Страница 4 из 41
Проект OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) , начавшийся в 1992 году, успешно продолжается и сейчас. В центре Галактики регулярно отслеживается 130 миллионов звезд, в Магеллановых Облаках — 33 миллиона. Конечно же, все этапы этих наблюдений полностью автоматизированы. Телескоп установлен в обсерватории Лас-Кампанас (Чили) и работает без участия человека. Лишь раз в неделю заходит сотрудник сменить ленту для записи данных и на всякий случай перезагрузить компьютер. Ежегодно здесь регистрируется более 500 событий микролинзирования. Причем среди них найдено несколько таких, когда рядом с объектом звездной массы явно находилась небольшая планета — всего в несколько раз тяжелее Земли.
Этот смелый эксперимент позволил открыть новое астрономическое явление с помощью очень скромного оборудования. Правда, в итоге выяснилось, что обнаруженных невидимых объектов недостаточно, чтобы списать на них темную материю. Но это как раз тот случай, когда принято говорить: отрицательный результат тоже результат.
Вселенская деревня
Наиболее ярко роботы проявили себя в деле изучения гамма-всплесков, где требуется мгновенная реакция на регистрируемые события. Первый такой роботизированный телескоп ROTSE-I построил Карл Акерлоф (Carl Akerlof) в Национальной лаборатории Лос-Аламос (штат Нью-Мексико). Инструмент состоял из четырех оптических труб диаметром всего 11 сантиметров. Он заработал в 1997 году и отзывался на сигналы орбитальных гаммаобсерваторий COMPTON и HETE.
Гамма-всплески были открыты в конце 1960-х годов американскими спутниками, следившими за ядерными испытаниями. Наряду со взрывами на Земле они стали регистрировать короткие импульсы жесткого излучения из космоса. Тридцать лет оставалась непонятным, что их порождает и даже на каком расстоянии от Земли они случаются, а все потому, что никак не удавалось получить о них никакой дополнительной информации. За те десятки секунд, в течение которых длится типичный гамма-всплеск, другие инструменты просто не успевали на него отреагировать. К тому же гамма-телескоп определяет координаты источника с низкой точностью, так что после вспышки искать источник по координатам бесполезно. Нужно действовать молниеносно и попробовать поймать источник в оптике, пока он не угас.
Только в 1997 году было зарегистрировано так называемое послесвечение гамма-всплеска — излучение газа, окружающего место космической катастрофы. Но увидеть в оптике, как развивается сам взрыв, удалось только в 1999 году. 23 января ROTSE-I навелся на источник всего через 22 секунды после его регистрации гаммателескопом — повезло, что инструмент сразу смотрел почти в нужную сторону. Тогда вспышку застали еще на «подъеме». На первом кадре источник имел звездную величину 12m, а в максимуме блеска — примерно через 2 минуты — стал ярче 9m. Именно эти наблюдения позволили окончательно убедиться в том, что гамма-всплески происходят на космологических расстояниях в миллиарды световых лет, буквально на краю наблюдаемой Вселенной, там, где ее возраст составляет всего 20% от современного.
Вспышка, зарегистрированная тогда ROTSE-I, лишь немного не дотягивала до видимости невооруженным глазом, и при этом гамма-всплеск был не самым ярким. Значит, природа наделила наш разум такими органами чувств, что их как раз хватает увидеть границы дома, в котором мы живем. В отличие от города, в деревне вам видна околица. И наша Вселенная, подобно деревне, простреливается одним взглядом.
После нескольких лет успешной работы компьютер, который управлял телескопом ROTSE-I, был взломан хакерами, и в ответ служба безопасности Лос-Аламоса — это как-никак центр ядерных исследований — потребовала немедленно вывести эксперимент с их территории. Телескоп перебазировали в Чили, где он теперь методично строит кривые блеска переменных звезд. Хотя поля зрения и быстродействия ROTSE-I достаточно для того, чтобы дважды за ночь отснять все видимое небо, его программное обеспечение не позволяет вести самостоятельный поиск транзиентов — не написаны соответствующие программы. Это, кстати, довольно распространенная проблема — труд программистов дорог, а телескопы-роботы, напротив, весьма скромные в финансовом плане инструменты. ROTSE-I, к примеру, обошелся всего в 200 тысяч долларов, большая часть из которых пошла на приобретение ПЗС-матриц. Содержать в течение пары лет команду квалифицированных программистов-разработчиков обошлось бы дороже.
Между тем именно софт (программное обеспечение) является ключевым элементом, отличающим полноценный робот-телескоп от обычного автоматизированного инструмента, складывающего снимки в архив для последующей ручной обработки. Программы, управляющие телескопом МАСТЕР, например, сами по сигналам погодных датчиков открывают крышу обсерватории и начинают наблюдения. Получив сообщение о гамма-всплеске, робот не только делает снимки, но и сам ищет новый объект и, найдя, уточняет координаты и автоматически отправляет сообщение в Бюро астрономических телеграмм. Это позволяет как можно быстрее подключить к работе других наблюдателей.
Плотность покрытия неба снимками телескопа МАСТЕР за 3 года. Неохваченная (темная) полоса — Млечный Путь, где снимки трудно анализировать
Новые горизонты
Но один телескоп-робот, даже если он безупречно запрограммирован, не может решить задачу полного мониторинга всего неба. Для этого нужна сеть телескопов на разных широтах и долготах, которые вместе смогут целиком охватить «взглядом» все ночное небо и обеспечат независимость от капризов погоды. Первая такая сеть создана под руководством все того же Карла Акерлофа и состоит из четырех телескопов-роботов ROTSE-III, расположенных в Техасе, Австралии , Намибии и Турции . Это уже довольно серьезные инструменты диаметром 45 сантиметров с полем зрения 1,85х1,85 градуса. Их основная задача — по-прежнему реакция на гамма-всплески, но в остальное время они ведут патрулирование неба. Вот только получаемые снимки подвергаются лишь первичной обработке — определяются координаты и звездные величины видимых на снимке объектов, но не распознается, что нового появилось на небе. Все данные выкладываются в Интернет и доступны для дальнейшей обработки другим научным группам.
Напротив, команда телескопа МАСТЕР разработала софт, который в реальном времени выделяет на сделанных снимках сверхновые, астероиды и гамма-всплески. Но пока она располагает лишь одним небольшим инструментом диаметром 35 сантиметров, который к тому же расположен в зоне довольно посредственного астроклимата. И даже этот телескоп построен фактически на частные пожертвования фирмы «Очкарик», поскольку государственного финансирования таких исследований в России нет.
А между тем создание сетей телескопов-роботов могло бы стать очень выигрышным ходом для российской астрономической науки. После постройки в 1975 году знаменитого 6-метрового телескопа БТА на Северном Кавказе в нашей стране перестали создаваться новые крупные оптические инструменты. Астрономы Америки и Европы уже вовсю работают на инструментах диаметром 8—10 метров и проектируют 20—40-метровые машины. Вряд ли нам их удастся скоро догнать. Но как раз сейчас массу важных результатов можно получить с помощью удивительно скромных инструментов размером не больше полуметра. Добавьте к этому огромную российскую территорию, и станет ясно, что нынешний момент может стать отличным стартом одной из самых перспективных программ российских астрономов, если только успеть вовремя развернуть сеть телескопов-роботов по всей стране, а по возможности и за рубежом. Причем имеющиеся наработки по распознаванию новых объектов могут дать такой сети качественное преимущество по сравнению с коллегами-конкурентами. Ведь фактически вместо того, чтобы для каждого типа транзиентов создавать отдельный проект со своими инструментами, можно сделать универсальную мониторинговую сеть, которая будет работать сразу по всем направлениям.