превысил 10:1, и наш проект неожиданно победил - из четырех экспертных оценок три оказались очень высокими. Представьте: в списке победителей я увидела имена известных астрофизиков - академиков Р.Сюняева, В.Рубакова... и свое - явно разные "весовые категории". Но, значит, тема нашей заявки была действительно "горячей", и эксперты отметили очень сильный коллектив, собранный в проект.
- На что пошли средства гранта?
- Впервые в новейшей истории нашей науки РНФ предложил действительно большие суммы. До этого гранты нам предоставлял РФФИ - тогда на одного человека в год приходилось всего около 70 тысяч рублей. Этих денег хватало, чтобы один раз съездить на международную конференцию да купить пачку бумаги для принтера. А РНФ выделяет на фундаментальные проекты, подчеркну, действительно большие средства - по 20 миллионов рублей ежегодно на три года. Это очень много! Теперь ученые могут бросить разного рода подработки, сосредоточиться на поистине важных трудоемких исследованиях, поддержанным грантом, посетить в год четыре-пять конференций. Ведь если ученый не бывает на международных форумах, зарубежные коллеги считают, что его просто нет. И даже если он публикует статьи, их не читают. Приезжать на смотры астрономической мысли надо обязательно и лучше не одному. Успешно работающие западные команды на каждом симпозиуме представляют 8-20 человек - руководитель и сопровождающая его молодежь. Молодежь и выступает с докладами, а мэтр любезно раскланивается с коллегами и принимает поздравления. Такая научная школа вызывает доверие, на ее исследования начинают ссылаться. Наша команда более скромная - человек 4-5, но нас все равно уже начали замечать.
Еще мы покупаем приборы для телескопов. Теперь у нас есть комплект узких интерференционных фильтров для наблюдения на шестиметровом телескопе, находящемся в САО РАН на Северном Кавказе. Исследуем длину волны очень узкой линии в спектре, чтобы определить, как движется газ в галактике. Это надо знать, поскольку звезды образуются именно из газа (водорода). Вдруг, откуда ни возьмись, на галактику падает большое количество газа - и она омолаживается.
- Откуда он взялся, неизвестно?
- Это отдельный вопрос, очень интересный, и одна из важнейших проблем, которые сейчас решают астрономы. У Ларошфуко есть такой афоризм (только он имел в виду не газ, а истинную любовь): все о ней говорят, но мало кто ее видел. Очень подходит к аккреции газа на дисковую галактику: известно, что много газа должно приходить в диск ежедневно, но сам процесс его просачивания в галактику увидеть еще никому не удалось.
- А пытаться наблюдать его можно?
- Конечно. Современная астрономия обладает для этого всеми возможностями. Я имею в виду большие иностранные телескопы. Но даже с их помощью пока не удается заметить массовое вторжение газа в галактики. Однако попытки предпринимаются и, надеюсь, увенчаются успехом.
- Вы можете поехать, скажем, на Гавайи или в Чили, поработать на тамошних телескопах?
- Сегодня можем. В этом году работали на Канарах. В прошлом наш сотрудник летал в Чили и по достоинству оценил огромные возможности телескопа "Магеллан". Другой наш коллега сейчас в Южной Африке - ведет наблюдения на 11-метровом телескопе SALT (туда мы ездим каждый год). Ежегодно из 20 миллионов рублей 3-4 тратим на командировки - наблюдения и конференции.
- Наверное, вам непросто конкурировать с зарубежными астрономами?
- Скажу так: хотя у них есть большие телескопы и отличные приборы, мы работаем с ними наравне. Пусть это не покажется нескромным, но у нас лучше мозги и образование. На Западе практически нет ученых со специальным астрономическим образованием: сплошь и рядом в астрономию из аспирантуры приходят физики. Они могут стать неплохими узкими специалистами, но ощущается отсутствие базовых астрономических знаний. Нередко коллеги получают действительно отличные данные, а их статьи и доклады выходят "бледными", неубедительными. То ли времени не хватает, то ли профессионализма.
На меня крепко обиделись в некоторых европейских обсерваториях. Пятнадцать лет назад коллеги на очень хорошем канарском телескопе сделали обзор галактик и, как это принято у астрономов, через год выложили данные в открытый доступ. Я взяла их, обработала, по-своему интерпретировала и опубликовала статью раньше, чем авторы наблюдений. Шум был большой. Один из руководителей исследований написал мне гневное письмо - мол, они шокированы моей непорядочностью. Но при этом не спорят, что данными из открытого архива имеет право пользоваться любой астроном. На мой взгляд, они были уверены, что никто не сможет так быстро обработать материал. Причем, выступая до этого на конференции, я предупредила их, что готовлю статью. Говорят, не поверили...
- Вернемся к гранту, его срок заканчивается в этом году - будет ли продолжение?
- Надеюсь. Одновременно с годовым отчетом мы обязательно подадим заявку на продление финансирования. Работа идет отлично. Мы обещали опубликовать 30 статей в ведущих отечественных и мировых журналах и сдержим слово, поскольку все публикации уже приняты редакциями. У нас сложился отличный коллектив - сборная команда трех отделов ГАИШ МГУ. Причем половину составляет молодежь.
- Астрономия ее увлекает?
- Да. Набор на специальность "Астрономия" в МГУ, хотя и невелик - 20 человек в год, зато это люди, готовые заниматься наукой (столько же принимает СПбГУ и по нескольку человек университеты в Казани и Екатеринбурге). Изучение дисковых галактик считается интересной и перспективной темой - и проблем с кадрами наш проект не испытывает. Но я беру только лучших.
Юрий ДРИЗЕ
Фото Николая Степаненкова

Источник: 
Поиск