Телескоп "Гершель": и это все о нем

Европейское космическое агентство опубликовало сразу полторы сотни статей с результатами наблюдений на крупнейшем в мире орбитальном телескопе "Гершель", который был запущен в прошлом году. Такой мощный вброс научной информации явно рассчитан на то, чтобы привлечь внимание исследователей к новому инструменту.

Почти двадцать лет американский телескоп "Хаббл" с диаметром главного зеркала 2 метра 40 сантиметров оставался крупнейшим астрономическим инструментом в космосе. Новый телескоп "Гершель" превосходит его по диаметру почти в 1,5 раза. И вот получены его первые научные результаты. Они составили целый том самого влиятельного международного астрономического журнала Astronomy and Astrophysics. Можно ли сказать, что новый инструмент превосходит "Хаббл" по возможностям и научным результатам? Прокомментировать их мы попросили ведущего научного сотрудника Института астрономии Российской академии наук Дмитрия Вибе:

– На самом деле сравнивать эти телескопы нельзя, поскольку работают они в совершенно разных диапазонах. "Хаббл" — главным образом в оптическом, а космический телескоп имени Гершеля предназначен для наблюдений в дальнем инфракрасном диапазоне и в субмиллиметровом диапазоне. То есть, они с "Хабблом" ни в коем случае не соперничают, а скорее дополняют друг друга.

– Почему для крупнейшего космического телескопа выбран именно этот невидимый глазом диапазон излучения?

– В силу специфики астрономических наблюдений, количество информации, которую мы можем получить, всегда ограничено. И желательно, исследуя астрономический объект, получать наблюдения в максимально широком спектральном диапазоне. Земная атмосфера как раз тот диапазон, в котором наблюдает "Гершель", не пропускает. Пока мы исследуем астрономические объекты с Земли, у нас в спектре, который мы от объекта получаем, зияет гигантская дырка. Космический телескоп имени "Гершеля" позволяет эту дырку заполнить. Но этот диапазон интересен еще и сам по себе с точки зрения проблем звездообразования. Поскольку именно в этот диапазон попадает излучение протозвездных объектов, молодых звездных объектов. Они еще недостаточно горячи, чтобы светиться в оптическом диапазоне и быть доступными для наблюдения в обычные наземные телескопы, но, с другой стороны, они уже недостаточно холодны, чтобы их можно было наблюдать в радиодиапазоне, также доступном с Земли. Они светят как раз в том диапазоне, который практически полностью блокируется земной атмосферой. Космический телескоп имени "Гершеля" позволит заполнить пробелы в исследованиях этих объектов. Из тех 42 программ, которые на сегодняшний день одобрены и выполняются, различным аспектам звездообразования посвящено больше половины.

– Другие направления исследований на телескопе "Гершель" включают самые далекие галактики, появившиеся вскоре после рождения Вселенной, а также холодные тела на окраинах Солнечной системы.

– Что касается космологических объектов, интерес к ним, опять же, связан с проблемами звездообразования только на больших красных смещениях, соответственно на существенно меньших возрастах Вселенной, чем сейчас. Излучение молодых звездных объектов блокируется пылью, которая закрывает от нас звезды, образовавшиеся на ранних этапах формирования галактик. Но, конечно, свою роль играет и то, что космологическое красное смещение часть этого излучения сдвигает в область более длинных волн, в дальний инфракрасный диапазон и тоже попадает в зону Гершеля.

Окраины Солнечной системы, их наблюдение тоже запланировано, но им будет уделено не так много времени. Две программы одобрено, посвященных наблюдениям объектов Солнечной системы. Одна посвящена наблюдениям транснептуновых объектов, другая — наблюдениям кометных ядер, поисками в них спектральных линий воды.

– Один из основных научных приборов, установленных на телескопе "Гершель" специально предназначен для поиска и изучения космических молекул. Он уже выявил более десятка молекулярных соединений в Туманности Ориона, одной из ближайших к нам областей звездообразования, которую даже можно увидеть невооруженным глазом.

– Один из трех научных приборов, установленных на борту "Гершеля", — это спектрограф сверхвысокого разрешения HIFI происхождения жизни. И несколько наблюдательных программ для этого спектрографа можно назвать "химической инвентаризацией". Это спектральные наблюдения областей звездообразования с целью поиска уже известных молекул и молекул, которые пока еще в межзвездном пространстве не были отождествлены. Значительное количество молекул, которые обнаруживаются в областях звездообразования, — это не только простые двух- или трехатомные соединения, но сложная органика, содержащая вплоть до 11 атомов. Составить опись этих органических соединений очень интересно, поскольку впоследствии часть из этих соединений попадет в состав протопланетного диска и, в конечном итоге может оказаться в составе планет. То есть, это уже непосредственно связано с проблемами происхождения жизни, в том числе и на Земле.

– Помнится, запуск телескопа "Хаббл" был омрачен серьезным дефектом зеркала, который обнаружился только после вывода на орбиту. От полного провала миссию спасли астронавты, которые через несколько лет провели ремонт телескопа. Запуск "Гершеля" тоже не обошелся без драматичного эпизода, связанного с отказом того самого спектрографа HIFI, который предназначен для исследований межзвездной химии.

– Действительно спектрограф HIFI вышел из строя, не при запуске, несколько позже, там произошел непонятный сбой в системе питания. Ремонт телескопа "Гершель" невозможен, в отличие от космического телескопа имени Хаббла, он находится очень далеко от Земли, что полностью исключает возможность каких-либо полетов к нему. Но, поскольку создатели телескопа знали, что не будет возможности его отремонтировать, системы на нем обладают высокой степенью избыточности, и, в конце концов, проблему эту удалось решить. Теперь спектрограф функционален, и в феврале начались научные наблюдения.

– По результатам первого года работы нового космического телескопа журнал Astronomy and Astrophysics выпустил специальный том, в котором собрано сразу 152 научные статьи. Но вряд ли значимые научные результаты могут быть получены так синхронно. Нет ли в этом своего рода кампанейщины, когда ради внешнего эффекта под одну обложку загоняют все, что есть в запасе, независимо от качества научной проработки?

– Статьи в этом сборнике действительно содержат предварительные результаты. Но это всегда четко в статье отмечено, то есть, никакого хвастовства, никакой бравады там нет. Люди описывают строго те результаты, которые на сегодняшний момент с помощью "Гершеля" получены и обработаны. На самом деле, это очень, важный этап в эксплуатации любого космического телескопа. После запуска необходимо провести исследование инструментов. На Земле у них были одни параметры, после запуска что-то могло измениться. Поэтом такие предварительные сборники результатов наблюдений очень важны для тех, кто будет подавать заявки на "Гершель" в дальнейшем. Сейчас телескоп уже испытан, так сказать, в боевых условиях, и любой заинтересованный астроном, прочитав эти статьи, узнает, как на самом деле работает нужный ему инструмент, что можно ожидать от него, чего нельзя, и будет более грамотно, более подготовлено составлять заявки для последующих наблюдений. Предполагается, что наблюдения на "Гершеле" продлятся три года.

– С чем связан ограниченный срок работы "Гершеля"? Ведь, например, телескоп "Хаббл" успешно работает уже более 20 лет.

– Вечная проблема всех инфракрасных инструментов состоит в том, что в этом диапазоне очень хорошо излучает сам телескоп. То есть, если не предпринять никаких дополнительных мер, телескоп будет наблюдать сам себя. Поэтому необходимо охлаждение, и в качестве охладителя на инфракрасных телескопах используется жидкий гелий. Он постепенно испаряется, и когда его запасы исчерпаны, телескоп работать более не может.