Всего два месяца назад в чилийском высокогорье пустыни Атакама официально вступил в строй телескоп VISTA (англ. Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy – астрономический телескоп для обзоров в видимом и инфракрасном диапазонах). Инструмент с главным зеркалом диаметром 4,1 метра стоит на пока безымянной вершине, соседней со знаменитым холмом Параналь, где находится VLT – многоглавый «Очень большой телескоп» (англ. Very Large Telescope) Южной европейской обсерватории. VISTA был частью вступительного взноса Великобритании в эту престижную организацию, в которую теперь зовут и Россию.
Раздолье из Подмосковья
диапазон
Инфракрасное (ИК) излучение
Диапазон электромагнитного спектра, невидимый для человеческого глаза. По длине волны простирается примерно от 0,8 мкм до сотен микрон. Поскольку теплые по бытовым меркам предметы активнее всего излучают именно в инфракрасном диапазоне, ИК-лучи часто называют тепловыми.
Обычно делят на близкое ИК-излучение (до нескольких микрон), средний ИК-диапазон (от нескольких до десятков мкм) и далекий ИК-диапазон (от десятков до сотен мкм).
В среду обсерватория опубликовала великолепный снимок знаменитой туманности Ориона, которую в темную зимнюю ночь несложно отыскать под поясом «небесного охотника». Находится этот объект в полутора тысячах световых лет от Земли и при размерах в десятки световых лет занимает на небе площадь, в несколько раз большую полной Луны. Чтобы разглядеть его целиком, потребовалось огромное поле зрения.
Телескоп VISTA как раз и обладает широким полем. Его основная задача – составить полный обзор неба, доступный из Чили, в ближнем инфракрасном диапазоне, на длинах волн от 850 до 2300 нм. Нечто подобное на орбите сейчас делает космический аппарат WISE, но в более длинноволновом диапазоне и с худшей чувствительностью: площадь космического зеркала в 100 раз меньше, чем у наземного «коллеги». Зато последнему недоступен средний ИК-диапазон, который «съедает» атмосфера нашей планеты.
Само зеркало VISTA – рекордсмен в своем роде. Ради большого поля зрения и быстрого накопления света зеркало выточили с огромной кривизной, его относительное отверстие («диафрагма», как говорят фотографы) составляет 1:3,25. Зеродуровую заготовку для него, отлитую в Германии, почти два года доводили до ума в Подмосковье специалисты Лыткаринского завода оптического стекла. Собранный главным зеркалом свет через активное вторичное зеркало переправляется на массив из шестнадцати 4−мегапиксельных ПЗС-матриц, оптимизированных для работы в инфракрасном диапазоне.
Повивальная пыль
Туманность Ориона – это огромное облако светящегося газа, грандиозная звездная колыбель, где прямо сейчас рождаются сотни и тысячи звезд. И большинство из них в обычный оптический телескоп не увидеть. Нужно инфракрасное зрение, такое, как у VISTA. Именно оно позволяет заглянуть за завесу темной пыли, которая не пропускает видимый свет, но более или менее прозрачна в ИК-диапазоне.
Во Вселенной везде так – где рождаются звезды, обязательно присутствует пыль, которая не позволяет внимательно рассмотреть процесс звездообразования. Это не закон подлости и не проявление вредности космоса по отношению к астрономам. На самом деле, пылинка – ключевой ингредиент формирования звезд, так как именно она позволяет быстро и без хлопот высвечивать тепло, выделяющееся при сжатии протозвездных облаков газа.
Самому исходному газу это сделать проблематично: он лучше всего светится в оптическом (и даже ультрафиолетовом) диапазоне, а температура сжимающегося газа поначалу слишком мала для оптического свечения. Проблема, кстати, достаточно серьезная: астрономы, к примеру, до сих пор не до конца понимают, как появлялись первые звезды во Вселенной, когда вокруг не было тяжелых элементов и, соответственно, пылинок.
Свет ударного происхождения
Самые молодые звезды на этом изображении видны ярко-красными пятнышками в средней части снимка и ближе к краям туманности. Красный цвет – это условность: в видимом диапазоне этих объектов нет, а у инфракрасных лучей нет никакого «цвета», различимого человеческим глазом. Зато наш глаз отлично видит яркие молодые звезды в центральной части туманности, которую они своим собственным светом уже очистили от пыли. Давление излучения от самых массивных звезд разгоняет частички пыли и газа до скоростей в сотни километров в секунду.
Сталкиваясь с газом, еще не затронутым движением, эти частицы переводят атомы и молекулы в возбужденное состояние; возвращаясь к минимуму энергии, они излучают свет строго определенной частоты, который и придает газу характерные оттенки. Красный – это, в основном, свечение водорода, желтый – натрия, зеленый – кислорода и серы. Голубоватые оттенки – это свет самих массивных звезд, рассеянный частичками пыли.
Много не покажется
Впрочем, изучение отдельных звезд и туманностей – это все-таки не самое главное в деятельности VISTA. Три четверти своего времени телескоп тратит на работу сразу по шести обзорным проектам, в рамках которых ученые планируют найти самые разные объекты – и холодные звезды в окрестностях Солнца, и темные астероиды в окрестностях Земли, и даже молодые, бешено формирующие свое звездное население галактики на границе видимой Вселенной. Оставшиеся 25% времени выделяются под частные проекты конкретных ученых на основе более или менее открытого конкурса.
Как показывает нынешняя фотография, инструмент, созданный руками в том числе и российских специалистов, получился отменный. Так что когда текущие обзорные проекты закончатся, телескоп без дела не останется. Даже когда времени на телескопе станет в четыре раза больше, астрономам, чтобы воспользоваться им, все равно придется стоять в очереди.
