Archives

  • 0
Поиски жизни во Вселенной

135. Поиски жизни во Вселенной


Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»

 

Ссылка для цитирования:
Попов С. Б. Поиски жизни во Вселенной // Благотворительная газета «Коротко и ясно о самом интересном» (редактор выпусков Попов Г. Н.). Вып. 135. 2020 г. [url: к-я.рф/135].
 

Благотворительная стенгазета «Коротко и ясно о самом интересном». Выпуск 134, 2020 год.

ПОИСКИ ЖИЗНИ ВО ВСЕЛЕННОЙ

Рассказ астрофизика Сергея Попова о поиске жизни во Вселенной и различных формах, которые она может принимать

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Наша цель: школьникам — показать, что получение знаний может стать простым и увлекательным занятием, научить отличать достоверную информацию от мифов и домыслов, рассказать, что мы живём в очень интересное время в очень интересном мире; родителям — помочь в выборе тем для совместного обсуждения с детьми и планирования семейных культурных мероприятий; учителям — предложить яркий наглядный материал, насыщенный интересной и достоверной информацией, для оживления уроков и внеурочной деятельности. Мы выбираем важную тему, ищем ведущих специалистов, которые могут её раскрыть и подготовить материал, адаптируем текст для школьной аудитории, компонуем это всё в формате стенгазеты и печатаем. Волонтёры развозят тираж в ряд организаций Петербурга и Ленинградской области, выразивших заинтересованность в получении газет. Это районные отделы образования, библиотеки, школы, кружки, больницы, детские дома и т. д. Их сотрудники бесплатно распространяют газеты своими силами. Наш ресурс в интернете — сайт стенгазет к-я.рф, где наши стенгазеты представлены в двух видах: для самостоятельной распечатки на плоттере в натуральную величину и для комфортного чтения на экранах планшетов и телефонов. Есть также группа во Вконтакте, где мы обсуждаем выход новых газет. Отзывы и пожелания направляйте, пожалуйста, по адресу: pangea@mail.ru. Автор текста: Сергей Борисович Попов, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга, профессор РАН. Редактор проекта — Г. Н. Попов.
 

Друзья, в третий раз мы делаем стенгазету вместе с астрофизиком и популяризатором науки Сергеем Поповым, и это, конечно, очень здорово. В основу выпуска положена глава «Жизнь во Вселенной» книги Сергея Борисовича с основополагающим названием «Вселенная. Краткий путеводитель по пространству и времени…» (с разрешения издательства «Альпина нон-фикшн»). А значит, всё будет в наших лучших традициях — «коротко и ясно о самом интересном». Впрочем, как и предыдущие наши совместные стенгазеты — «Главные астрономические открытия: со времён Галилея до наших дней» (к-я.рф/108) и «Как устроена Вселенная?» (к-я.рф/109). Что ж, начинаем очередное космическое путешествие!
 

Жизнь во Вселенной

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
1. Этот снимок — самое «глубокое» изображение звёздного неба на сегодняшний день. На этом маленьком фрагменте (справа для масштаба показана Луна) площадью всего 1/30 млн небесной сферы можно разглядеть около 5500 галактик. Если учесть, что в нашей Галактике около 300 миллиардов звёзд, у большинства из которых есть планетные системы, можно представить, сколько планет может находиться во всей Вселенной! (NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch (University of California, Santa Cruz), R. Bouwens (Leiden University), and the HUDF09 Team).

С древних времён людей интересовал вопрос, есть ли жизнь за пределами Земли. С началом космической эры во второй половине XX в. стали возможными запуски исследовательских аппаратов к телам Солнечной системы, и появились надежды на скорое обнаружение хотя бы следов простейшей жизни. Но вскоре оказалось, что надежды эти были преждевременными. Тем не менее у нас остаётся шанс найти живые организмы или следы их существования на планетах и спутниках. Кроме того, в ближайшие годы реальным станет изучение состава атмосфер землеподобных экзопланет, что откроет новые возможности по поиску жизни во Вселенной.

Для работ в рамках программы по поиску жизни учёные NASA сформулировали такое определение: «Жизнь — это самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции». Дарвиновская эволюция подразумевает наличие таких процессов и явлений, как размножение, мутации, записанная в дискретном виде наследственность, отбор. Таким образом, потенциально жизнь может заметно отличаться от земной. Однако достаточно чёткие критерии для поиска у нас в первую очередь существуют для жизни земного типа.

 

Жизнь в Солнечной системе

Где искать?

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
2. «Лунные животные и другие объекты, обнаруженные сэром Джоном Гершелем» (газета The Sun, Нью-Йорк, 1835 г. Библиотека Конгресса США). Летающие «мышелюди», двуногие бобры, рогатые медведи и другие формы жизни на Луне, якобы открытые астрономом Джоном Гершелем с помощью мощного телескопа («Большое лунное надувательство», Википедия).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
3. Сцена охоты лунных «мышелюдей». «Лунные открытия синьора Гершеля», Leopoldo Galluzzo, Неаполь, 1836 г.

До настоящего времени в Солнечной системе жизнь не обнаружена нигде, кроме Земли. Более того, не было выявлено даже следов существования жизни на других телах. Однако надежда на обнаружение жизни все ещё остаётся. Можно выделить три основных направления поиска кандидатов. Первое — это Марс, где, возможно, в далёком прошлом существовали простейшие формы жизни (и не исключено, что они сохранились там и сейчас). Второе — это крупные ледяные спутники планет-гигантов, такие как спутники Юпитера Европа, Каллисто и Ганимед, а также спутник Сатурна Энцелад. На перечисленных кандидатах рассчитывают найти жизнь (или следы её прошлого существования), основанную на воде, а вот третье направление не ограничивается земными формами жизни — на спутнике Сатурна Титане может существовать жизнь, основанная на углеводородах. Обсуждая в 1998 г. возможную опасность доставки на Землю образцов с различных объектов Солнечной системы, специалисты NASA также включили в число потенциально опасных объектов астероиды типов P и D. Это тёмные (с низким альбедо) астероиды красноватого оттенка, которые, возможно, состоят из богатых органическими соединениями силикатов с включениями водяного льда. Сделано это было в первую очередь потому, что об этих телах известно недостаточно, чтобы исключить их из списка объектов, где в «спящей» форме могут сохраняться простейшие формы жизни. Впрочем, сейчас мало кто включает подобные тела в ряд наиболее вероятных носителей жизни в Солнечной системе.

Кроме отправки биохимических лабораторий на борту автоматических посадочных модулей важнейшей задачей является доставка образцов на Землю для более детальных исследований. К настоящему времени уже доставлялись образцы вещества комет, астероидов и межпланетной пыли (а также, разумеется, большое количество лунного грунта). В ближайшем будущем планируется доставка марсианского грунта (миссия Mars Sample Return Mission, Миссия по доставке образцов марсианского грунта), а в более отдалённых планах стоит доставка вещества с ледяных спутников планет-гигантов.

Венера

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
4. Поверхность Венеры (рисунок Rick Guidice, NASA) и молекулы фосфина (рисунок Ben Mills) — вещества, которое может иметь биологическое происхождение.

На Венере в прошлом могли существовать климатические условия, пригодные для зарождения и существования жизни. Одна из моделей климата этой планеты, разработанная в 2016 г., показывает, что в первые два миллиарда лет на поверхности Венеры могли существовать достаточно большие запасы жидкой воды. Отчасти это связано с тем, что в то время светимость Солнца составляла лишь 70–75 % от современной. Однако в наши дни Венера, безусловно, является мёртвым миром.

Важное дополнение (arxiv:2009.06593): 14 сентября 2020 г. группа астрономов заявила, что они обнаружили в атмосфере Венеры фосфин, который может иметь биологическое происхождение (то есть это результат жизнедеятельности каких-то организмов). Наблюдения проводились в миллиметровом диапазоне на James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) летом 2017 г. Подробный анализ химии процессов и возможного жизненного цикла в атмосфере Венеры приводится в двух других статьях. Этот анализ говорит о том, что абиогенное происхождение фосфина крайне маловероятно. Однако, разумеется, необходимы дальнейшие исследования, чтобы утверждать, что в атмосфере Венеры есть жизнь. Да и сам факт обнаружения достаточного количества фосфина нуждается в дополнительной проверке.

Марс

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
5. Осадочные горные породы Марса, сформировавшиеся в водной среде. Склон горы Шарпа, фото марсохода Curiosity, 2015 г. (NASA / JPL-Caltech / MSSS).

Климатическую историю Марса делят на три основных периода. Последние три миллиарда лет относят к так называемой амазонийской эре, на протяжении которой климат аналогичен современному и непригоден для жизни. Однако на протяжении первых двух эпох — нойской (3,5–4,1 млрд лет назад) и гесперийской (3–3,5 млрд лет назад) — климат мог быть пригоден для зарождения и развития простейших форм жизни. Геологические данные, полученные с помощью марсоходов и других исследовательских аппаратов, свидетельствуют о том, что в прошлом на поверхности Марса в больших объёмах существовала жидкая вода. Кроме того, в первые сотни миллионов лет своего существования Красная планета, по-видимому, имела достаточно мощную магнитосферу, чтобы предотвратить быструю потерю атмосферных газов. Это также помогает объяснить наличие в те времена пригодных для жизни климатических условий.

На Марсе отсутствует аналог земного дрейфа континентов (тектоники плит), поэтому современный вид внешних слоёв вполне аналогичен тому, который существовал 3–4 млрд лет назад, что также помогает восстанавливать древний климат планеты. К сожалению, мы пока не можем установить, были ли периоды относительно мягкого и влажного климата длительными (сотни миллионов лет) или же это были лишь короткие эпизоды (в этом случае появление жизни становится менее вероятным).

Однако, если жизнь однажды смогла возникнуть, существуют некоторые надежды обнаружить её и в наши дни. На Земле есть бактерии, обитающие в коре на глубинах более километра. Если их аналоги появились на Марсе в первый миллиард лет его существования, то дальнейшее изменение климата не должно было бы существенно сказаться на них. А вот на Венере высокая температура достаточно прогревает внешние слои грунта, чтобы уничтожить даже такую устойчивую форму жизни.

Интересно, что некоторые учёные рассматривают даже возможность того, что жизнь возникла на Марсе, а затем была занесена на Землю вместе с марсианским веществом, выброшенным в результате падения на Красную планету массивных метеоритов (на Земле было найдено несколько метеоритов марсианского происхождения). Впрочем, это довольно экзотическая гипотеза.

Спутники Юпитера

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
6. Участок поверхности Европы, спутника Юпитера. На ребристом основании хорошо видны бурые пятна («веснушки») и мелкие ямки. Это мозаика из фотографий, полученных космическим кораблём Галилео во время двух пролётов: 28 июня 1996 г. и 31 мая 1998 г. Европа, вероятно, имеет глубокий океан под своей ледяной оболочкой. (NASA/JPL/University of Arizona/University of Colorado).

Спутник Юпитера Европа на протяжении десятилетий (как минимум со времени полёта космических аппаратов Voyager 1 и Voyager 2) считается потенциально обитаемым объектом, поскольку там существует глобальный водный океан. Современные данные показывают, что глубина его может составлять многие десятки километров. Снаружи этот океан покрыт ледяной корой толщиной от 2–3 до 20–30 км.

В 2014 г. с помощью космического телескопа Hubble были получены данные о том, что вода может выбрасываться из океанов Европы наружу — возможно, из-за разломов ледяной коры под действием приливных сил Юпитера. В 2016–2017 гг. в пользу этой гипотезы появились новые аргументы, однако полной ясности на настоящий момент нет. Для получения достоверных данных может потребоваться отправка специального исследовательского аппарата. Планируется, что в 2022 г. для исследования ледяных спутников Юпитера будет запущена европейская межпланетная станция JUICE (JUpiter ICy moons Explorer, Исследователь ледяных лун Юпитера).

Сейчас активно разрабатываются проекты специальных миссий к Европе, направленные на изучение её океана и поиск жизни. Наличие выбросов может упростить эту задачу до исследований с орбиты, хотя, конечно, более перспективной была бы посадка аппарата на поверхность: изучив места недавних выбросов, можно было бы детально исследовать вещество, поступившее из недр. Помимо этого, посадочный модуль позволит изучать океан Европы, используя дециметровое радиоизлучение Юпитера, «просвечивающее» внешние слои спутника и отражающееся от поверхности океана.

Ганимед, как и Европа, разогревается юпитерианскими приливами (свой вклад в нагрев недр вносит и распад радиоактивных элементов), так что под ледяной корой Ганимеда тоже должен существовать водный океан. С большой вероятностью такой океан есть и на Каллисто, поэтому эти два галилеевых спутника Юпитера также относят к потенциально обитаемым.

Спутники Сатурна

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
7. Вид на Сатурн с поверхности Энцелада (рисунок David Seal, NASA). На переднем плане виден ледяной гейзер, выбрасывающий струю пара в космос.
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
8. Углеводородное море Лигейя и впадающие в него реки на спутнике Сатурна Титане. Мозаика из фотографий, сделанных с борта КА Кассини в 2007–2014 годах (NASA / JPL-Caltech / ASI / USGS).

Если с водяными выбросами на Европе пока нет окончательной ясности, то на спутнике Сатурна Энцеладе такие выбросы были обнаружены в 2006 г. с помощью автоматической межпланетной станции Cassini. Недра Энцелада, как и в случае галилеевых спутников Юпитера, разогреваются приливами и радиоактивным распадом. В результате там выполняется три основных условия для возникновения жизни: наличие жидкой воды, наличие энергии и наличие органических соединений (их присутствие установлено спектральным анализом выброшенного вещества). Однако на данный момент нет уверенности в том, что подлёдный океан Энцелада существует непрерывно на протяжении достаточно долгого времени. Возможно, он появляется лишь на десятки миллионов лет во время увеличения выделения энергии в недрах, и в таком случае вероятность возникновения жизни уменьшается.

На многих телах Солнечной системы встречаются органические соединения. По большей части они должны иметь небиологическое происхождение, однако необходимы детальные исследования. Анализ изотопного состава, относительного количества стереоизомеров (например, у аминокислот и сахаров), распределения молекул (например, парафинов) по числу атомов углерода в цепи и другие подобные данные могут предоставить серьёзные аргументы в пользу биологического или небиологического происхождения обнаруженных органических соединений. Пока серьёзных указаний на биологическое происхождение не обнаружено.

Такой подход может работать и для форм жизни, отличающихся от земной. В этом плане самым интересным объектом в Солнечной системе является Титан. Этот крупный спутник, уступающий по размерам и массе лишь Ганимеду, имеет плотную азотную атмосферу, а на его поверхности с помощью зонда Huygens и станции Cassini были обнаружены озёра из жидких углеводородов. Некоторые учёные полагают, что жидкие углеводороды могут стать основой для других форм жизни, заменив воду. Так ли это, могут показать лишь специальные исследования на поверхности Титана.

Жизнь на экзопланетах

В чём сложность задачи?

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
9. Количество экзопланет, открытых разными методами в разные годы (Betseg, wikimedia.org).

Одной из важнейших и интереснейших задач современной астрофизики является обнаружение жизни в других планетных системах. Сложность решения этой задачи связана с такими факторами:

— Мы крайне ограничены в средствах наблюдений, а о полётах к другим звёздам можем лишь мечтать.

— Единственные известные нам формы жизни — земные.

— На появление и развитие жизни влияет множество факторов, всю совокупность которых мы пока не можем учесть.

— Ключевым фактором для зарождения и развития жизни, подобной земной, является жидкая вода.

— Условия существования жизни налагают ряд ограничений на возможные параметры звёзд и планет.

— Детали строения планетной системы и наличие у планеты крупного спутника могут играть важную роль в долговременном развитии жизни.

— Простейшие формы жизни, не формирующие глобальную биосферу, которая влияет на параметры атмосферы планеты, могут встречаться намного чаще. Но у нас пока нет способов для их обнаружения.

— Крупные спутники экзопланет (экзолуны) также могут быть обитаемыми.

Концепция поиска жизни на экзопланетах

Даже жизнь земного типа может существовать в крайне экзотических условиях: глубоко под поверхностью планеты, в глубине океанов (не говоря уже о том, что жизнь может принципиально отличаться от земной). Однако, обсуждая потенциально обитаемые планеты, приходится ограничиваться достаточно развитыми формами жизни земного типа, поскольку лишь для них можно сформулировать достаточно понятные критерии поиска с помощью дистанционных методов (если же жизнь основана на существенно иных принципах, то сделать это пока невозможно).

Современная концепция поиска жизни на экзопланетах базируется на трёх основных идеях:

1. Идентификация землеподобных планет.

2. Нахождение планет в зоне обитаемости.

3. Поиск биомаркеров в атмосферах планет, соответствующих условиям 1 и 2.

Двойники Земли

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
10. Планеты, обращающиеся вокруг холодного красного карлика TRAPPIST-1 (рисунок M. Kornmesser, ESO) в сравнении с Землёй. Из семи известных на сегодня планет этой системы три находятся в зоне обитаемости (TRAPPIST-1: d, e и f).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
11. Экзопланета Kepler-1625b и её предполагаемый спутник (рисунок L. Hustak, STScI, ESA, NASA). Крупные спутники планет также могут быть обитаемыми. Интересно, что спутник планеты, удалённой от звезды за пределы зоны обитаемости, всё равно может иметь подходящую для жизни температуру — за счёт того, что планета разогревает его приливами.

Во-первых требуется найти планеты, похожие на Землю. Обнаружение двойников Земли является технически сложной задачей по нескольким причинам. Это небольшие лёгкие планеты, так что для любого метода наблюдения поиск таких планет требует высокой чувствительности. Например, для обнаружения двойника Земли методом лучевых скоростей около звезды, являющейся двойником Солнца, требуется точность выше 10 см/с, а такие показатели пока не достигнуты. А для транзитного метода ослабление блеска двойника Солнца при прохождении по его диску двойника Земли составляет 0,0084 % — на пределе чувствительности космического телескопа Kepler.

Для надёжного установления факта подобия планеты Земле необходимо измерить сразу и массу, и радиус планеты. Это непросто, поскольку обычно метод лучевых скоростей позволяет измерить лишь массу (к тому же есть неопределённость, связанная с неизвестной ориентацией орбиты планеты по отношению к лучу зрения), а метод транзитов — в первую очередь радиус планеты.

Тем не менее на сегодняшний день известны десятки планет, которые с высокой вероятностью имеют массы и радиусы, примерно равные земным. Однако стоит учесть, что по другим параметрам (детали состава, величина магнитного поля, период вращения, наличие тектоники плит, наличие крупных спутников, подобных Луне, и т. д.) эти «двойники Земли» могут существенно отличаться от нашей планеты.

Лёгкие небольшие планеты проще обнаруживать вокруг более лёгких, чем Солнце, звёзд — с меньшим размером, массой и светимостью: падение блеска при прохождении планеты по диску звезды (транзит) и изменение лучевой скорости звезды в этом случае оказываются больше. Также планеты легче обнаружить, если они находятся ближе к звезде. Но все же не слишком близко, чтобы на поверхности была не слишком высокая температура: это важно для потенциально обитаемых планет. Планета должна попадать в так называемую зону обитаемости.


 

Зона обитаемости

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
12. Космический телескоп Gaia (рисунок, ESA). «В ближайшие 10 лет число известных экзопланет будет исчисляться уже десятками тысяч благодаря спутникам Gaia и PLATO. Можно ожидать, что к 2070-му у нас будут (пусть и плохонькие) карты потенциально обитаемых планет. Уже следующее поколение наземных и космических телескопов (E-ELT, GMT, JWST) сможет изучать состав атмосфер планет типа Земли в зонах обитаемости вокруг красных карликов». (Из интервью С. Попова газете ТрВ-Наука).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
13. Зона обитаемости — условная область в космосе, определённая из расчёта, что условия на поверхности находящихся в ней планет будут обеспечивать существование воды в жидкой фазе. Соответственно, такие планеты (или их спутники) будут благоприятны для возникновения жизни, похожей на земную (thealphacentauri.net).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
14. Зону обитаемости иногда называют «зоной Златовласки» — по английской сказке «Златовласка и три медведя» (у нас она известна как «Три медведя» в пересказе Льва Толстого). Златовласка примеривается к разным предметам и находит тот, где ей оказывается комфортно (neposed.net).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
15. Жизненный цикл звезды в зависимости от её массы (по blackholecam.org).

Во-вторых, планета должна находиться в зоне обитаемости.

Термин «околозвёздная зона обитаемости» (circumstellar habitable zone) был введён в 1993 г. в работе Джеймса Кастинга (James Kasting) и его коллег. До этого Харлоу Шэпли (Harlow Shapley) и Юбертус Страгхолд (Hubertus Strughold) в 1953 г. с разных точек зрения обсуждали, на каком расстоянии от Солнца на поверхности планеты может существовать жидкая вода. В 1959 Су-Шу Хуанг (Su-Shu Huang) впервые использовал термин «зона обитаемости» (habitable zone). Однако проблема предельных расстояний от звезды, на которых планета ещё может быть обитаемой, обсуждалась ещё в XIX в. Современные подходы к расчётам границ области, в которой возможно длительное существование жидкой воды на поверхности планеты, начали применяться в 1970-е гг. в работах Майкла Харта (Michael Hart) и его коллег.

В самой простой форме расчёт границ зоны обитаемости может провести даже школьник. Предположим, что единственным источником тепла является свет звезды. В рамках «нулевого приближения» можно пренебречь влиянием атмосферы и установить граничные условия: на внутренней границе зоны обитаемости температура поверхности планеты, нагреваемой звездой, равна 100 °C (373 К), а на внешней — 0 °C (273 К). Затем надо учесть, что температура поверхности планеты в такой модели спадает как квадратный корень из расстояния от звезды, температура поверхности которой известна. Для Солнца она составляет приблизительно 5800 К, и если мы примем для простоты, что Земля поглощает всю падающую солнечную энергию, то в результате получим, что такой упрощённой зоне обитаемости соответствуют расстояния примерно от 1 до 2 a.е. Однако в реальности необходим учёт многих других эффектов (в первую очередь атмосферных), чтобы точнее рассчитать температуру на планете и, соответственно, точнее определить границы зоны обитаемости. На сегодняшний день планеты с массой менее нескольких масс Земли и/или радиусом менее двух земных, находящиеся в зоне обитаемости, относят к потенциально обитаемым.

Внутренняя граница зоны обитаемости определяется запуском неудержимого (runaway) парникового эффекта, который приводит к росту температуры. А это, в свою очередь, — к испарению всей воды с поверхности в атмосферу. Затем под действием ультрафиолетового излучения от молекул воды отрывается водород, который теряется атмосферой планеты. Расчёты показывают, что для Солнечной системы внутренняя граница зоны обитаемости близка к орбите Земли и составляет около 0,86–0,99 a.е. Необходимо отметить, что эти расчёты пока не учитывают многие особенности реального земного климата, поэтому не стоит особенно опасаться того, что Земля близка к внутренней границе зоны. Однако со временем это станет важным, поскольку из-за постепенного роста светимости Солнца через несколько сотен миллионов лет наша планета окажется вне зоны обитаемости, и условия на ней начнут быстро меняться в сторону тех, которые мы сейчас наблюдаем на Венере: парниковый эффект быстро увеличит температуру поверхности на десятки градусов.

Внешняя граница зоны обитаемости определяется тем, что даже совместный парниковый эффект, создаваемый углекислым газом (CO2) и водяным паром (H2O), не может обеспечить достаточно тёплый климат с удалением планеты от Солнца. Современные расчёты дают для этого критического расстояния величину, примерно равную 1,4–2 a.е.

В молодой Солнечной системе, когда светимость Солнца составляла лишь 70–75 % от современной, Венера могла находиться в зоне обитаемости. А Марс, возможно, всегда находился и будет оставаться в ней практически до начала превращения Солнца в красного гиганта.

Для рассмотрения разнообразных вариантов, которые могут встретиться в случае разных звёзд и планет, понадобится учёт множества дополнительных факторов. Кроме деталей состава атмосферы важными будут период вращения планеты и её масса, эксцентриситет орбиты, наклон оси, величина магнитного поля. Для звёзд важно учитывать не только их полную светимость, но и особенности спектра, поскольку лучи разных длин волн будут по-разному взаимодействовать с атмосферами планет, а также уровень активности (количество вспышек, их энергетику и т. п.).

Самыми многочисленными звёздами являются красные карлики. Вокруг них открыто множество экзопланет, некоторые из которых формально попадают в зону обитаемости. Известными примерами небольших планет в зонах обитаемости вокруг красных карликов являются Проксима Центавра b и несколько планет системы TRAPPIST-1. Однако у красных карликов низкая светимость, так что и внутренняя, и внешняя границы зоны расположены близко к звезде, и планета, находящаяся в этой зоне, с высокой степенью вероятности будет иметь период собственного вращения, равный орбитальному (наступит приливная синхронизация). Это обстоятельство необходимо учитывать при расчётах условий на поверхности, и чаще всего такие планеты не смогут сохранять воду в жидком состоянии.

Как уже было отмечено выше, Земля со временем окажется вне зоны обитаемости из-за роста светимости Солнца. Такая ситуация свойственна всем системам, так как энерговыделение звёзд меняется даже на стадии Главной последовательности. Поэтому расчёт зоны обитаемости вокруг конкретной звезды привязан к определённому моменту в её жизни. А с точки зрения развития жизни вплоть до появления достаточно сложных форм, обитающих на поверхности, важно, чтобы планета находилась внутри зоны обитаемости в течение продолжительного времени. Важно это и на коротком отрезке времени, поэтому планеты на эксцентричных орбитах, проводящие лишь небольшую часть времени в зоне обитаемости, являются плохими кандидатами при поиске жизни.

Сейчас известны экзопланеты в двойных системах, обращающиеся или вокруг одного из компаньонов, или же вокруг всей двойной звезды. В этих случаях также можно рассчитать зоны обитаемости, однако важно при этом иметь в виду, что нередко орбиты планет в двойных системах могут претерпевать вековые изменения, что будет приводить к их выходу из зоны обитаемости.

Менее строгим является понятие галактической зоны обитаемости. В этом случае речь идёт о возможности длительного существования и развития жизни, которым могут угрожать такие внешние воздействия, как взрывы сверхновых, близкие пролёты звёзд, попадание в плотные молекулярные облака. В некоторых областях галактик такие события более вероятны, в некоторых — менее. Выделенной считается зона коротации, в которой скорость движения звезды диска вокруг центра галактики примерно равна скорости спирального узора. Тогда звезда и её планеты реже оказываются вблизи рукавов, где опасные воздействия более вероятны. Именно такое положение, согласно многим моделям, занимает наше Солнце.

Биомаркеры

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
16. Периодическая таблица, в которой разными цветами указано происхождение химических элементов (Cmglee, с изм.). В нашей вселенной углерод занимает четвёртое место по распространённости, а в первую тройку, кроме гелия, входят водород и кислород, составляющие вместе воду. Иначе говоря, углерод и вода — основа нашей жизни — чрезвычайно распространены.
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
17. Получение и анализ спектра солнечных лучей. «Мы никогда не сможем ничего узнать о химическом составе звёзд», — писал философ Огюст Конт в 1842 году. Однако уже в 1854 году был открыт спектральный анализ, который позволил вскоре определить элементный состав Солнца, а затем и других звёзд. А в 2010 году впервые удалось зарегистрировать спектр экзопланеты (HR 8799 c).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
18. Чтобы получить спектр планеты, нужно: 1) получить суммарный спектр звезды и планеты, 2) дождаться ситуации, когда планета окажется за звездой, и получить спектр звезды, и 3) вычесть одно из другого (NASA/JPL-Caltech/R. Hurt, SSC/Caltech).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
19. Спектр Земли с указанием биомаркеров. Если в спектре экзопланеты будут обнаружены все эти пять веществ (кислород, озон, углекислый газ, метан, вода), это будет надёжным свидетельством существования там жизни земного типа (Kaltenegger, Traub, 2009).

Третьим пунктом на пути установления потенциальной обитаемости планеты является обнаружение биомаркеров в её атмосфере.

Обнаружив планету земного типа на устойчивой примерно круговой орбите в зоне обитаемости у звезды Главной последовательности с подходящим возрастом, мы относим её к потенциально обитаемым. Следующим шагом должно стать изучение характеристик атмосферы такой планеты. Учёные пытаются выделить набор веществ, присутствие которых в атмосфере должно гарантировать существование на планете жизни земного типа. При этом спектральные линии соответствующих молекул должны быть обнаружимы современными средствами или хотя бы инструментами, которые могут быть созданы в ближайшем будущем. Такие вещества называют биомаркерами.

Для земной жизни важны разные вещества. Кроме воды и кислорода важную роль в биохимии играют, например, сера и фосфор, однако следы присутствия соединений с этими элементами будет трудно обнаружить в атмосферах потенциально обитаемых планет. Кроме того, важно выбирать такие вещества и их комбинации, которые трудно объяснить естественными небиологическими (абиогенными) процессами. Так, например, сосуществование в земной атмосфере кислорода (O2) с метаном (CH4) и закисью азота (N2О) требует биологических процессов.

К основным биомаркерам относят молекулы O2, O3, H2O, CH4, CO2, N2O (некоторые вещества должны присутствовать в значительных количествах, как, например, кислород, поскольку малые его количества могут быть абиогенными). Иногда в список включают также аммиак (NH3) и некоторые другие соединения. По отдельности эти вещества могут иметь абиогенное происхождение, но наличие их всех вместе с высокой вероятностью указывает на проявление жизни, подобной нашей.

Обнаружение присутствия линий биомаркеров в спектрах землеподобных планет — очень трудная задача. Речь идёт об очень слабых объектах, поэтому необходимы крупные инструменты. Основные линии находятся в инфракрасной части спектра, где земная атмосфера недостаточно прозрачна. По этим причинам основные результаты, по-видимому, будут получать в рамках специальных космических проектов, подобных Darwin («Дарвин») и TPF (Terrestrial Planet Finder), которые, к сожалению, не были включены в реализующиеся космические программы. На сегодняшний день основные надежды связаны со следующим поколением крупных наземных телескопов с диаметрами зеркал 30–40 м и с космическим телескопом James Webb.

По всей видимости, поиск спектральных линий H2O, CH4, CO2 нужно будет вести из космоса, так как они лежат в основном на длинах волн более 5 мкм, а в этом диапазоне наша атмосфера почти непрозрачна. Для наземных телескопов ближайшей задачей будет обнаружение кислорода в спектрах транзитных планет. К сожалению, чтобы накопить достаточный сигнал, придётся наблюдать много прохождений планеты по диску звезды, поэтому результат может быть получен лишь за довольно длительное время. Расчёты показывают, что для этого лучше всего подходят транзитные планеты в зонах обитаемости вокруг красных карликов. К сожалению, как уже было отмечено выше, это не лучшие кандидаты в двойники Земли, в том числе и по той причине, что сильное ультрафиолетовое излучение, возникающее при мощных вспышках на маломассивных звёздах, разрушает молекулы ДНК. Для обнаружения линий всех основных биомаркеров понадобятся специальные космические проекты.

Также нужно помнить, что обитаемая планета — это не обязательно точная копия современной Земли. Свойства атмосферы нашей планеты 1–2 млрд лет назад заметно отличались от сегодняшних, хотя Земля в то время уже была обитаемой. Расчёты учитывают и это: моделируется изменение спектра земной атмосферы с течением времени, и, возможно, это поможет в поисках. Гораздо труднее будет доказать существование жизни, не похожей на земную.

Другие формы жизни

Определение жизни

Определение жизни («самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции») оставляет в стороне существование (и, возможно, недарвиновскую эволюцию) технических систем или компьютерных программ, а также развитие цивилизации, освоившей генную инженерию (исключающую естественный отбор из биологической эволюции). Такой подход оправдан, поскольку для появления самоэволюционирующих роботов или компьютерных кодов, равно как и высокоразвитой цивилизации, необходим предшествующий этап эволюции химических систем под действием естественного отбора.

Альтернативы воде

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
20. Планета, на которой аммиак выполняет функцию воды (рисунок). Аммиачные океаны, вероятно, выглядели бы голубыми, как и водные. Однако в отличие от воды аммиак может растворять щёлочноземельные металлы, и океан становится золотисто-бронзовым, как показано здесь. Красновато-оранжевый цвет в атмосфере обусловлен оксидами азота. Аммиачные облака и лёд — белые, как и водные. Растительность, возможно, будет чёрной, чтобы собрать больше света (ttiz / wikipedia.org).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
21. В научно-фантастической повести Ивана Ефремова «Сердце змеи» (1958 год) описывается биосфера и высокоорганизованная разумная жизнь с биохимией, основанной на фтороводороде (илл. Анатолия Дубовика для обложки книги издательства ЭКСМО).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
22. Гипотетическое животное в атмосфере экзопланеты (рисунок Адольфа Шаллера, planetary.org).

Земная жизнь использует воду как растворитель и основана на углеродных соединениях, а окислителем является кислород, также большую роль в биохимии играет фосфор. Возможны ли иные варианты, при которых основой существования жизни являются другие вещества? Пока у нас есть лишь гипотезы на этот счёт, но некоторые из них обсуждаются достаточно серьёзно.

Лабораторные эксперименты продемонстрировали возможность существования ДНК, использующих другие азотистые основания (или же их количество может отличаться от того, что используют все существа на Земле). Кроме того, нет сомнений в том, что можно менять и расширять список аминокислот, используемых живыми организмами, поэтому, безусловно, возможно существование жизни, основанной на углероде и воде, но использующей другой «биохимический набор».

Кроме того, вода не является единственно возможным растворителем для обеспечения существования жизни. Безусловно, в некотором диапазоне температур вода — лучший вариант, особенно для углеродной жизни (кроме того, вода и углерод более распространены, чем возможные альтернативы). Однако есть и другие жидкости, которые могут выполнять эту роль. Важно, чтобы это был так называемый полярный растворитель, к числу которых помимо воды относятся спирты, аммиак, формамид (амид муравьиной кислоты) и некоторые другие жидкости. В экзотических условиях растворителем могут быть жидкие сероводород (H2S) и углекислый газ (CO2). Некоторые исследователи рассматривают в качестве подходящего вещества даже серную, плавиковую и синильную кислоты! Разумеется, если мы меняем растворитель, то меняется вся биохимия, в том числе придётся заменить молекулу ДНК на другой молекулярный носитель генетической информации.

Аммиак является одним из лучших кандидатов на роль растворителя. Во многом он похож на воду, и довольно легко представить некоторые основы биохимии с аммиаком в качестве растворителя. Разумеется, биомолекулы претерпят изменения: например, во многих случаях двойная связь углерод — кислород заменится на углерод — азот. Оставаясь жидким при более низких температурах, чем вода, аммиак мог бы служить основой жизни на холодных телах. Однако некоторые особенности этой жидкости (например, аммиачный лёд тяжелее жидкой фазы, поэтому океан, скажем, может легко промёрзнуть целиком) могут помешать развитию жизни более высокого уровня, чем бактериальный.

Хорошим вариантом является смесь воды и аммиака, поскольку она может оставаться жидкой при низких температурах, по той же причине в качестве альтернативы рассматривается и смесь воды с перекисью водорода, ещё одним хорошим кандидатом в растворители в холодных мирах является метанол. А вот метан является неполярным растворителем и хуже подходит на роль «жидкости жизни». Кроме того, жидкий метан требует низких температур, при которых все химические процессы протекают медленно, так что формирование сложных структур, необходимых для появления жизни, может быть невозможным. Тем не менее некоторые учёные полагают, что даже метан может стать средой, пригодной для зарождения и существования жизни (например, на Титане).

Некоторые потенциально хорошие растворители (скажем, формамид) являются слишком редкими, чтобы серьёзно рассматривать их в качестве основы для биосферы. Однако в некоторых (тоже редких) условиях они могут прекрасно подойти на эту роль.

Рассматриваются и совсем экзотические варианты жидких растворителей, существующих при экстремальных условиях. Например, это жидкий молекулярный водород (H2) в недрах планет-гигантов, или жидкий азот, который может существовать на поверхности спутника Нептуна — Тритона. Жидкий азот рассматривали и как растворитель для жизни, основанной на кремнии (вместо углерода).

Альтернативы углероду

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
23. Существо из мира кремниевой жизни (рисунок Lei Chen and Yan Liang, BeautyOfScience.com, for Caltech).

Жизнь, основанная на кремнии, давно прижилась в качестве элемента научной фантастики. Однако некоторые исследователи сохраняют надежду, что и в реальной жизни биохимические полимеры могут в качестве основного элемента использовать кремний (Si). Разумеется, речь должна идти об условиях, в которых углеродная жизнь совершенно невозможна, поскольку в противном случае углерод будет иметь серьёзные преимущества с точки зрения химии, а также с точки зрения обилия его соединений в природе (например, в межзвёздной среде обнаружены многие десятки молекул с участием углерода, в том числе довольно сложные, и лишь несколько молекул с атомами кремния). Такими условиями могут быть очень высокие или низкие температуры, а также высокое давление.

Согласно некоторым оценкам, жизнь на основе кремневодородов (так называемых силанов — аналогов углеводородов) могла бы возникнуть в бескислородной атмосфере, в безводной среде, при низкой температуре и высоком давлении и при дефиците углерода. Понадобится подходящий растворитель, которым мог бы быть метанол (менее вероятно, что подойдёт метан). Однако среди известных небесных тел нет подходящих кандидатов с подобными условиями.

Другие типы кремниевой жизни (например, основанные на силиконе или силикатах) сейчас не рассматриваются как реалистичные. Во многом это связано с отсутствием подходящих растворителей для тех условий, в которых такие формы теоретически могли бы существовать.

Кремний может заменять углерод не полностью, а лишь частично: биохимия может быть построена и на углероде, и на кремнии одновременно. Эксперименты показывают, что в некоторых биологически важных молекулах часть атомов углерода может быть заменена на кремний. Но поскольку связь углерод — углерод сильнее, атомы углерода чаще будут связываться друг с другом, чем с кремнием. Разумеется, кремний играет важную роль в существовании земных организмов, и легко представить себе существа или растения, где его вклад ещё больше.

Кроме кремния обсуждались и другие элементы, которые могли бы потенциально заменить углерод, — бор, азот, фосфор, сера, германий. Однако анализ показывает, что при этом возникают сложности, которые кажутся непреодолимыми.

Лабораторные эксперименты, особенно в области синтетической биологии, могут пролить свет на возможность существования жизни, основанной на других биохимических наборах. Если такая жизнь возможна, исследования помогут сформулировать набор биомаркеров для её дистанционного поиска. Для поиска «другой» жизни необходимы другие биомаркеры.

Поиск внеземного разума

 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
24. Все 4,6 млрд лет своей эволюции Земля из космоса выглядела просто маленькой голубой точкой. Анализируя земную атмосферу, инопланетные астрономы скорее всего смогли бы понять, что Земля обитаема. 120 лет назад был послан первый радиосигнал, а спустя ещё несколько десятков лет появляется телевидение и большие военные радары, мощное излучение которых позволило бы инопланетным астрономам сделать однозначный вывод о какой-то разумной деятельности на Земле. Интересно, что наблюдатели, живущие дальше, чем 70–100 световых лет от нас, до сих пор не подозревают о наличии на Земле разумных обитателей — потому, что сигналы ещё до них не долетели.
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
25. Разрушающаяся сфера Дайсона (рисунок Danielle Futselaar/SETI International). Сфера Дайсона — гипотетическая астроинженерная конструкция, предложенная американским физиком-теоретиком Фрименом Дайсоном. Это гигантская сферическая оболочка вокруг звезды (радиусом порядка радиуса орбит планет) для максимального использования излучаемой звездой энергии.
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
26. Схематичное изображение процесса анализа радиосигнала на экране проекта SETI@home. Это научный некоммерческий проект, использующий свободные вычислительные ресурсы на компьютерах добровольцев для анализа радиосигналов с целью найти признаки внеземного разума. За 20 лет работы были обработаны все имеющиеся данные и 31 марта 2020 года проект был заморожен. (wikipedia.org/wiki/SETI@home).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
27. В 1977 году был зарегистрирован сигнал, вошедший в историю под названием «Wow!». Наблюдаемая последовательность букв и цифр (степень интенсивности сигнала) представлялась не случайной и говорила вроде бы о наличии внеземного разума. Эта распечатка хранится в коллекции Исторического Общества штата Огайо (wikipedia.org/wiki/Wow!_signal)
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
28. Вид пластин из анодированого золотом алюминия размером 152×229 мм, установленных на космические аппараты Пионер-10 и Пионер-11. На этих посланиях внеземному разуму изображены: молекула нейтрального водорода; фигуры мужчины и женщины на фоне контура аппарата; относительное положение Солнца относительно центра Галактики и четырнадцати пульсаров; схематическое изображение Солнечной системы и траектория аппарата относительно планет (wikipedia.org/wiki/Pioneer_plaque).
 
 Стенгазета «Поиски жизни во Вселенной»
29. В 1961 г. была предложена формула Дрейка для оценки числа внеземных цивилизаций, способных к контакту. К сожалению, пока половина коэффициентов в этом уравнении известна плохо (wikipedia.org/wiki/Drake_equation).

Обнаружение хотя бы следов существования внеземных цивилизаций было бы грандиозным событием для всего человечества (что уж говорить об установлении контакта!). Однако, несмотря на серьёзные усилия, прилагаемые в течение более чем полувека для обнаружения сигналов внеземных цивилизаций, такой поиск пока дал только отрицательные результаты.

Исторически первым появился термин CETI (Communication with ExtraTerrestrial Intelligence, Коммуникация с внеземным разумом), предложенный в 1965 г. Рудольфом Пешеком (Rudolf Pesek). Однако довольно быстро стало понятно, что связь (контакт) — это дело отдалённого будущего, а пока речь идёт только о поиске (search), поэтому термин CETI был заменён на SETI (Search for ExtraTerrestrial Intelligence, Поиск внеземного разума). Именно эта аббревиатура сейчас является общеупотребительной для обозначения широкого круга вопросов, связанных с изучением проблемы поиска и существования внеземных цивилизаций. Но, несмотря на более чем полувековые усилия, никаких значимых следов существования внеземного разума не обнаружено.

Безусловно, вопросы обитаемости других миров давно занимали умы учёных, писателей и философов. Однако до середины XX в. это в основном были отдельные отрывочные теоретические изыскания, часто связанные с обсуждением вопросов существования жизни на Марсе и связи с тамошними обитателями. Современная история проблемы внеземных цивилизаций и SETI начинается в 1959 г., когда Филип Моррисон (Philip Morrison) и Джузеппе Коккони (Guiseppe Cocconi) опубликовали свою работу в журнале Nature, где обсудили перспективы поиска сигналов внеземных цивилизаций в радиодиапазоне.

Современная история SETI начинается со статьи Моррисона и Коккони (1959 г.).

Независимо от этой работы в 1960 г. Фрэнк Дрейк (Frank Drake) начал поиски таких сигналов на 26-метровом телескопе в Грин-Бэнк (Green Bank) в Западной Виргинии. В рамках этого проекта, получившего название Ozma («Озма» — в честь принцессы страны Оз из книги Ф. Баума), наблюдались звезды эпсилон Эридана и тау Кита. С тех пор во всем мире было осуществлено около сотни проектов по поиску искусственных радиосигналов внеземного происхождения на различных радиотелескопах, включая наиболее крупные (Arecibo («Аресибо»), РАТАН-600, Parkes («Паркс») и др.).

Уже в 1960 г. начались поиски сигналов внеземных цивилизаций в радиодиапазоне.

Поиск был рассчитан на разные виды сигналов. Это может быть собственно «послание» — специальный сигнал, призванный привлечь внимание к внеземной цивилизации и, возможно, несущий информацию о ней. Но это может быть и «шум», связанный с работой разнообразных установок (например, Земля неплохо «видна» с ближайших звёзд в радиодиапазоне из-за работы телевизионных станций и радаров). Наконец, может быть перехвачен сигнал, не предназначенный для нас: например, сигнал мощных радаров.

Хотя многократные дискуссии обычно заканчиваются выводом, что именно радиодиапазон наиболее пригоден для поисков сигналов внеземных цивилизаций, тем не менее обсуждались и другие подходы. Наибольшее развитие получила концепция оптического SETI, предложенная в 1961 г. Робертом Шварцем (Robert Shwartz) и Чарльзом Таунсом (Charles Townes), изобретателем лазера. Именно возможность посылать очень узкие световые пучки с помощью лазера позволяет использовать оптический канал связи. Было осуществлено несколько проектов по поиску оптических сигналов внеземных цивилизаций (в СССР такими работами занимались Викторий Шварцман в Специальной астрофизической обсерватории и его ученики). Разрабатываются подобные программы наблюдений, а также оборудование для них и в наши дни. Многие полагают, что такой вид связи предпочтительнее для передачи информации после установления контакта, когда ясно, куда точно нужно посылать сигнал.

Обсуждался также ряд экзотических подходов по поиску искусственных сигналов, основанных на использовании рентгеновского, гамма- и даже нейтринного и гравитационно-волнового излучений. Однако очевидно, что радиосвязь и оптическая связь имеют неоспоримые преимущества.

Особняком стоит концепция поиска «космических чудес», предложенная в середине 1960-х гг. Николаем Кардашевым. Его идея состоит в том, что результат деятельности развитой технической цивилизации может выглядеть как труднообъяснимый искусственный источник. Попытки обнаружить такие «астроинженерные» конструкции (например, сферы Дайсона) продолжаются и сейчас. Периодически появляются публикации, когда тот или иной необычный источник, для поведения которого не удаётся придумать хорошего естественного объяснения, становится предметом обсуждения в контексте «космических чудес», как было, например, со звездой KIC 8 462 852.

Кроме пассивных поисков сигнала обсуждалась и проводилась деятельность по отправке посланий с Земли. Она получила наименование METI (Messaging to ExtraTerrestrial Intelligence). В первую очередь это радиопослания, но информация о Земле и её обитателях была также размещена на космических аппаратах Pioneer 10, Pioneer 11, Voyager 1 и Voyager 2. В этом вопросе особенно интересен гуманитарный аспект, связанный с отбором посылаемой информации (включая изображения и звук).

1960-е гг. были временем активных дискуссий и поисков сигналов внеземных цивилизаций. Проводился ряд встреч и конференций (в нашей стране первое совещание по проблемам SETI прошло в 1964 г. в Бюраканской астрофизической обсерватории). Практически к середине 1970-х гг. все основные идеи в области SETI были уже сформулированы. Большой вклад в развитие проблематики поисков внеземных цивилизаций внесли Иосиф Шкловский в СССР и Карл Саган в США. Книги и статьи этих авторов существенно повлияли на развитие всего направления по исследованию вопросов, связанных с внеземной жизнью.

За полвека в рамках SETI было реализовано около 100 проектов, продолжают создаваться новые проекты. Среди крупных проектов по поиску внеземных цивилизаций можно упомянуть Phoenix («Феникс») и SERENDIP (Search for Extra-Terrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Populations, Поиск внеземных радиоизлучений от близких развитых цивилизаций). Для наблюдений использовались различные инструменты, в том числе 300-метровая антенна в Аресибо. В настоящее время создаётся проект Allen Telescope Array (Массив телескопов Аллена), который будет состоять из 350 антенн, предназначенных для поиска радиосигналов (42 из них уже работают). Большую популярность получил проект SETI@home, в рамках которого все желающие могут использовать свои домашние компьютеры для распределённой обработки данных, полученных в рамках проекта SERENDIP, с целью поиска в гигантском массиве радиоданных необычных по своим характеристикам радиосигналов. В 2015 г. Юрий Мильнер объявил о начале программы Breakthrough Listen, задачей которой является поиск сигналов внеземных цивилизаций в радио- и оптическом диапазонах. В будущем для нужд SETI будет использоваться и система антенн SKA.

К сожалению, у нас до сих пор не хватает данных для хотя бы примерных оценок распространённости цивилизаций, с которыми мы могли бы установить контакт. На настоящий момент время жизни нашей цивилизации на стадии существования радиосвязи составляет всего лишь чуть более 100 лет, а история радиоастрономии насчитывает и того меньше. Учитывая, что возраст Галактики в сто миллионов раз больше, и в ней находится несколько сотен миллиардов звёзд, можно было бы предположить наличие огромного числа внеземных цивилизаций, уровень развития которых на миллиарды лет опережает наш. Здесь мы имеем дело с «парадоксом Ферми», который сводится к простому вопросу: «Где же они все?» В самом деле, столкнувшись с «великим молчанием Вселенной», мы оказываемся перед непростой проблемой — объяснить, почему технические цивилизации, подобные нашей и более развитые, столь редки. Это может быть связано, например, с исключительными свойствами Земли, с редкостью появления разумной жизни или с недостаточной длительностью стадии, на которой цивилизация способна на межзвёздный контакт и заинтересована в нем.

Для оценки числа внеземных цивилизаций, способных к контакту, в 1961 г. была предложена знаменитая формула (она же уравнение) Дрейка. Она обсуждалась на первой серьёзной встрече (мини-конференции) в Грин-Бэнк по проблеме поисков и контактов с внеземными цивилизациями. Дрейк записал простое уравнение, где ожидаемое количество цивилизаций, способных в настоящий момент к контакту (в первую очередь посредством радиосвязи), оценивалось как произведение семи сомножителей: темп звездообразования в Галактике; доля звёзд, имеющих планеты, потенциально пригодные для жизни (землеподобные планеты в зонах обитаемости); число таких планет в системе; доля планет, на которых появилась жизнь; доля обитаемых планет с разумной жизнью; доля цивилизаций, достигших соответствующего уровня технологии; продолжительность существования цивилизации на технологической стадии, когда возможен контакт.

Первый сомножитель известен достаточно хорошо: в Галактике образуется несколько звёзд в год. В настоящее время благодаря исследованиям экзопланет мы неплохо знаем долю звёзд, имеющих планеты (в том числе землеподобные в зоне обитаемости), и типичное число таких планет в системе. Произведение этих трёх величин по порядку величины равно 1/год. В ближайшие годы или десятилетия, видимо, удастся надёжно оценить долю обитаемых планет среди потенциально пригодных для жизни. Что касается появления разумной жизни, развития технологий и времени существования технических цивилизаций, то здесь существует полная неопределённость — ситуация мало изменилась с 1961 г. Поэтому пока невозможно провести сколько-нибудь надёжную оценку с помощью формулы Дрейка.

По всей видимости, если когда-нибудь мы обнаружим внеземные цивилизации или получим важные результаты в этой области (скажем, сможем получить хорошие оценки для множителей в уравнении Дрейка), то это произойдёт не в результате специализированных поисков в рамках программы SETI, а в результате астрономических изысканий, прежде всего обзоров неба в разных диапазонах и изучения экзопланет.

Рекомендуемая литература

По вопросам происхождения жизни можно порекомендовать недавнюю книгу М. Никитина «Происхождение жизни. От туманности до клетки» (М.: Альпина нон-фикшн, 2016).

По различным аспектам изучения возможности существования жизни во Вселенной можно рекомендовать книгу D. Schulze-Makuch, L. N. Irwin «Life in the Universe» (Springer, 2008).

По ранним аспектам проблемы SETI и истории развития этого направления в 1960–1980-е гг. прекрасным источником является книга Л. М. Гиндилис «SETI: Поиск внеземного разума» (М.: Физматлит, 2004). Отметим, однако, что в ряде мест в книге некритически излагаются лженаучные идеи и модели.

Ряд англоязычных материалов по проблемам существования и поисков внеземной жизни доступен на сайте Национальной академии наук США.

В частности, по теме «Другая жизнь» можно порекомендовать отчёт «Organic life in planetary systems» (2005), в котором обсуждаются различные варианты альтернативной биохимии и предлагаются основные направления по изучению этой темы. Также в этой небольшой книге кратко обсуждаются химические основы земной жизни.

Научно-популярные книги на русском языке с подробным рассказом о разных областях астрофизики и космологии можно начать искать с «Книжного клуба» на сайте «Элементы.ру»

Научно-популярная страница С Б. Попова. Здесь размещены книги, статьи, лекции, записи выступлений на радио и телевидении, календарь научно-популярных лекций и пр., а также сведения об авторе.

Заключение

Однако астрономия замечательна тем, что кроме описаний на страницах книг (с формулами или без), кроме научно-популярных лекций и видеороликов, кроме компьютерных симуляторов и планетариев у всех у нас есть звёздное небо над головой. Даже небольшой телескоп может показать много интересного: кратеры на Луне и кольца Сатурна, спутники Юпитера и россыпи рассеянных звёздных скоплений, разноцветные кратные звёзды и туманность Андромеды. Увиденное своими глазами, уверен, останется у вас в памяти и вызовет ряд вопросов, и вот тогда пригодятся книги и лекции. Но не забывайте сами смотреть на звёзды!
 

Ссылка для цитирования:
Попов С. Б. Поиски жизни во Вселенной // Благотворительная газета «Коротко и ясно о самом интересном» (редактор выпусков Попов Г. Н.). Вып. 135. 2020 г. [url: к-я.рф/135].
 

Спасибо, друзья, за внимание к нашей публикации. Мы были бы вам очень признательны за оставленный отзыв. В наших следующих выпусках будут и другие интересные темы. Напоминаем, что наши партнёры в своих организациях бесплатно раздают наши стенгазеты.
 

Читайте и другие наши выпуски, посвящённые астрономии и космонавтике:

111. Наследники Спутника. 60 самых известных непилотируемых космических аппаратов — межпланетных зондов, посадочных станций и роверов. Материал выпуска подготовлен Северо-Западной межрегиональной общественной организацией Федерации космонавтики России.

109. Как устроена Вселенная? Рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших фактах, лежащих в основе современной картины мира.

108. Главные астрономические открытия. Рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней.

91. Подвиг Гагарина. Устройство космической ракеты и порядок взлёта и приземления.

74. Лучшие фотографии космического телескопа Хаббл.

58. «Заправлены в планшеты космические карты». Масштабы Космоса.

51. Сокровища новогоднего неба.

44. Коротко и ясно о метеоритах. Рассказ астрофизика Дмитрия Вибе.

27. Космический дом. Устройство МКС. Рассказ астронавта Европейского космического агентства Франка Де Винне и его жены, журналиста Лены Де Винне.

11. День космонавтики. От крыльев Икара до любопытного марсохода. Один из первых простеньких выпусков.
 
 

Ваш Георгий Попов, редактор к-я.рф


 
Этот выпуск напечатан благодаря дружеской поддержке нашего полиграфического партнёра — типографии «Любавич». Персональное спасибо Дмитрию Степанову.


  • 0

111. Наследники Спутника


Стенгазета «Наследники Спутника». 60 самых известных непилотируемых космических аппаратов – межпланетных зондов, посадочных станций и роверов.

 

Наследники Спутника

60 самых известных непилотируемых космических аппаратов – межпланетных зондов, посадочных станций и роверов

 

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Наша цель: школьникам – показать, что получение знаний может стать простым и увлекательным занятием, научить отличать достоверную информацию от мифов и домыслов, рассказать, что мы живём в очень интересное время в очень интересном мире; родителям – помочь в выборе тем для совместного обсуждения с детьми и планирования семейных культурных мероприятий; учителям – предложить яркий наглядный материал, насыщенный интересной и достоверной информацией, для оживления уроков и внеурочной деятельности.

Мы выбираем важную тему, ищем специалиста, который может её раскрыть и подготовить материал, адаптируем его текст для школьной аудитории, компонуем это всё в формате стенгазеты, печатаем тираж и отвозим в ряд организаций Петербурга (районные отделы образования, библиотеки, больницы, детские дома, и т. д.) для бесплатного распространения. Наш ресурс в интернете – сайт стенгазет к-я.рф, где наши стенгазеты представлены в двух видах: для самостоятельной распечатки на плоттере в натуральную величину и для комфортного чтения на экранах планшетов и телефонов. Есть также группа Вконтакте и ветка на сайте питерских родителей Литтлван, где мы обсуждаем выход новых газет. Отзывы и пожелания направляйте, пожалуйста, по адресу: pangea@mail.ru.
 
 
 

Введение

4 октября 2017 года исполняется 60 лет со дня запуска первого искусственного спутника Земли. Простейший Спутник-1, или ПС-1, стал первым рукотворным объектом, выведенным на орбиту вокруг нашей планеты. За ним последовали и другие космические аппараты. Здесь представлены 60 межпланетных зондов, посадочных станций и роверов, которые внесли самый значительный вклад в исследования Солнечной системы и дальнего космоса. Каждый из этих беспилотных аппаратов-роботов открыл новую страницу в науке и может по праву считаться наследником Спутника.

На орбите Земли

1. Спутник-1 (СССР, 04.10.1957). 4 октября 1957 года с космодрома Байконур был запущен первый искусственный спутник Земли. Корпус спутника состоял из двух полусфер диаметром 58 см, внутри находился радиопередатчик, аккумуляторы и несколько датчиков. Радиосигналы, передаваемые спутником, принимались по всему земному шару. Спутник летал 92 дня, совершив 1440 оборотов вокруг Земли. Из-за трения о верхние слои атмосферы спутник потерял скорость, вошёл в плотные слои атмосферы и сгорел. Дата запуска «Спутника-1» является началом космической эры человечества. Илл. i.huffpost.com.

2. Спутник-2 (СССР, 03.11.1957). На борту «Спутника-2» находилась собака Лайка, которая стала первым живым существом, запущенным в космос. Илл. vikka13-7 с изм.

3. Эксплорер-1 (США, 31.01.1958). Первый искусственный спутник Земли, запущенный в США. С помощью установленного на космическом аппарате счётчика Гейгера были открыты радиационные пояса вокруг Земли, впоследствии названные поясами Ван Аллена. Илл. NASA.

4. Спутник-5 (СССР, 19.08.1960). На борту космического аппарата находились собаки Белка и Стрелка, а также 40 мышей и 2 крысы. Они стали первыми живыми существами, побывавшими в космосе и вернувшимися на Землю. Илл. из fb.ru.

5. Хаббл (США, 24.04.1990). Космический телескоп, работающий на орбите высотой 500 км с 1990 года и сделавший ряд важных открытий. С момента запуска телескоп сделал более миллиона фотографий небесных объектов и передал около 50 терабайт информации. К «Хабблу» летали четыре экспедиции на космических кораблях «Спейс Шаттл», проводя ремонт, обслуживание и переоснащение телескопа. Илл. NASA/ESA.

6. Кеплер (США, 07.03.2009). Первый космический телескоп, созданный для поиска планет около других звёзд (экзопланет) транзитным методом. Проработав на орбите с 2009 по 2013 год, «Кеплер» обнаружил более 3500 кандидатов в экзопланеты, некоторые из которых по размерам сопоставимы с Землёй. Илл. İzlesene.com.

Исследование Луны

7. Луна-1 («Мечта») (СССР, 02.01.1959). Первая автоматическая межпланетная станция, достигшая второй космической скорости и ставшая искусственным спутником Солнца. Илл. RIAN_archive / Alexander Mokletsov.

8. Луна-2 (СССР, 12.09.1959). Первая в мире станция, которая достигла поверхности Луны. «Луна-2» несла на борту вымпелы с изображением герба СССР. Илл. agenciasinc.es.

9. Луна-3 (СССР, 04.10.1959). Советская межпланетная станция, впервые сфотографировавшая обратную, не видимую с Земли, сторону Луны. Илл. polymus.ru / Thngs.

10. Рейнджер-7 (США, 28.07.1964). Первый успешный аппарат серии «Рейнджер», передавший снимки лунной поверхности с близкого расстояния. Илл. NASA.

11. Луна-9 (СССР, 31.01.1966). Первый космический аппарат в истории освоения космоса, который совершил мягкую посадку на поверхность Луны и передал на Землю панорамы лунной поверхности. Илл. NASA.

12. Луна-10 (СССР, 31.03.1966). Впервые в мире межпланетная станция вышла на орбиту вокруг Луны и получила данные о её химическом составе. Илл. Pline.

13. Сервейер-1 (США, 30.05.1966). Первый американский спускаемый аппарат, совершивший мягкую посадку на Луну. Сервейер-1 передал на Землю более 11 тысяч фотоснимков лунной поверхности. Илл. NASA.

14. Сервейер-3 (США, 17.04.1967). Второй благополучно прилунившийся американский аппарат. Впервые имел на борту устройство для сбора и анализа грунта. 3 ноября 1969 года рядом с «Сервейер-3» приземлился лунный модуль корабля Аполлон-12. Астронавты Конрад и Бин достигли аппарата и сняли с него около 10 кг деталей, включая телекамеру. Эти предметы были возвращены на Землю для исследований. Илл. NASA.

15. Зонд-5 (СССР, 15.09.1968). Первый космический аппарат, облетевший вокруг Луны и вернувшийся на Землю. На борту находились черепахи, дрозофилы, бактерии и другие живые существа, а также семена. Илл. А. Г. Шлядинского.

16. Луна-16 (СССР, 12.09.1970). Первая межпланетная станция, доставившая на Землю образцы лунного грунта массой 101 грамм. Илл. Bembmv.

17. Луна-17 и Луноход-1 (СССР, 15.11.1970). Станция «Луна-17» доставила на лунную поверхность самоходный аппарат «Луноход-1». Луноход проработал на Луне одиннадцать лунных дней (10,5 земных месяцев) и проехал 10540 м. Илл. NASA.

18. Луна-21 и Луноход-2 (СССР, 08.01.1973). Луноход-2, надёжнее и совершеннее своего предшественника, был доставлен на Луну станцией «Луна-21». За четыре месяца работы прошёл 42 километра, передал на Землю 86 панорам и около 80 000 кадров телесъёмки, но его дальнейшей работе помешал перегрев аппаратуры внутри корпуса. Илл. Hayk.

19. Луна-24 (СССР, 09.08.1976). Последняя советская станция, исследовавшая Луну. Доставила на Землю 170 граммов лунного грунта, исследовав который учёные получили убедительное доказательство наличия на Луне воды. Илл. Svobodat.

Исследование Венеры

20. Маринер-2 (США, 27.08.1962). Первая автоматическая межпланетная станция, исследовавшая Венеру с пролётной траектории. На основе полученных станцией данных была подтверждена теория об экстремально горячей атмосфере планеты. Илл. NASA.

21. Венера-3 (СССР, 16.11.1965). Стала первым земным аппаратом, достигшим поверхности другой планеты. Станция «Венера-3» состояла из орбитального отсека и спускаемого аппарата. Получить данные о Венере не удалось, так как вышла из строя система управления, но было изучено межпланетное пространство. Илл. interris.it.

22. Венера-4 (СССР, 12.06.1967). Станция впервые доставила спускаемый аппарат в атмосферу Венеры, который передал данные о плотности, давления и химическом составе, пока не разрушился из-за высокого давления. Илл. laspace.ru.

23. Венера-7 (СССР, 17.08.1970). Мягкую посадку на поверхность Венеры впервые удалось осуществить спускаемому аппарату «Венеры-7». Информация от него поступала в течение 53 минут, в том числе — 20 минут с поверхности. По результатам измерений, проведённых на спускаемом аппарате станции «Венера-7», были рассчитаны значения давления (в 90 ±15 раз выше, чем на Земле) и температуры на поверхности Венеры (475 ±20 °C). Илл. behance.net.

24. Венера-9 (СССР, 08.06.1975). Станция «Венера-9» стала первой на орбите вокруг Венеры. Её спускаемый аппарат после мягкой посадки впервые передал панораму венерианской поверхности и провёл исследования поверхностных пород. Илл. историк.рф.

25. Венера-13 (СССР, 30.10.1981). Посадочный аппарат станции после мягкой посадки на поверхность Венеры передал панорамное изображение окружающего венерианского пейзажа и провёл исследование грунта с помощью спектрометра. Илл. latest.raycassel.com.

26. Пионер-Венера-1 (США, 20.05.1978). Аппарат провёл радиолокационное картографирование Венеры, а также обнаружил частые грозовые разряды в атмосфере планеты. Илл. NASA.

27. Магеллан (США, 04.05.1989). Аппарат впервые осуществил подробное и полномасштабное радиолокационное картографирование Венеры и исследовал её гравитационное поле. Илл. NASA.

Исследование Марса

28. Маринер-4 (США, 28.11.1964). Первый космический аппарат, сфотографировавший Марс с близкого расстояния. Илл. NASA.

29. Марс-3 (СССР, 28.05.1971). Спускаемый аппарат станции «Марс-3» совершил первую мягкую посадку на Марс. Передача данных началась через 1,5 минуты после посадки, но прекратилась через 14,5 секунд. Илл. NASA.

30. Маринер-9 (США, 30.05.1971). Аппарат «Маринер-9» стал первым искусственным спутником Марса. Он передал больше 7 тысяч снимков. Данные, полученные «Маринером-9» стали основой для планирования будущих полётов автоматических станций к Красной планете. Илл. NASA.

31. Марс-6 (СССР, 05.08.1973). Посадочный аппарат станции «Марс-6» провёл первые прямые измерения состава атмосферы, давления и температуры планеты во время снижения на парашюте. Илл. zelenyikot.livejournal.com.

32. Викинг-1 (США, 20.08.1975). Посадочный модуль станции «Викинг-1» стал первым аппаратом, совершившим успешную посадку на поверхность Марса и полностью выполнившим программу исследований. Илл. NASA.

33. Mars Pathfinder (США, 04.12.1996). Автоматическая станция «Mars Pathfinder» доставила первый работоспособный марсоход, «Соджорнер». Всего было передано 16,5 тысяч снимков камеры марсианской станции и 550 снимков камер марсохода, проведено 15 анализов пород. Илл. NASA.

34. Марсоход «Спирит» (США, 10.09.2003). «Спирит» – первый марсоход космического агентства НАСА, запущенный США в рамках проекта Mars Exploration Rover. «Спирит» проехал 7,73 км вместо запланированных 600 м, что позволило сделать более обширные анализы геологических пород Марса. Илл. NASA.

35. Марсоход «Оппортьюнити» (США, 08.07.2003). «Оппортьюнити» – второй марсоход космического агентства НАСА, запущенный США в рамках проекта Mars Exploration Rover. По состоянию на август 2017 года марсоход проехал 45 км и продолжает свою работу. Илл. NASA.

36. Феникс (США, 04.08.2007). «Феникс» стал первым аппаратом, успешно совершившим посадку в полярном регионе Марса. Главным научным результатом миссии стало обнаружение льда под тонким слоем грунта. Илл. NASA.

37. Марсоход «Кьюриосити» (США, 26.11.2011). Марсоход «Кьюриосити» – это автономная химическая лаборатория, превосходящая по размерам и массе все предыдущие марсоходы. Аппарат проводит бурения и анализ грунта. На 2017 год «Кьюриосити» преодолел более 16 км и продолжает работу. Илл. NASA/JPL-Caltech.

Исследование Меркурия

38. Маринер-10 (США, 03.11.1973). «Маринер-10» стал первым аппаратом, облетевшим Меркурий. Совершив гравитационный манёвр около Венеры, «Маринер-10» трижды сближался с Меркурием, а также впервые измерил магнитное поле и температуру планеты. Илл. NASA.

39. Мессенджер (США, 03.08.2004). Станция «Мессенджер» стала первым искусственным спутником Меркурия, проведя исследования магнитосферы планеты и сделав более 277 тысяч снимков. В 2015 году «Мессенджер» завершил миссию и упал на Меркурий. Илл. NASA.

Исследование планет-гигантов и дальнего космоса

40. Пионер-10 (США, 03.03.1972). «Пионер-10» – первая автоматическая межпланетная станция, пролетевшая вблизи Юпитера. Была уточнена масса планеты, изучена её атмосфера и крупнейшие спутники. Последний успешный приём данных от «Пионера-10» состоялся 27 апреля 2002 года. Илл. Rick Guidice / NASA.

41. Пионер-11 (США, 06.04.1973). «Пионер-11» стал первым аппаратом, совершившим пролёт около Сатурна. Проведены исследования магнитосферы планеты, а также её спутников. Последний сигнал от «Пионер-11» был получен 30 сентября 1995 года. Илл. NASA Ames.

42. Вояджер-1 (США, 05.09.1977). Космический аппарат «Вояджер-1» – самый удалённый от нас и самый быстрый рукотворный объект. Его скорость составляет 17 км/с. Сейчас он находится на расстоянии 21 миллиард километров от Земли. «Вояджер-1» исследовал с пролётной траектории Юпитер и Сатурн. Часть научных приборов продолжает работать до сих пор. Илл. NASA.

43. Вояджер-2 (США, 20.08.1977). «Вояджер-2» – первый и на сегодняшний день единственный космический аппарат, пролетевший мимо всех планет-гигантов. Ему принадлежит открытие колец у Урана и Нептуна. «Вояджер-2», как и «Вояджер-1», продолжает передавать данные. Илл. NASA/JPL.

44. Галилео (США, 18.10.1989). Автоматическая станция «Галилео» исследовала Юпитер и его спутники. Впервые в атмосферу планеты-гиганта был сброшен зонд. В поясе астероидов «Галилео» открыл спутник у астероида Ида. Илл. NASA.

45. Кассини-Гюйгенс (США и ЕС, 15.10.1997). Космический аппарат «Кассини» стал первым искусственным спутником Сатурна. Посадочный зонд «Гюйгенс» впервые совершил мягкую посадку на спутник Сатурна Титан. Полученные данные дали возможность предположить, что на Титане возможна жизнь. Чтобы не заразить спутники земной жизнью, в сентябре 2017 года аппарат «Кассини», истративший всё своё топливо, был разрушен в атмосфере Сатурна. Илл. NASA/JPL-Caltech.

46. Новые Горизонты (США, 19.01.2006). Автоматическая станция «Новые Горизонты» впервые изучила карликовую планету Плутон и её спутники. Миссия аппарата не закончена, и в 2019 году ожидается пролёт мимо другого карликового объекта в поясе Койпера. Илл. NASA.

Исследование малых тел

47. Международный исследователь комет (США и ЕС, 12.08.1978). Этот космический аппарат после запуска исследовал солнечный ветер и магнитосферу Земли, а потом был направлен к комете Джакобини – Циннера и комете Галлея, и стал первым космическим кораблем, пролетевшим сквозь хвост кометы. Илл. NASA.

48. Вега-1 (СССР, 15.12.1984). Автоматическая станция «Вега-1» сбросила в атмосферу Венеры атмосферный аэростатический зонд, после чего сблизилась с кометой Галлея и передала около 70 изображений её ядра, а также характеристики пыли в хвосте кометы. Илл. Daderot.

49. Джотто (ЕС, 02.07.1985). Космический аппарат «Джотто» исследовал комету Галлея, пройдя на рекордном от неё расстоянии, в результате чего получил повреждения от частиц кометы. Позже «Джотто» исследовал комету Григга – Скьеллерупа. Илл. Andrzej Mirecki.

50. NEAR Shoemaker (США, 17.02.1996). «Near Earth Asteroid Rendezvous Shoemaker» исследовал астероид Эрос. Аппарат стал первым искусственным спутником астероида и первым искусственным объектом, совершившим мягкую посадку на астероид. Илл. NASA.

51. Розетта и Филы (ЕС, 02.03.2004). Окончание миссии: 30.09.2016. Автоматическая станция «Розетта» впервые вышла на орбиту кометы Чурюмова — Герасименко и исследовала её. Спускаемый зонд «Филы» совершил первую в истории посадку на комету. Илл. European Space Agency.

52. Стардаст (США, 07.02.1999). Космический аппарат «Стардаст» исследовал комету Вильда и впервые доставил на Землю образцы вещества хвоста кометы. Илл. NASA/JPL.

53. Хаябуса (Япония, 09.05.2003). Космический аппарат «Хаябуса» сблизился с астероидом Итокава, взял образцы грунта и через несколько лет вернул их на Землю. Илл. Jgarry.

54. Дип Импакт (США, 12.01.2005). При исследовании кометы Темпеля 1 автоматическая станция «Дип Импакт» сбросила на неё ударный зонд и исследовала выброшенное при столкновении вещество. Таким образом, были полученные данные о химическом составе кометы. Илл. NASA/JPL.

55. Dawn (США, 27.09.2007). Автоматическая станция «Dawn» изучала астероид Веста и карликовую планету Церера, находясь на их орбитах. Илл. NASA.

Исследование Солнца и межпланетного пространства

56. Пионер-5 (США, 11.03.1960). Благодаря переданным «Пионером-5» данным было впервые установлено существование межпланетных магнитных полей. Илл. NASA.

57. Гелиос-B (ЕС и США, 15.01.1976). Аппарат «Гелиос-В» достиг рекордного сближения с Солнцем (43 миллиона км). Илл. 3.bp.blogspot.com.

58. Улисс (США и ЕС, 06.10.1990). Космический аппарат «Улисс» является первым аппаратом, изучающим Солнце со стороны полюсов. Это позволило построить более точную модель околосолнечного пространства. Илл. G.Erickson/NASA/ESA.

59. Genesis (США, 08.08. 2001). Космический аппарат «Genesis», собрав образцы солнечного ветра, впервые в истории доставил их на Землю. Илл. NASA/JPL.

60. STEREO (США, 26.10.2006). Два одинаковых спутника «STEREO» исследуют Солнце из двух разных точек, используя стереоскопический эффект, что позволяет лучше изучать солнечную активность и предсказывать «космическую погоду». Илл. NASA.

Космические перспективы

Космос огромен. Ошеломляюще огромен. Чтобы понять, кто мы такие и в каком мире живём, чтобы ответить хотя бы на часть вопросов о человеке и Вселенной, нужно продолжать дело, начатое Первым Спутником. Учёные и инженеры разных стран готовят к запуску множество потрясающих космических аппаратов, которые отправятся в разные уголки Солнечной системы и добудут для нас важные сведения. Когда же стартуют следующие межпланетные станции и роверы, способные по важности исследований сравниться с «Венерами» и «Вояджерами»?

В сентябре 2016 года состоялся запуск аппарата «OSIRIS-REx», который прямо сейчас летит в космосе навстречу астероиду Бенну, чтобы забрать с него образцы грунта в 2019 году и вернуться на Землю в 2023 году.

Китай планирует в 2018 году запустить к Луне аппарат «Чанъэ-5», который доставит на Землю образцы лунного грунта весом до 2 кг. В этом же году аппарат «Чанъэ-4» совершит первую мягкую посадку на обратной, не видимой с Земли, стороне Луны.

Россия в 2018 г. запустит на орбиту астрофизическую обсерваторию «Спектр-РГ», предназначенную для изучения Вселенной в гамма- и рентгеновском жёстком диапазоне.

На 2019 год назначен запуск «Космического телескопа имени Джеймса Уэбба». Он придёт на смену легендарному телескопу «Хаббл».

После 2020 года нас ждёт целая серия многообещающих миссий: космический аппарат Европейского космического агентства «Эвклид», который будет исследовать красное смещение галактик, тёмную материю и энергию; совместная российско-европейская миссия «ЭкзоМарс» с марсоходом «Pasteur analytical laboratory»; российский космический телескоп «Спектр-УФ» для наблюдений в ультрафиолетовом участке электромагнитного спектра. Евросоюз запустит к спутникам Юпитера аппарат «Jupiter Icy Moon Explorer», а США – аппарат «Europa Clipper», чтобы проверить гипотезу о существовании жизни на некоторых из них. Также Роскосмос готовит два запуска: это «Луна-25» и «Венера-Д», чтобы продолжить исследования, начатые в СССР.

Таким образом, у нас большие планы по исследованию Солнечной системы и дальних уголков космоса. Будущее за наукой. Присоединяйтесь!

  

Выпуск подготовили: автор текста – Роман Рогов и научный редактор – конструктор ЦНИИ РТК, популяризатор космонавтики Александр Хохлов (Северо-Западная межрегиональная общественная организация Федерации космонавтики России). СЗО ФКР в течение 20 лет работает в области популяризации космонавтики, организует выставки по космической тематике, ведёт просветительскую работу со школьниками, студентами и широкой аудиторией, организует встречи с космонавтами и сотрудниками космической отрасли.
  

Спасибо, друзья, за внимание к нашей публикации. Мы были бы вам очень признательны за оставленный отзыв. Напоминаем, что наши партнёры в своих организациях бесплатно раздают наши стенгазеты.
 
Ваш Георгий Попов, редактор к-я.рф
  


  • 0

108. Главные астрономические открытия


Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»

 

Благотворительная стенгазета «Коротко и ясно о самом интересном». Выпуск 108, июнь 2017 года.

Главные астрономические открытия

Рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней

 
Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Наша цель: школьникам – показать, что получение знаний может стать простым и увлекательным занятием, научить отличать достоверную информацию от мифов и домыслов, рассказать, что мы живём в очень интересное время в очень интересном мире; родителям – помочь в выборе тем для совместного обсуждения с детьми и планирования семейных культурных мероприятий; учителям – предложить яркий наглядный материал, насыщенный интересной и достоверной информацией, для оживления уроков и внеурочной деятельности.

Мы выбираем важную тему, ищем специалиста, который может её раскрыть и подготовить материал, адаптируем его текст для школьной аудитории, компонуем это всё в формате стенгазеты, печатаем тираж и отвозим в ряд организаций Петербурга (районные отделы образования, библиотеки, больницы, детские дома, и т. д.) для бесплатного распространения. Наш ресурс в интернете – сайт стенгазет к-я.рф, где наши стенгазеты представлены в двух видах: для самостоятельной распечатки на плоттере в натуральную величину и для комфортного чтения на экранах планшетов и телефонов. Есть также группа Вконтакте и ветка на сайте питерских родителей Литтлван, где мы обсуждаем выход новых газет. Отзывы и пожелания направляйте, пожалуйста, по адресу: pangea@mail.ru.
 
 
 

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней» Астрофизик Сергей Борисович Попов (фото: roscosmos.ru).

Дорогие друзья! Герой нашего выпуска – астрофизик, доктор физико-математических наук, профессор Российской академии наук, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института им. Штернберга Московского государственного университета, лауреат нескольких престижных премий в области науки и просвещения – Сергей Борисович Попов. Он в равной степени известен и как крупный учёный, и как выдающийся популяризатор, что случается нечасто. Именно такой человек может рассказать о своей научной области лучше всех. И мы считаем большой удачей для нашего проекта, что Сергей Борисович согласился поучаствовать в создании этого выпуска, – особенно сейчас, когда астрономия снова вошла в список обязательных школьных предметов (приказ №506 Минобрнауки от 7 июня 2017 года).

При подготовке выпуска мы ориентировались на вебинар корпорации «Российский учебник», в рамках которого Сергей Борисович 9 июня 2017 года прочитал лекцию «Главные астрономические открытия: со времён Галилея до наших дней».

Какие бывают открытия?

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней» Архимед на пороге открытия основного закона гидростатики (Walther Hermann Ryff / Deutsche Fotothek, 1547 год).

Сегодня мы попробуем бросить взгляд на историю астрономических открытий. Нас будет интересовать не столько исторический аспект, сколько смысл, суть этих открытий. Астрономия – наука наблюдательная, и самое главное, что здесь происходит, это – открытия. Подчеркну, речь идёт не о теоретических результатах, а именно о наблюдательных открытиях. Попытаемся понять, какими бывают открытия, какими свойствами они должны обладать, чтобы войти в десятку действительно величайших в истории человечества.

Неожиданные. Самое главное, открытие – это, конечно, что-то неожиданное. Так бывает не всегда. Вот, например, два относительно свежих астрономических и физических открытия: бозон Хиггса и гравитационные волны. Это очень важные открытия, но их никак не назовёшь неожиданными. Для открытия бозона Хиггса специально создавался Большой адронный коллайдер, для открытия гравитационных волн – детектор LIGO (а до этого и другие детекторы). Мы будем говорить об открытиях, которые были действительно неожиданными, где элемент внезапности был очень важен.

Противоречат здравому смыслу. На возражения оппонентов, утверждающих, что теория относительности противоречит здравому смыслу, Эйнштейн отвечал: «Здравый смысл – это сумма предубеждений, приобретённых до восемнадцатилетнего возраста». У нас есть в голове какая-то, пусть плохо выраженная словами, картина мира. Мы что-то себе представляем на основе собственного опыта, который, естественно, ограничивается классическим миром. Мы непосредственно не видим квантовые процессы, не видим процессы, которые требуют привлечения Теории относительности, специальной или общей. Большие открытия должны противоречить «массовому» здравому смыслу. Ещё интересней, если они противоречат здравому смыслу профессионалов в своей области.

Понятные на словах. В прошлом все большие открытия были понятны на словах. В современном мире есть много очень важных результатов, о которых невозможно рассказать коротко, понятно и точно. Нужно очень много контекста. Собственно ради этого люди и учатся в школе и узнают что-то из фундаментальных наук – чтобы у них расширялся этот контекст, чтобы расширялся круг того, о чём можно было понятно рассказать на словах. Поскольку, чем больше правильных слов они знают, чем больше связи между этими словами они устанавливают у себя в голове, тем больше нового они могут усвоить с относительной лёгкостью.

Ставят не точку, а многоточие. Бывают важные результаты, которые можно назвать не открытием, а скорее закрытием. На основе какой-либо гипотезы развивалась модель, а новый экспериментальный, наблюдательный результат ставит крест на этой модели, не даёт науке развиваться дальше в этом направлении. Мы же будем говорить о таких важных открытиях, которые давали возможность для развития науки в новом направлении.

Меняют картину мира. Ну и, наконец, самое главное: большие открытия должны существенно менять картину мира. Условно говоря, нужно переписывать учебник. И для астрономии это особенно большая проблема. Учебники по астрономии (если пытаться включать них современную астрофизику) очень быстро устаревают. Скажем, экзопланеты (планеты у других звёзд) вообще начали открывать только в 90-е годы XX века. В этом смысле всё написанное до 90-х годов требует дополнения. Ускоренное расширение Вселенной открыли в самом конце XX века. Новые результаты появляются постоянно, и, поэтому, пытаться в учебнике передать современную астрофизическую картину мира – сложная задача. В некоторых областях даже научно-популярные книги писать тяжело. Как писать книгу, например, по экзопланетам, если в этой области постоянно происходит что-то новое? Только написал книгу, сдал в печать, а тут открыли систему из семи землеподобных планет у звезды TRAPPIST-1 или планету у Проксима Центавра (ближайшей к Солнцу звезды), и книга сразу становится неполна, нужно очень много чего менять и дописывать.

«Горячая десятка»

Давайте начнём с того, что в список не попало. Во-первых, всё, что остаётся – пусть самой лучшей, пусть стандартной, пусть общепринятой, но – гипотезой. Это, например, тёмное вещество и чёрные дыры. Формально нельзя сказать, что тёмное вещество достоверно и однозначно открыто, и что чёрные дыры достоверно и однозначно открыты. И, хотя среди астрофизиков мало кто сомневается, что и то, и другое существует, но такие учёные всё же есть. Поэтому альтернативные гипотезы в этих областях пока имеют право на существование, и в этом смысле настоящего открытия тёмного вещества и чёрных дыр не состоялось.

Не вошли в список, например, космические лучи и нейтрино – по той причине, что это, скорее, физика, хотя и имеет самое прямое, очень важное отношение к астрофизике. Не попало появление спектрального анализа и наблюдения в разных диапазонах спектра, потому что это технические достижения, хотя и очень важные. В список не вошли квазары (одни из самых ярких в видимой Вселенной астрономические объекты). Более того, когда я первый раз составлял десятку, квазары туда попали, а вот нейтронные звезды оказались в списке важности на одиннадцатом месте. Сейчас я склонен переставить их местами. Разные астрофизики, скорее всего, составили бы немного разные такие десятки. Так что, естественно, нужно относиться к этому списку не как к догме, а как к руководству к действию.

Открытия Галилея

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
По преданию, голландский оптик Иоанн Липперсгей подсмотрел идею увеличительной трубы у своих детей, которые, играя, случайно расположили пару линз нужным образом. Гравюра 1863 года (gettyimages.com).

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Иоанн Липперсгей в мастерской (erkantozluyurt.com).

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
И ещё одна гравюра, изображающая Иоанна Липперсгея, который выбирает линзы для телескопа (s-media-cache-ak0.pinimg.com).

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Одно из первых изображений телескопа, 1624 год. Гравюра Адриана ван де Венне. Он владел книгопечатней недалеко от оптической мастерской Иоанна Липперсгея (let.leidenuniv.nl).

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Галилей показывает телескоп правителю Венеции Леонардо Донато в 1609 году (H.J. Detouche, 1754 год), фрагмент.

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
То же самый сюжет: Галилей показывает телескоп правителю Венеции. Фреска Джузеппе Бертини, 1858 год, фрагмент.

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Галилей под домашним арестом (Solomon Alexander Hart, Wellcome Library, London, 1847 год), фрагмент.

Начнём мы с открытий Галилео Галилея, объединив их все в один пункт. Итак, в начале 17 века люди начали создавать подзорные трубы. Если взять подзорную трубу и посмотреть на астрономический объект, то получится телескоп. И это сразу привело к нескольким важным открытиям, причём их одновременно и независимо совершали много людей в разных частях Европы. Поскольку никакого Твиттера в начале XVII века не было, очень трудно было быстро сообщить о своём открытии. Люди потихонечку работали, смотрели на разные объекты в свои простенькие подзорные трубы и телескопы и что-то открывали независимо друг от друга.

Но именно Галилей, будучи одним из самых сильных учёных своего времени, делал это систематически. Он сделал из этих открытий много важных выводов и уложил их в достаточно стройную научную систему. Поэтому эти открытия мы ассоциируем, маркируем именем Галилео Галилея. Хотя, конечно, если внимательно посмотреть, многие из этих открытий немножечко раньше (или одновременно, но, безусловно, независимо от Галилея) совершили другие люди.

Спутники Юпитера

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Галилей наблюдает за спутниками Юпитера на площади Сан-Марко, Венеция (Wellcome Library, London).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Примерно такими Галилей мог наблюдать Юпитер и его четыре крупнейших спутника. Современное фото, сделанное с помощью 300-мм объектива (Andrey Fimushkin).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Сравнительный размер галилеевых спутников Юпитера (NASA/JPL/DLR).

 

Может быть, это самое важное открытие Галилео Галилея. Четыре крупных спутника Юпитера имеют размер примерно с Луну: Юпитер сам по себе очень большая планета, в сотни раз тяжелее Земли, у него и спутники должны быть тяжёлыми. Скорее, необычно, что у Земли такой тяжёлый спутник, как Луна. Поэтому для Луны придуман особый механизм формирования. Это не совместное образование планеты и спутников в протопланетном диске, не захват, а столкновение Земли с крупным телом размером примерно с Марс на раннем этапе эволюции Земли. Но для Юпитера эти четыре гигантских спутника – нормальное явление. Их было бы видно даже невооружённым глазом, если бы не яркость самого Юпитера (или не близость спутников к нему). Телескоп в данном случае нужен в первую очередь не для того чтобы увидеть слабый объект, а для того, чтобы эту картинку – Юпитер и спутники рядом – растянуть, чтобы глаз мог разглядеть эти мелкие детали. Галилею это удалось. И в чём же особая важность этого открытия? В том, что мы увидели миниатюрную Солнечную систему. Всё-таки, ключевой научный спор начала XVII века – крутится ли всё вокруг Земли или нет. Любой контрпример крайне важен. А здесь мы сразу видим маленькую систему: Юпитер, вокруг него крутятся четыре спутника, можно посчитать период их обращения, он составляет в среднем несколько дней. Это очень быстро – любой, даже не слишком терпеливый и квалифицированный наблюдатель может убедиться, что эти объекты вращаются вокруг Юпитера. Значимость открытия выходит за пределы астрономической, это действительно меняет картину мира, лишает Землю уникальности как центра вращения.

Пятна на Солнце

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Зарисовки солнечных пятен из хроники английского монаха Иоанна Вустерского, 1128 год.

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Пятна на Солнце 19-20 февраля 2013 года (NASA/SDO/AIA/HMI/Goddard Space Flight Center).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Гигантское пятно на звезде HD 12545 в созвездии Треугольника (K. Strassmeier (U. Wein), Coude Feed Telescope, AURA, NOAO, NSF).

Пятна на Солнце (участки пониженной температуры) бывают очень крупные. Солнечный диск в 107 раз больше, чем земной, поэтому пятна, которые вы видите на снимках, по своим размерам обычно гораздо больше Земли. Бывают настолько крупные пятна, что они видны даже невооружённым глазом, особенно, если смотреть через дымку. Есть соответствующие записи в летописях. Но это редкие неповторяющиеся события, и они выглядели почти как чудо. А с появлением телескопов появилась возможность наблюдать пятна на Солнце хоть каждый день, если только Солнце не находится в минимуме активности. На всякий случай напомню, что смотреть на Солнце в телескоп без фильтра нельзя. Есть замечательная шутка, что в телескоп на Солнце можно посмотреть два раза, а в бинокль – один раз. И лучше этого не делать ни одного раза без специальной аппаратуры. Галилей это очень хорошо понимал и проецировал изображение Солнца на экран, что гораздо безопаснее.

Это, наверное, единственное астрономическое открытие, которое во многих языках мира вошло в пословицы и поговорки («и на Солнце есть пятна») и означает, что даже такие «надлунные», небесные объекты, как Солнце, – не совершенны. Это характеризует философскую значимость открытия. Более того, совершенный объект не только не должен содержать каких-то дефектов, а, что ещё более важно, вообще не должен меняться. А пятна на Солнце появлялись и исчезали за несколько дней (или неделю, в зависимости от размера пятна), что делало надлунный мир ещё более мирским, приближало его к нам с некоторых философских позиций. Кстати, на классических портретах членов Политбюро СССР у Горбачёва не было родимого пятна, его всегда ретушировали. Это прекрасная иллюстрация того, как было плохо некоторым, что на Солнце обнаружились пятна. Наличие пятен на Солнце позволило впервые определить период его вращения. Поскольку крупные пятна живут всё-таки долго, несколько недель, Солнце успевает сделать оборот вокруг своей оси, и мы можем пронаблюдать, как характерная группа солнечных пятен ушла за край Солнца, а потом вышла с другой стороны. И мы можем прямо определить период вращения Солнца. Это открытие важно с астрономической точки зрения как инструмент изучения нашей ближайшей звезды.

Горы и ущелья на Луне

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Рисунок рельефа поверхности Луны, выполненный Галилеем в 1609 году (yung.scienceontheweb.net).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Этот впечатляющий снимок Земли над лунным кратером Комптона был сделан Лунным орбитальным зондом (LRO) 12 октября 2015 года (NASA/GSFC/Arizona State University).

Почему это так важно? Вот люди открыли Америку, открыли, что в Америке есть горы и ущелья, открыли Австралию – и там тоже есть горы и ущелья. Но никто не считал это чем-то особенным. Потому, что все понимали, что это часть Земли. А Луна всё-таки в небесном мире, и поэтому обнаружение там гор и ущелий вызвало протест. Чтобы убедиться, насколько велик был дискомфорт, вспомним замечательное утверждение философа из Флоренции Лодовико делле Коломбо. Он предположил, что видимый рельеф Луны залит сверху абсолютно прозрачным твёрдым веществом, поверхность которого – идеальная сфера, как и полагается небесным телам. И снова мы видим, как астрономическое открытие пробивает брешь в некоторой искусственной философской картине мира и выходит таким образом за рамки чистой астрономии.

Фазы Венеры

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
«Венера была видна на западе как вечерняя звезда, она становилась все больше, однако освещённая часть поверхности уменьшалась, превращаясь в тонкий серп. Венера обращается по орбите, расположенной между Землёй и Солнцем. В этот период она приближалась к Земле, и её видимый диаметр увеличивался. Однако её серп становился все ýже, потому что Венера приближалась к линии, соединяющей Землю и Солнце. Вскоре после этого Венера будет сиять над восточным горизонтом в предрассветном небе как утренняя звезда» (Daniel Herron по материалам Astronomy Picture Of the Day).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Зарисовка фаз Венеры, сделанная Галилео Галилеем (Museum of Science, Florence).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Картина смены фаз и изменение видимого размера Венеры согласно моделям мира Клавдия Птолемея и Николая Коперника (starrynighteducation.com с изм.).

Говорят, что есть люди, которые видят фазы Венеры невооружённым глазом. Это довольно трудно. В телескоп фазы Венеры видны хорошо, и их можно наблюдать регулярно. Почему это так важно? Потому что фазы Венеры вместе с данными о размере диска Венеры (обращу внимание, что меняется видимый размер диска), конечно, говорит о том, что, чем больше кажется Венера, тем она ближе к Земле, и наоборот. Так вот, если мы объединим данные по фазам, по размеру диска и по блеску, мы поймём, что объяснить их можно, только, если Венера вращается вокруг Солнца. Когда она маленькая, яркая и мы видим весь диск, она находится практически за Солнцем. Получить всё то же самое в модели, когда Венера всегда находятся между нами и Солнцем (как следует из геоцентрической модели), просто невозможно. И поэтому обнаружение фаз Венеры было очень сильным аргументом в пользу того, что Венера вращается вокруг Солнца, и, соответственно, в пользу гелиоцентрической картины мира.

Звёзды в Млечном Пути

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
На этом снимке, помимо широкой полосы Млечного Пути, видна также яркая Венера, след метеора и даже дым от взлетающей ракеты Ариан-5, запущенной с космодрома Куру во Французской Гвиане (Matipon Tangmatitham, Astronomy Picture Of the Day).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Панорамный вид Млечного Пути в направлении созвездия Лебедя (Eclipse.sx).

 

Показывая на одной из популярных лекций фотографию Млечного Пути, я, наконец, впервые услышал то, о чём только подозревал. Один ребёнок сказал: «Но это же фотомонтаж, Млечный Путь никогда не бывает виден!» Стало ясно, что есть на свете люди, (например, современные дети), которые никогда не видели достаточно тёмного звёздного неба. И не знают, что Млечный Путь может быть очень хорошо виден и, сделав снимок с достаточно большой выдержкой, можно получить впечатляющую полосу Млечного Пути с разными деталями, о которых мы ещё будем говорить, и это никакой не фотомонтаж. Так вот, Галилей обнаружил, что Млечный путь состоит из звёзд. Почему это было так важно? Практически одновременно с телескопами появились и микроскопы, и люди не только в большом надлунном мире, но и в маленькой капле воды, увидели что-то новое. Впервые стало наглядно ясно, что человеческие органы чувств недостаточны для постижения этого мира в полном объёме. Представьте, насколько велик должен был быть шок. Тысячи лет люди – философы, учёные, – строили мысленную модель Венеры, основываясь только на том, что они могут увидеть своими глазами. И вдруг оказалось, что это очень мало, и природа устроена гораздо богаче. Мы всё это время даже не видели бóльшую часть звёзд! И в капле воды, как оказалось, есть мельчайшие организмы, там кипит какая-то жизнь, и, соответственно, раньше картина мира была существенно неполна.

Таким образом, эти пять галилеевских открытий представляют собой идеальные иллюстрации того, что такое крупное астрономическое открытие. Это наблюдательное открытие, которое можно любому человеку описать простыми словами, и каждое из которых сильно меняет сложившуюся картину мира.

Планета Уран

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Уран был открыт в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем. Так же, как у Юпитер и Сатурна, у Урана есть кольца и спутники (NASA and Erich Karkoschka, University of Arizona).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Гершель и его сестра Каролина (в будущем почётный член Королевского астрономического общества Великобритании) полируют зеркало телескопа. Литография А. Дите, 1896 год (Wellcome Library).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Модель телескопа, с помощью которого Уильям Гершель в 1781 году обнаружил Уран (Museum of Astronomy in Bath. Mike Young).

Мы двигаемся дальше и поговорим ещё о девяти сюжетах. Сделаем довольно большой скачок во времени, следующее открытие – открытие Урана, конец XVIII века. Это вовсе не означает, что между началом XVII и концом XVIII века ничего в астрономии не происходило – было много важных результатов, много важных работ, но десять – такое число, куда всего не уложишь.

Итак, открытие Урана. Почему это важно, почему это настолько существенное открытие, что оно удовлетворяет всем нашим базовым признакам: наблюдательное открытие, неожиданно, всем понятно и безусловно переписывает учебники. В то время достоверной космографией было описание Солнечной системы. Люди представляют себе размеры планет, размеры Солнца, расстояния между ними. Можно было нарисовать схему мира, и она, если не брать в расчёт кометы, заканчивалась Сатурном. И вот открывается Уран. Объем достоверного мира, который можно было уложить в голове, резко увеличивается (хотя бы просто потому, что объём пропорционален кубу радиуса). Как открытие Америки, Австралии или Антарктиды заполняло белые пятна на глобусе, так и открытие Урана добавляло на картинке Солнечной системы ещё один шарик. (Кстати, возможно, что, будь Уран поярче, в неделе у нас было бы не семь дней, а восемь – понимаете, почему?).

Расстояние до звёзд

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Принцип параллакса на простом примере.

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Способ определения расстояния до звёзд с помощью измерения угла видимого смещения (параллакса).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Томас Хендерсон, Василий Яковлевич Струве и Фридрих Бессель впервые измерили расстояния до звёзд методом параллаксов.

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Схема расположения звёзд в радиусе 14 световых лет от Солнца. Включая Солнце, в этой области находятся 32 известные звёздные системы (Inductiveload / wikipedia.org).

Следующее открытие (30-е годы XIX века) – определение звёздных параллаксов. Учёные давно подозревали, что звёзды могут быть похожими на далёкие солнца. Однако это всё-таки была гипотеза, причём, я бы сказал, до этого времени практически ни на чём не основанная. Было важно научиться напрямую измерять расстояние до звёзд. Как это делать, люди понимали достаточно давно. Земля вращается вокруг Солнца, и, если, например, сегодня сделать точную зарисовку звёздного неба (в XIX веке сделать фотографию было ещё нельзя), подождать полгода и повторно зарисовать небо, можно заметить, что часть звёзд сместилась относительно других, далёких объектов. Причина проста – мы смотрим теперь на звёзды с противоположного края земной орбиты. Возникает смещение близких объектов на фоне далёких. Это точно так же, как если мы вначале посмотрим на палец одним глазом, а потом другим. Мы заметим, что палец смещается на фоне далёких объектов (или далёкие объекты смещаются относительно пальца, в зависимости от того, какую мы выберем систему отсчёта). Тихо Браге, лучший астроном-наблюдатель дотелескопической эпохи, пытался измерить эти параллаксы, но не обнаружил их. По сути, он дал просто нижний предел расстояния до звёзд. Он сказал, что звёзды как минимум дальше, чем, примерно, световой месяц (хотя, такого термина тогда, конечно, ещё не могло быть). А в 30-е годы развитие технологии телескопических наблюдений позволило точнее измерять расстояния до звёзд. И не удивительно, что сразу три человека в разных частях Земного шара провели такие наблюдения для трёх разных звёзд.

Первым формально правильно расстояние до звёзд измерил Томас Хендерсон. Он наблюдал Альфу Центавра в Южном полушарии. Ему повезло, он практически случайно выбрал самую близкую звезду из тех, которые видны невооружённым глазом в Южном полушарии. Но Хендерсон считал, что ему не хватает точности наблюдений, хотя значение он получил правильное. Ошибки, по его мнению, были большими, и он результат свой сразу не опубликовал. Василий Яковлевич Струве наблюдал в Европе и выбрал яркую звезду северного неба – Вегу. Ему тоже повезло – он мог бы выбрать, например, Арктур, который гораздо дальше. Струве определил расстояние до Веги и даже опубликовал результат (который, как потом оказалось, был очень близок к истине). Однако он несколько раз его уточнял, изменял, и поэтому многие посчитали, что нельзя верить этому результату, поскольку сам автор его постоянно меняет. А Фридрих Бессель поступил по-другому. Он выбрал не яркую звезду, а ту, которая быстро двигается по небу – 61 Лебедя (само название говорит, что, наверное, она не очень яркая). Звёзды немножко двигаются относительно друг друга, и, естественно, чем ближе к нам звёзды, тем заметнее этот эффект. Точно так же, как в поезде придорожные столбы очень быстро мелькают за окном, лес лишь медленно смещается, а Солнце фактически стоит на месте. В 1838 году он опубликовал очень надёжный параллакс звезды 61 Лебедя и правильно измерил расстояние. Эти измерения впервые доказали, что звёзды – это далёкие солнца, и стало ясно, что светимость всех этих объектов соответствуют солнечным значением. Определение параллаксов для первых десятков звёзд позволило построить трёхмерную карту солнечных окрестностей. Всё-таки человеку всегда было очень важно строить карты. Это делало мир как бы чуть более контролируемым. Вот карта, и уже чужая местность не кажется такой загадочной, наверное там не живут драконы, а просто какой-то тёмный лес. Появление измерения расстояний до звёзд действительно сделало ближайшую солнечную окрестность в несколько световых лет какой-то более, что ли, дружелюбной.

Межзвёздная среда

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Йоханнес Хартман (Иоганн Гартман), немецкий астроном. Впервые доказал, что межзвёздное пространство не пустое.

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Наша Галактика по представлению Уильяма Гершеля. Солнце помечено звёздочкой чуть левее центра. «Пасть крокодила» появилась из-за того, что тёмное газопылевое облако в созвездии Стрельца закрывает от нас звёзды (daisy.astro.umass.edu с изм.).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Наша Галактика по представлению голландского астронома Якобуса Каптейна. Показаны центр Галактики и положение Солнца (astronomy.ohio-state.edu).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Компьютерная модель нашей Галактики. Она относится к типу спиральных галактик с перемычкой. Диаметр Галактики – около 100 тысяч световых лет, средняя толщина – около 1000 световых лет, количество звёзд – около 300 миллиардов (nasa.gov с изм.).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Галактику M104 из-за её характерной формы астрономы называют «Сомбреро». Отчётливо видно ребро из тёмного пылевого вещества (NASA/ESA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA).
 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Звёзды, просвечивающие сквозь облако тёмной межзвёздной пыли в созвездии Стрельца (Hubble Heritage Team, AURA/ STScI / NASA)

Когда мы смотрим на фотографии Млечного Пути, мы видим, что он какой-то клочковатый. Все эти тёмные провалы и прожилки – это не отсутствие звёзд, это пыль, которая закрывает эти звёзды. В самом начале XX века, в первую очередь трудами Иоганна Гартмана, удалось показать, что пространство между звёздами, даже там, где не видно непосредственно никаких облаков газа и пыли, не совсем пусто. Это удалось определить по очень точным и детальным анализам спектров звёзд. Был получен спектр звезды, и в этом спектре обнаружены линии, не типичные ни для звёзд, ни для земной атмосферы. Кроме того, было обнаружено, что эти спектры смещены из-за эффекта Доплера. Значит, газ, который формирует эти линии поглощения, двигается не с такой скоростью, как звезда. То есть по анализу спектров, по такому деликатному способу препарирования излучения удалось обнаружить невидимый другим способом газ между звёздами, в межзвёздном пространстве. И это многое поменяло, и в первую очередь, модели строения нашей Галактики. Уже Гершель в XVIII веке пытался строить модель нашей Галактики. Со времён Галилея стало ясно, что звёздная система, внутри которой мы находимся, уплощённая. Это достаточно плоский диск. Но где мы находимся внутри этого диска, и какие размеры у этого диска, сказать было трудно. Гершель использовал так называемый «метод черпков». Он, будучи дотошным наблюдателем, который делал к тому же самые лучшие телескопы своего времени, пошёл самым прямым путём. Он выбирал площадки на небе, в разных его частях, по-разному ориентированных относительно Млечного пути, то есть плоскости нашей Галактики, и считал количество звёзд в этих площадках. Естественно, идея была в том, что там, где больше звёзд, Галактика тянется дальше. Представьте себе, что вы заблудились в лесу. Вы пойдёте туда, где светлее, где деревьев меньше. Вам кажется, что там лес быстрее закончится. На рисунке показана схема Галактики по Гершелю. Мне она всегда напоминала крокодила. И там, где пасть крокодила, есть тёмное облако, которое закрывает от нас далёкие звёзды. Мы, согласно Гершелю, оказываемся вблизи центра Галактики. Как раз потому, что он не учитывал это поглощение. Если вы плывёте в тумане как Ёжик, то вы всегда будете в центре той сферы, которая доступна вашему взгляду. И вы не сможете увидеть, что находитесь на краю какой-то структуры, потому что доступная вам область меньше, чем эта структура. Поэтому вам кажется, что вы находитесь в центре. И даже в начале XX века, несмотря на то, что размеры Галактики были уже определены почти правильно, учёные всё равно полагали, что мы находимся вблизи центра, потому что снова было неправильно учтено поглощение света в межзвёздной среде.

Мир галактик

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Эдвин Хаббл у 100-дюймового (2.5-метрового) телескопа, который послужил для измерения расстояний до галактик, величины красного смещения и скорости расширения Вселенной (Palomar Observatory, futura-sciences.com).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Галактика Туманность Андромеды на фотопластинке Эдвина Хаббла. Хаббл обнаружил, что звезда, первоначально помеченная им как новая (N), на самом деле является переменной (VAR), похожей на хорошо изученные переменные звёзды в нашей Галактике. Хаббл подсчитал расстояние до этой звезды и обнаружил, что она была гораздо дальше, чем все известные звёзды. Из этого следовало, что «туманность» Андромеды является отдельной галактикой (Pearson Education / Addison-Wesley).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Гебер Кёртис и Харлоу Шепли, участники «Великого спора о природе спиральных туманностей».

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Спиральная галактика, вид сбоку: диск (звёздный и пылевой), центральное вздутие (балдж) и галó, которое далеко простирается за видимую часть галактики и состоит из разрежённого горячего газа, звёзд и тёмной материи.

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Галактика NGC 891, открытая Гершелем в 1784 году, считается очень похожей на нашу Галактику (Adam Block / Mount Lemmon SkyCenter / University of Arizona).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Классификация галактик, предложенная в 1936 Эдвином Хабблом. Изображения галактик сделаны орбитальными телескопами Спитцер и Хаббл (SIGNS, с изм.).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Красивая группа взаимодействующих галактик (Arp 273) в созвездии Андромеды находится на расстоянии 300 млн световых лет от нашей Галактики. Снимок орбитального телескопа Хаббл (NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team, STScI/AURA)

Итак, в начале XX века, отчасти благодаря открытию межзвёздного поглощения, люди начали правильно понимать параметры нашей Галактики и наше место в ней. Оставалось открыть мир галактик.

Довольно забавно, что всего лишь 100 лет назад люди не были уверены в существовании галактик. Если вы с помощью машины времени отправитесь на 100 лет назад и, чтобы не скучать, возьмёте с собой плеер и полный набор Звёздных войн, то начало фильма будет людям того времени непонятно. Они спросят, а что это такое – «далёкие-далёкие галактики»? В 1920 году в Национальном музее естественной истории в Вашингтоне был проведён публичный диспут между Гебером Кёртисом и Харлоу Шепли о природе спиральных туманностей. Со времён создания первых крупных телескопов люди поняли, что многие туманности, видимые на небе, имеют особую спиральную структуру. И довольно быстро люди начали подозревать, что это структуры, похожие на нашу Галактику. Но доказать это было чрезвычайно трудно, поскольку даже разглядеть отдельные звёзды в этих туманностях не удавалось. Кёртис считал, что спиральные туманности – это гигантские звёздные системы, звёздные острова за пределами нашей Галактики. А Шепли, несмотря на то, что он был очень хорошим астрофизиком, отстаивал, как мы теперь знаем, неправильную точку зрения, что все эти туманности находятся внутри нашей Галактики, которая и есть вся Вселенная. Конечно, в таких спорах истина не рождается, этот диспут остался в истории как интереснейшее интеллектуальное шоу. И ответ, конечно же, пришёл благодаря наблюдениям.
Ключевой вклад в понимание структуры космоса внёс Эдвин Хаббл, в начале 1920-х годов начавший работать с новым 2,5-метровым телескопом. По тем временам это был самый мощный телескоп в мире. Сейчас такие телескопы гораздо доступнее, отдельные университеты относительно легко могут получать телескопы такого диаметра. Хаббл с помощью этого телескопа обнаружил особые переменные звёзды, цефеиды, в нескольких близких галактиках, в первую очередь, в Туманности Андромеды. Посмотрите на фотографию из реальной работы Хаббла (благо, теперь все, по крайней мере, классические статьи доступны в интернете). Разными символами обозначены цефеиды – переменные звёзды, которые обладают замечательным свойством – они пульсируют, причём это действительно физические пульсации. Такая звезда становится ярче, когда сжимается (потому, что нагревается). И период пульсации хорошо связан со светимостью звезды. То есть, если вы наблюдаете период пульсации и видите видимый блеск звезды, вы можете измерить расстояние до неё. Это обнаружила в начале XX века Генриетта Ливитт. Это очень здорово, поскольку измерить параллаксом расстояние до звёзд в Туманности Андромеды невозможно. Хаббл наблюдал большое количество цефеид (очень важно, что именно большое количество, не одну-две цефеиды, это и до Хаббла было сделано), надёжно проведя крупномасштабное исследование, и смог определить расстояние до нескольких близких галактик.

В этот момент перед человечеством действительно раскрылся удивительный мир галактик. Оставалось сделать последний важный шаг и открыть самое грандиозное явление, происходящие в природе, – расширение Вселенной.

Расширение Вселенной

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Рисунок из статьи Хаббла «Связь между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей».

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Расширение Вселенной на простом примере: галактики приклеены к шарику и не увеличиваются в размере, а расстояние между ними растёт по мере надувания шарика (sinapress.ir).

График, который вы видите, – это самая главная научная картинка в мире. Это первая картинка, которая показывает глобальнейший процесс – расширение Вселенной. Это иллюстрация из работы Хаббла 1929 года. По горизонтальной оси – расстояние до галактики, по вертикальной – скорость её удаления. Для нескольких галактик скорость отрицательная (они приближаются к нам). Хаббл мужественно провёл прямую линию через эти точки, и теперь мы называем именно это «законом Хаббла». Очень простой и одновременно очень важный закон. Скорость удаления объекта прямо пропорциональна собственному расстоянию до него. Вселенная расширяется. Что было нужно Хабблу для этого результата? Во-первых, нужно было научиться получать хороший спектр, чтобы измерять скорости, во-вторых, нужен был метод определения расстояний. Спектры и определения скоростей уже делали до него. Уже определили, что галактики в среднем удаляются от нас. С расстояниями было сложнее. Хаббл придумал очень хороший способ. Вот смотрите: есть нации низкорослые, а есть высокорослые. Но максимальный рост везде примерно одинаковый (посмотрите олимпийский турнир по баскетболу – все сборные примерно одного роста). То есть самые высокие люди везде одинаковые. Так и для звёзд: самые яркие звёзды примерно одинаковы в каждой галактике. На самом деле Хаббл выбрал не звёзды, а яркие туманности, подсвеченные большим количеством звёзд, но, волею судеб, они тоже одинаковые в разных галактиках, и поэтому относительное расстояние всё равно он определил правильно, хоть с систематическим сдвигом. Итак, Хаббл смог установить удивительный факт: все галактики от нас удаляются, и, чем дальше они находятся, тем быстрее удаляются.

Означает ли это, что мы находимся в центре расширения Вселенной? Ничего подобного. Если мы перелетим на соседнюю Галактику, мы увидим то же самое. Можно прыгать с галактики на галактику, и всегда нам будет казаться, что все галактики от нас удаляются. Потому, что расширяется, собственно, Вселенная. Можно говорить, что расширяется пространство, но более правильно говорить, что изменяется метрика. Там есть такой коэффициент, который растёт со временем, и в этом смысле иллюстрация с надувающимся шариком, где сами галактики приклеены к шарику и не раздуваются по ходу расширения, (тем не менее, расстояние между ними растёт), ухватывает очень важное свойство расширение Вселенной. Это, возможно, действительно одно из самых важных открытий, а в неживой природе, я бы сказал, это самое главное открытие. Весь мир вдруг предстал эволюционирующим. Второе сравнимое открытие – открытие биологической эволюции. Изменчивость, эволюционность, – это чрезвычайно важное свойство нашего мира, и при этом достаточно понятное. Об этом может быть рассказано простыми словами безо всяких формул.

Реликтовое излучение

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Арно Пензиас и Роберт Уилсон – первооткрыватели космического микроволнового фона (v.uecdn.es).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Рупорная антенна Пензиаса и Уилсона в Нью-Джерси (фото: NASA).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Панорама неоднородностей реликтового излучения Вселенной. Красные цвета означают более горячие области, а синие цвета — более холодные области (NASA / WMAP Science Team).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Георгий Гамов и Ральф Альфер предсказали реликтовое излучение на основе созданной ими первой теории горячего Большого взрыва (encyclopedia.gwu.edu и aps.org).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Некоторая доля «шума» на телевизорах с аналоговой антенной вызвана именно реликтовым излучением.

Следующие важные открытия (включая открытие квазаров, которые не попали в список), были совершены в шестидесятые годы, и начнём мы в хронологическом порядке с обнаружения реликтового излучения.

Итак, Вселенная представлена расширяющейся. Значит, в прошлом плотность была больше (вся Вселенная расширяется, то есть в каждой точке плотность когда-то была больше). Довольно очевидно, что и температура была больше. Вопрос – насколько. Была ли Вселенная изначально горячей или холодной? Ответ дали Георгий Гамов и Ральф Альфер, которые изучали процесс так называемого первичного нуклеосинтеза. В какой-то момент своей эволюции (спустя несколько десятков секунд после начала расширения), Вселенная пришла в такое состояние, что уже могли происходить термоядерные реакции. Из частиц были только протоны и нейтроны, в том смысле, что не было ядер других элементов, но из протонов и нейтронов можно складывать другие ядра: гелий и, может быть, какие-то более тяжёлые.

Можно рассчитать, при каких температурах и плотностях идёт этот процесс. Оказывалось, что Вселенная должна быть горячей. Что всё-таки доминировать должно было излучение. После этого Вселенная расширяется, но изучение никуда не девается. У излучения слишком много фотонов, больше чем протонов в примерно миллиард раз. И это излучение должно было остаться с тех пор. Вселенная расширяется, при расширении всё, как известно, остывает (и излучение в том числе), поэтому современная температура излучения должна быть низкой. И Альфер и Гамов правильно рассчитали эту температуру – несколько кельвинов, грубо говоря, минус 270 градусов Цельсия. Это излучение совершенно случайно обнаружили в 1965 году Арно Пензиас и Роберт Уилсон. Их антенна зафиксировала шум, приходящий равномерно со всех сторон. Теоретики немедленно это объяснили, поскольку вся теория уже была готова, а Пензиас и Уилсон получили в 1978 году Нобелевскую премию по физике. На карте неоднородности реликтового излучения мы видим портрет Вселенной в молодости. Мы видим, как температура была распределена по Вселенной спустя примерно 300 тысяч лет после начала расширения. И поэтому мы многое напрямую узнаём об этой эпохе именно по реликтовому излучению. Важно также, что реликтовое излучение шло к нам через всю видимую вселенную, просвечивая её. Значит, вот эта карта вобрала в себя всю Вселенную. И поэтому самым важным инструментом космолога на сегодняшний день является реликтовое излучение.

Нейтронные звёзды

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Нейтронная звезда в разрезе (v.uecdn.es).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Магнитар (тип нейтронных звёзд с исключительно сильным магнитным полем). Рисунок (ESO/L. Calçada).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Джоселин Белл Бернелл, первооткрыватель пульсаров (alchetron.com).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Нейтронная звезда EXO 0748-676 (синяя сфера в изображении) вращается вокруг общего центра масс вместе с обычной звездой. Художник показал, как вещество обычной звезды перетекает на нейтронную звезду под действием её сильной гравитации (NASA).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Кассиопея A – остаток сверхновой в созвездии Кассиопея, на расстоянии 11 тысяч световых лет от Солнца. В результате взрыва, который произошёл примерно в 1680 году, образовалась нейтронная звезда – самая молодая из наблюдаемых нейтронных звёзд нашей Галактики. Изображение составлено из трёх фотографий. Красный цвет – данные в инфракрасном диапазоне (телескоп «Спитцер»), оранжевый – видимый диапазон (телескоп «Хаббл»), зелёный и синий – рентгеновский диапазон (телескоп «Чандра»). На врезке – иллюстрация художника (X-ray: NASA / CXC / UNAM / Ioffe / D.Page, P.Shternin et al; Optical: NASA / STScI; Illustration: NASA / CXC / M.Weiss).

Следующее важное открытие шестидесятых годов – нейтронные звезды. Нейтронными звёздами я занимаюсь профессионально, у меня даже есть про них популярная книжка «Суперобъекты: звезды размером с город». Открыты они были совершенно случайно, и это открытие в 1974 году было отмечено Нобелевской премией. Интересно, что девушка, которая их, собственно, и открыла, не была включена в число лауреатов – это считается одной из самых больших ошибок Нобелевского комитета. Нейтронные звёзды вобрали в себя всю физику, и это очень легко объяснить. Мы берём любой объект, начинаем его сжимать, и он становится всё концентрированнее. Выше температура, плотность, магнитные поля, гравитационные – всё интереснее и интереснее. Мы приближаемся к экстремальному режиму. Если вы пережмёте, то всё упадёт в чёрную дыру. И тогда информация к нам из-под горизонта не попадёт. А нейтронная звезда – это там, где природа вовремя остановилась. Часть процессов нам видна напрямую, если это происходит вблизи поверхности, часть не видна, потому что это происходит под поверхностью и в центре, но косвенными методами мы можем это вытаскивать. И это чрезвычайно важная, интересная область физики и астрофизики. Есть большая популяция самых разных нейтронных звёзд, их любят за эти экстремальные свойства. Пульсары используют для проверок теория гравитации, за открытие первой двойной нейтронной звезды (нейтронная звезда плюс нейтронная звезда) тоже дали Нобелевскую премию по физике. Это стало на тот момент лучшим тестом для проверки Общей теории относительности. Сейчас мы ждём, когда будут открыты слияния нейтронных звёзд и гравитационные волны от этого события. Это крайне интересно потому, что мы всё-таки хотим в деталях узнать, что находится внутри нейтронной звезды. Чтобы узнать, что находится внутри какого-то предмета, его надо разобрать. Чтобы разломать нейтронную звезду, нужна другая нейтронная звезда. Поэтому самый лучший способ это сделать – попытаться увидеть, как две нейтронные звезды сольются, при этом произойдёт яркая вспышка. И, по всей видимости, вспышки мы такие наблюдаем. Много важной информации приходит с гравитационными волнами. И мы ждём, пока детектор LIGO или достигнет такой чувствительности, чтобы точно за несколько месяцев увидеть это событие, или просто нам повезёт, и на расстоянии меньше, чем 100 млн световых лет произойдёт такое слияние, и тогда LIGO сможет это увидеть. Тогда мы сможем узнать, из чего состоят нейтронные звёзды. Это очень важный вопрос, важный не только для астрономии. То есть снова мы говорим о том, что важное астрономическое открытие выходит за рамки просто астрономии. В данном случае это будет важно для ядерной физики, и отчасти для физики элементарных частиц.

Планеты у других звёзд

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Экзопланета на орбите коричневого карлика 2M1207. Это первый в истории снимок экзопланеты (2004 год). Период её обращения вокруг звезды превышает 2450 лет (ESO Paranal Observatory).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Изменение блеска звезды Kepler-6, вызванное прохождением по её диску экзопланеты Kepler-6b. Год на этой планете длится всего 3,2 земных дня (Поташев Р. Е.).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Взгляд художника на закат трёх светил на предполагаемом спутнике планеты HD 188753 A b. Эта планета (размером примерно с Юпитер) обнаружена в 2005 году с помощью телескопа на вершине горы Мауна Кеа на Гавайях. Период обращения планеты вокруг главной звезды системы составляет чуть больше трёх дней.

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Фотография системы Беты Живописца (63 световых года от Солнца). Это самая быстровращающаяся из известных экзопланет: один оборот вокруг звезды она делает за 8 часов (ESO/A.-M. Lagrange et al.).

Поскольку люди давно подозревали, что звёзды – это далёкие солнца, то они подозревали и о том, что у других звёзд могут быть планеты. С какого-то времени их стали называть «экзопланеты», то есть планеты, вращающиеся не вокруг Солнца, а вокруг другой звезды. Очень простое, понятное определение. Но обнаружить экзопланеты очень трудно. Они маленькие, сами они светят слабо, находятся рядом с яркой звездой, и увидеть их непросто. Экзопланеты начали открывать разными способами разные группы исследователей. Только в 90-е годы XX века, 25 лет назад, была надёжно открыта первая экзопланета. Сейчас число надёжно открытых экзопланет – на уровне 5000.

Удивительно, что первая надёжно открытая планета была открыта в 1992 году у нейтронной звезды – радиопульсара. Это как у Стругацких: «Дети, запишите: «рыба сидела на дереве»». – «Учитель, но рыбы не сидят на деревьях!» – «Это была сумасшедшая рыба». Никто не думал, что планеты могут существовать вокруг нейтронных звёзд. Оказалось, что они там есть. Вот такая сумасшедшая планета. Недавно появилась статья, в которой обсуждается возможность существования жизни на таких планетах. Первая надёжная планета вокруг нормальной звезды (51 Пегаса b) была открыта в 1995 году Мишелем Майором и Дидье Кело. Но и до этого находили подобные объекты. Одна группа обнаружила в 1988 году объект, который казался планетой, и спустя 15 лет это удалось подтвердить. Это действительно планета, но «надёжной» она стала всего лишь 14 лет назад. В 1989 году открыли очень надёжный объект, но про него мы до сих пор не знаем – планета это или так называемый бурый карлик. В звёздах идут термоядерные реакции горения нормального водорода, его много, в планетах никакие термоядерные реакции не идут, а в бурых карликах идёт горение дейтерия (изотопа водорода), его мало, но, тем не менее, возникают такие «недозвёзды», которые называют бурыми карликами.

Что было неожиданного в открытии экзопланет? То, что первые открытые планетные системы оказались совершенно не похожими на нашу. Первые открытые планеты относились к классу так называемых «горячих юпитеров». Это гигантские газовые планеты, такие, как Юпитер, иногда больше раз в десять, которые находятся очень близко от своих звёзд. Они делают оборот вокруг своей звезды не за несколько лет, как наши гигантские планеты, а иногда – за несколько часов. Они едва ли не чиркают по диску звезды. Вскоре (это «вскоре» может означать миллионы лет) они упадут на свою звезду или перетекут на неё. Что удивительно, они не могли там образоваться никаким способом. Их надо было «делать» где-то далеко, а потом каким-то способом тянуть к звезде, и последние годы люди активно занимаются изучением этих процессов.
Открытие экзопланет – замечательный пример того, как было прорублено новое окно во Вселенную, появился новый тип объектов – открылась «бездна, экзопланет полна». Они очень необычные, они часто не похожи на планеты Солнечной системы, они явно имели другую историю формирования, имеют другой химический состав, и всё это очень интересно. Поэтому экзопланетная астрофизика сейчас одна из самых бурно развивающихся областей этой науки.

Ускоренное расширение Вселенной

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Состав Вселенной по данным WMAP (это космический аппарат НАСА, предназначенный для изучения реликтового излучения, образовавшегося в результате Большого взрыва). 74 % — тёмная энергия, 22 % тёмная материя, 3,6 % межгалактический газ, 0,4 % — наблюдаемые звезды (Nemets79).

 
 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Возможные сценарии эволюции Вселенной.

Наконец, последнее большое открытие – ускоренное расширение Вселенной. Если взять любую научно-популярную книжку о космологии, изданную до 2000 года, то, говоря о будущем Вселенной, авторы всегда обсуждали три сценария. Когда я преподавал в школе (с 1993 по 2002 год), то до 1998 года я рассказывал примерно то же самое. Итак, Вселенная начала расширяться, но самая главная действующая во Вселенной в большом масштабе сила (гравитация) стремится остановить это расширение. Дальше всё зависит от того, насколько много вещества, массы, насколько велика средняя плотность вещества. Если она больше некоторой критической, то всё это вещество схлопнется обратно, и, как это замечательно написано у Дугласа Адамса, получится обыкновенный gnab-gib, то есть big-bang наоборот. Если плотности не хватит, Вселенная будет расширяться всё медленнее и медленнее, но будет делать это всегда. Ну и, наконец, есть психологически приятный для нас промежуточный режим, когда расширение идёт всё медленнее и медленнее, и выходит на что-то постоянное. Мы подсознательно хотим какой-то стабильности в будущем, в том числе и в будущем нашей Вселенной. Такие три варианта всегда в основном рассматривались в популярной литературе. На самом деле космологи в своих книжках и статьях рассматривали и четвёртый вариант. И не только потому, что ключевой ингредиент этого варианта из совершенно других соображений придумал Эйнштейн в 1917 году, 100 лет назад. Во Вселенной может быть нечто, что заставляет её расширяться всё быстрее и быстрее. То, что работает «как будто» антигравитация. В Общей теории относительности никакой настоящей антигравитации нет. Но вы можете добавить нечто – какую-то среду, поле и ещё что-то, что обладает отрицательным давлением. И тогда в Общей теории относительности это будет приводить к кажущейся антигравитации. Приводить к тому, что объекты будут отталкиваться друг от друга, будучи погруженным в эту среду. Даже если объекты не погружать, у вас метрика будет расширяющейся. Так вот, неожиданно, в 1998 году две группы астрономов открыли это ускоренное расширение Вселенной. Они наблюдали сверхновые особого типа. Это взрывы белых карликов. Белый карлик – это то, что получится из Солнца, такой очень стабильный шарик. Но, если мы будем увеличивать массу белого карлика, то рано или поздно он взорвётся. Он взрывается, добравшись до некоторой критической массы, и поэтому такие взрывы (они называются взрывы сверхновых типа Ia) очень похожи друг на друга. Иногда о них говорят, что это «стандартные свечи». На самом деле взрыв происходит не точно на критической массе. Представьте себе: белый карлик и нормальная звезда. Вещество с нормальной звезды постепенно перетекает на белый карлик, у него растёт масса, она вырастает до критической и происходит взрыв. Тут всё более-менее должно быть стандартно. Но большая часть взрывов происходит по другой причине. У вас есть два белых карлика в системе, и они сливаются. Их масса может оказаться точно равна критической, но, скорее всего, она будет немного больше, а в некоторых случаях – почти в два раза. И поэтому взрывы разные. Но люди научились по характеру взрыва, по данным наблюдений рассчитывать светимость. Благодаря, в первую очередь, орбитальному телескопу имени Хаббла, удалось наблюдать сверхновые Ia на очень больших расстояниях. Это очень мощные взрывы, потому, что белый карлик при этом разрушаются целиком. Происходит глобальный термоядерный взрыв. Кстати, бóльшая часть железа, с которым мы имеем дело в повседневной жизни, родилась именно в результате взрыва в таких белых карликах. Так вот, наблюдая очень мощные взрывы на больших расстояниях, люди научились независимо определять расстояние до далёких галактик. С одной стороны, у нас есть красное смещение, и мы по космологической модели можем рассчитать это расстояние. А теперь мы его измеряем напрямую и сравниваем. И оказалось, что далёкие галактики находятся чуть-чуть дальше, чем им положено. То есть что-то в теории не так, нужно подкрутить какие-то параметры. И, когда попробовали это сделать, используя доступный космологический инструментарий, то оказалось, что надо добавить в уравнения тот самый лямбда-член, который ввёл Эйнштейн 100 лет назад, это нужно для того, чтобы Вселенную ещё немножко растянуть. И когда посчитали, сколько нужно вот этой необычной среды, оказалось что сейчас, в наше время, она доминирует. Результат был удивительным, сводится он сейчас к тому, что около 70% полной плотности нашей Вселенной связано именно с вот этой загадочной средой, которую назвали тёмная энергия. Энергия – потому, что её везде одинаково. Тёмное вещество можно «собрать в кучу», а тёмная энергия везде одинакова. И поскольку открытие было очень важное, его надо было перепроверить. Его довольно быстро перепроверили совершенно разными способами (не только по сверхновым), и поэтому спустя всего лишь несколько лет после публикации статьи, за открытие ускоренного расширения Вселенной была вручена Нобелевская премия. Строго говоря, мы не знаем, почему происходит это ускоренное расширение. Мы описываем, его вводя тёмную энергию. Мы не знаем, что это такое – то ли свойство вакуума, то ли какое-то новое физическое поле, люди над этим работают, ответа нет, это очень важный вопрос, очень интересная физическая загадка, и, скорее всего, не только астрофизическая, но и физическая. Но Вселенная, как минимум последние несколько миллиардов лет, действительно расширяется ускоренно, это очень надёжные данные. Это переписывает нашу картину мира, это меняет наше представление о будущем Вселенной.

Заключение

Напомним, почему мы выбрали именно эту десятку для нашего разговора. Все эти открытия существенно меняют текущую картину мира. Из-за каждого приходилось переписывать учебники. На первый взгляд они так или иначе противоречили здравому смыслу (по крайней мере, сложившемуся положению вещей): космос не пустой, Вселенная расширяется, другие планетные системы не похожи на нашу. Всё это, действительно, очень необычно. Но, я бы сказал, что это не создаёт какой-то интеллектуальный дискомфорт, а, наоборот, раскрывает горизонты, расширяет наше сознание. Все эти открытия создавали новые возможности для развития, они создали новые области исследований. Вот не было нейтронных звёзд, а теперь есть нейтронные звёзды. Я, например, занимаюсь нейтронными звёздами, значит, появилась моя узкая специализация. И эти открытия давали новые разные возможности, вплоть до прикладных. По невошедшим, как вы помните, в десятку квазарам мы теперь ориентируемся (космическая система ориентации построена на квазарах), а для межпланетных станций разрабатывается ориентация по нейтронным звёздам. Так что это действительно большие многообещающие открытия, о которых, к счастью, можно рассказать простым языком.

Что читать и смотреть?

 Стенгазета «Главные астрономические открытия: рассказ астрофизика Сергея Попова о десяти важнейших астрономических открытиях со времён Галилея до наших дней»
Книги, автором или соавтором которых является Сергей Попов (xray.sai.msu.ru).

«Суперобъекты: звёзды размером с город» (эта книга вошла в лонг-лист премии «Просветитель» 2016 года).

Научно-популярная страница Сергея Попова (со ссылками на видео- и телепрограммы, выступления на радио, интервью, статьи и пр.).

Календарь научно-популярных лекций.

Обзоры препринтов научных статей по астрофизике (пополняется каждый рабочий день).

Статьи Сергея Попова на arXiv.org – крупнейшем бесплатном архиве электронных публикаций научных статей и их препринтов.

Записи вебинаров для учителей по астрономии на Образовательном портале «Российский учебник».

Ежемесячные обзоры важнейших астрономических открытий на сайте издания gazeta.ru.

Курсы лекций о физике компактных объектов и об экзопланетах и другие материалы на сайте ПостНауки – проекта о современной фундаментальной науке.

Курс лекций «Астрофизика для школьников с формулами» на Образовательном портале InternetUrok.ru

Научные фильмы: «В ожидании волн и частиц» и «Великое объединение нейтронных звёзд»).

Выступление Сергея Попова на церемонии вручения ему премии «За верность науке» 8 февраля 2016 года.

Отдельно отметим интервью Сергея Попова в 19 выпуске нашей стенгазеты «Коротко и ясно о самом интересном» – в чём состоит открытие ускоренного расширения Вселенной и почему оно удостоено Нобелевской премии по физике 2011 года.


 
 
 


 
Спасибо, друзья, за внимание к нашей публикации. Мы были бы вам очень признательны за оставленный отзыв. В наших следующих выпусках: современные исследования Медного всадника и Гром-камня, Александровская колонна, следы животных и другие интересные темы. Напоминаем, что наши партнёры в своих организациях бесплатно раздают наши стенгазеты.
 

Читайте и другие наши выпуски, посвящённые астрономии и космонавтике.
 

91. Подвиг Гагарина (устройство космической ракеты и порядок взлёта и приземления).

74. Лучшие фотографии космического телескопа Хаббл.

58. «Заправлены в планшеты космические карты» (консультант – астроном Дмитрий Вибе).

51. Сокровища новогоднего неба.

44. Коротко и ясно о метеоритах (интервью с Дмитрием Вибе).

27. Космический дом: устройство МКС (интервью с астронавтом Франком Де Винне).

11. Краткая история космонавтики (от крыльев Икара до любопытного марсохода).

 
Ваш Георгий Попов, редактор к-я.рф

 
 
 
 
 


  • 0
Стенгазета «Подвиг Гагарина»

91. Подвиг Гагарина


Стенгазета «Подвиг Гагарина»

 

Подвиг Гагарина

– Благотворительная стенгазета для школьников, родителей и учителей «Коротко и ясно о самом интересном». Выпуск 91, апрель 2016 года.

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» (сайт к-я.рф) предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Они бесплатно доставляются в большинство учебных заведений, а также в ряд больниц, детских домов и других учреждений города. Издания проекта не содержат никакой рекламы (только логотипы учредителей), политически и религиозно нейтральны, написаны лёгким языком, хорошо иллюстрированы. Они задуманы как информационное «тормошение» учащихся, пробуждение познавательной активности и стремления к чтению. Авторы и издатели, не претендуя на академическую полноту подачи материала, публикуют интересные факты, иллюстрации, интервью с известными деятелями науки и культуры и надеются тем самым повысить интерес школьников к образовательному процессу. Мы благодарим Отдел образования администрации Кировского района Санкт-Петербурга и всех, кто бескорыстно помогает в распространении наших стенгазет. Отзывы и пожелания направляйте по адресу: pangea@mail.ru или через диалоговое окошко на сайте к-я.рф.

 

Дорогие друзья! Наша газета за шесть лет своей жизни неоднократно обращалась к космической тематике. Это «Лучшие фотографии телескопа «Хаббл»» (№74), «Заправлены в планшеты космические карты» (№58), «Сокровища новогоднего неба» (№51), «Коротко и ясно о метеоритах» (№44), «Конец света отменяется» (№33), «Космический дом» (№27), «День космонавтики» (№11).

 

Мы гордимся сотрудничеством с такими известными учёными и популяризаторами науки, как Сергей Борисович Попов (доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Государственного астрономического института им. П. К. Штернберга) и Дмитрий Зигфридович Вибе (доктор физико-математических наук, заведующий отделом физики и эволюции звезд Института астрономии РАН), а также астронавт Европейского Космического агентства Франк де Винне (виконт Бельгийского королевства, бригадный генерал, командир 21-й экспедиции на МКС).

 

В подготовке этого, 91-го, выпуска принимал участие член Федерации космонавтики, специалист по истории ракетно-космической техники, руководитель кружка ракетного моделизма ДДЮТ Выборгского района Санкт-Петербурга Александр Шлядинский. Александр создал и опубликовал в российских и зарубежных журналах и книгах около 500 иллюстраций по устройству ракетно-космической техники. Ряд своих 3D-моделей Александр любезно предоставил нашей газете.

 

Мы благодарим также Никиту Попова (директора Клуба космонавтики им. Ю.А. Гагарина и лагеря космической подготовки для детей «Шумгам») за оказанные консультации и дружескую поддержку.

 

Существенные уточнения в текст стенгазеты внёс Александр Хохлов (инженер-конструктор космического приборостроения ЦНИИ РТК, популяризатор космонавтики).

 

Как устроены ракета и космический корабль?

 Стенгазета «Подвиг Гагарина».
Конструкция ракеты Гагарина «Восток К» 8К72К
Стенгазета «Подвиг Гагарина».
Конструкция космического корабля Гагарина «Восток-1»


Детство и юность Юрия Гагарина

1 сентября 1941 года Юра вышел из дому и пошагал в школу, в первый класс. И вдруг прямо над его головой разгорелся воздушный бой (напомним, в 1941 году началась Великая Отечественная война). Один из наших самолётов был подбит и упал неподалёку. Пилоту удалось выпрыгнуть с парашютом, и Юра с другими мальчишками сумел помочь ему. Конечно, такие детские впечатления не забываются! Жалко, что не сохранились тетрадки и букварь маленького Юры — гитлеровцы, вскоре занявшие его родную деревню, пустили их на растопку печки. Учёба продолжилась только через два года, когда деревню освободили наши войска. Нина Васильевна, его любимая учительница, вспоминает: «Юра был очень общительным мальчиком. Бывало, идёшь по коридору, видишь — группка ребят стоит. Ну, думаешь, наверняка это Юра рассказывает какие-то истории». Как-то Юре поручили сделать доклад о Константине Эдуардовиче Циолковском. Через много лет Гагарин вспоминал: «Циолковский перевернул мне душу. Это было посильнее Жюля Верна и других фантастов. С этого дня у меня появилась неудержимая тяга в небо, в Космос». Юра ходил в авиамодельный кружок, потом записался в аэроклуб и быстро научился сам управлять простым самолётом Як-18. Потом с отличием окончил Чкаловское лётное училище и отслужил в армии на самолётах Балтийского флота. Едва узнав об объявлении набора в отряд будущих космонавтов, сразу подал заявление и был зачислен. В этом отряде был и Герман Титов, полетевший в космос вскоре после полёта Гагарина, и Алек­сей Леонов, первый человек, вышедший в открытый космос. Начались упорные тренировки и подготовка к старту. Затем из двадцати будущих космонавтов был выбран один — Юрий Гагарин. Учитывалось всё: железное здоровье, спокойный характер, готовность к неожиданным ситуациям и чувство юмора – без него никак!


Описание полёта Юрия Гагарина

Стенгазета «Подвиг Гагарина».
Обложка специального выпуска журнала «Тайм»

Исторический старт ракеты-носителя «Восток» состоялся 12 апреля 1961 года в 9 часов 7 минут с космодрома Байконур. «Поехали!» — сказал Гагарин, когда огромная ракета весом в 300 тонн и высотой 40 метров поднялась в воздух. Вначале отработали четыре боковых двигателя: их топливные баки опустели и были сброшены на Землю. Затем топливо кончилось в самой большой, второй, ступени, и она тоже отделилась. Наконец, отработала и отсоединилась последняя, третья ступень. Она прикреплялась прямо к космическому кораблю «Восток-1» (а он состоит из круглого спускаемого аппарата и приборного блока). В этот момент «Восток» уже мчался со скоростью 7,8 километра в секунду параллельно поверхности Земли на высоте около 200 километров (воздуха на такой высоте почти нет, и космический корабль двигался по инерции, без двигателя). При таких значениях уравниваются центробежная сила (которая пытается выбросить корабль в открытый космос) и сила притяжения, которая пытается «уронить» корабль на Землю. Значит, чтобы вернуться, кораблю следует просто затормозить. Для этого в носу приборного блока есть маленький двигатель. Он включился, когда завершился ровно один оборот вокруг Земли, предварительно развернув корабль носом по ходу движения. Когда скорость упала, «шарик» отделился и начал стремительно падать. На высоте около 100 километров спускаемый аппарат стал сильно разогреваться за счёт трения о воздух. Для того, чтобы он не испарился, как свечка, его обмазали 10-сантиметровым слоем керамики. Этот слой выполнял две задачи: сохранял нормальную температуру внутри спускаемого аппарата (керамика плохо проводит тепло) и испарялся вместо него. Со стороны казалось, что «шарик» объят пламенем. На высоте около 10 километров спускаемый аппарат успел достаточно затормозиться, трение о воздух стало небольшим, и испарение теплозащитного покрытия прекратилось. Авто­матически открылся люк, Юрий Гагарин в специальном кресле катапультировался, раскрыл парашют и плавно сел на поле у деревни Смеловка в Саратовской области на глазах изумлённых местных жителей. А «шарик» приземлился рядом на своём парашюте.

«Всё, что прожито, что сделано прежде, было прожито и сделано ради этой минуты, — говорил Юрий Гагарин. — Первым совершить то, о чем мечтали поколения людей! Я безмерно рад, что моя любимая Отчизна первой в мире проникла в Космос. Наш народ своим гением, своим героическим трудом создал самый прекрасный в мире космический корабль!»

Весь мир радостно воспринял весть о первом космическом полёте человека. Люди кричали «Ура!», вы­ходили на улицу с самодельными плакатами: «Космос взят!», «Слава Гагарину!» Радио, телевидение, газеты и журналы всех стран пестрели восторженными заголовками. Руководители многих стран поздравили нас с «победой над Америкой в космической гонке». Здесь надо сказать, что раньше наши страны соперничали и очень болезненно относились к достижениям друг друга. Гагарин приземлился в 11 утра, в Америке в это время была ночь. У руководителя американской космической программы зазвонил телефон: ему пытались сообщить о невероятном успехе русской космонавтики. «Я вам не верю! — сонно пробурчал он. — Вы несёте какой-то бред, и мой ответ таков: мы все спим!» Наутро в газетах красовались заголовки: «Русские давно в космосе, а американские космические боссы заявляют, что спят!» Но в целом реакция даже американской прессы была восторженной. Самый популярный журнал Аме­рики «Тайм» подвёл итог: «У человеческой цивилизации впереди несметное количество лет. Но куда бы ни летали будущие искатели приключений, что бы они ни находили в чёрных, холодных просторах космоса, они всегда будут помнить космический корабль «Восток» и майора Юрия Алексеевича Гагарина».

 

Выдержки из отчёта Юрия Гагарина о ходе полёта

Стенгазета «Подвиг Гагарина».
Старт ракеты-носителя «Восток К» 8К72К, выведение на орбиту корабля «Восток» и приземление спускаемого аппарата и космонавта. Стадии 1-5.

Старт

Отделение блоков первой ступени

Сброс головного обтекателя

Отделение второй ступени

Полёт третьей ступени с кораблём

«Объявили пятнадцатиминутную готовность. Надел гермоперчатки. Закрыл шлем. Пятиминутная готовность. Минутная готовность и старт. Ракета плавно, мягко снялась со своего места. По кон­струкции ракеты пошла мелкая дрожь. В районе 70-й секунды плавно меняется характер вибрации. Возникает как бы тряска. Потом постепенно эта тряска затихает, и к концу работы первой ступени вибрация становится такой же, как в начале её работы. Перегрузка плавно растёт, но она вполне переносимая, как на обычных самолётах. При этой перегрузке я вёл всё время репортаж и связь со стартом. Было несколько трудно разговаривать, так как стягивало мышцы лица. Дальше перегрузка стала расти, достигла своего пика и начала плавно уменьшаться. Затем почувствовал резкий спад перегрузки. Ощущение было таким, как будто что-то сразу отрывается от ракеты. Почувствовал что-то вроде хлопка. При этом резко упал шум. Будто возникло состояние невесомости. Затем опять появляется и начинает расти перегрузка. Начинает прижимать к креслу». «На 150 секунде отделился головной обтекатель. Процесс очень яркий. Получился толчок, хлопок. Обтекатель медленно пошёл вниз, за ракету». «Красиво, красота-то какая! В это время была очень хорошо видна Земля. Как раз не было облачности. Видел складки местности, немножко гористый район. Видно было лес, реки, овраги. По-моему, Обь там была или Иртыш, но видно было, что это большая река, и на ней острова. Ракета немножко колеблется вокруг продольной оси, но колебания незначительные. Ракета как бы живёт. На 211-й секунде опять плавно начали нарастать перегрузки. Вторая ступень выключается примерно так же, как и первая. При этом происходит такой же резкий спад перегрузок и падение шума. После выхода на орбиту, после разделения с ракетой-носителем появилась невесомость. Я оттолкнулся от кресла, насколько позволяли привязные ремни, и как бы завис между потолком и полом кабины, испытывая лёгкость в теле. Руки и ноги, казалось, мне не принадлежали, я впервые ис­пытал ощущение невесомости, но быстро к ней привык. Невесомость была примерно секунд 10-15 до включения третьей ступени. Затем слышал глухой хлопок и включение третьей ступени. Очень плавно стала появляться перегрузка. Затем я наблюдал, передавал, вёл репортаж, видел облачность, тень облаков на Земле. Землю видно очень хорошо. Предметы на Земле хорошо различимы. Видел я горизонт, звёзды, небо. Небо совершенно чёрное. Виден очень красивый горизонт, видна окружность Земли. Горизонт имеет красивый голубой цвет. У самой поверхности Земли нежно-голубой цвет, постепенно темнеющий и переходящий в фиолетовый оттенок, который плавно переходит в чёрный цвет».

 

Стенгазета «Подвиг Гагарина».
Старт ракеты-носителя «Восток К» 8К72К, выведение на орбиту корабля «Восток» и приземление спускаемого аппарата и космонавта. Стадии 6-9.

Отделение третьей ступени

Полёт корабля вокруг Земли

Торможение

Разделение отсеков корабля

«Выключение третьей ступени было резким. Перегрузка немножко возросла, почувствовал резкий хлопок. Примерно секунд через 10 произошло разделение. При этом почувствовал толчок. Корабль начал медленно вращаться. Земля стала уходить влево, вверх, затем вправо, вниз. Чувство невесомости несколько непривычное по сравнению с земными условиями. Здесь возникает такое ощущение, как будто висишь в горизонтальном положении на ремнях, как бы находишься в подвешенном состоянии. Потом привыкаешь, приспосабливаешься к этому. Никаких плохих ощущений не было. Производил записи в бортжурнал, доклады, работал телеграфным ключом. Ел щавелевое пюре с мясом, мясной паштет и шоколадный соус. После еды с помощью мундштука попил воды. Пустил планшет, и он с карандашом «плавал» передо мной. Затем надо было мне записать очередной доклад. Взял планшет, а карандаша на месте не оказалось. Улетел куда-то. Перед этим я вошёл в тень Земли. Вход в тень Земли очень резкий. До этого временами наблюдал сильное освещение через иллюминаторы. Приходилось отворачиваться от него или прикрываться, чтобы свет не попадал в глаза. По самому горизонту наблюдал радужную оранжевую полосу, напоминавшую по своей окраске цвет скафандра. Далее окраска немного темнеет и цветами радуги переходит в голубой цвет, а голубой переходит в чёрный цвет. При пролёте над морем поверхность его казалась серой, а не голубой. Поверхность неровная, как бы в виде песочных барханов на фотографии. Вскоре корабль приобрёл устойчивое исходное положение для спуска. ТДУ (тормозная двигательная установка) была направлена на Солнце. Приготовился к спуску. Закрыл правый иллюминатор. Притянулся ремнями, закрыл гермошлем и переключил освещение на рабочее. Я почувствовал, как заработала ТДУ. Перегрузка наросла немного, и потом резко опять появилась невесомость. Как только выключилась ТДУ, произошел резкий толчок, и корабль начал вращаться вокруг своих осей с очень большой скоростью. Всё кружилось. То вижу Африку, то горизонт, то небо. Только успевал закрываться от Солнца, чтобы свет не падал в глаза. Разделение произошло в 10 часов 35 минут. Произошел хлопок, затем толчок, вращение продолжалось. Включилась надпись: «Приготовиться к катапультированию». Предметы на Земле различались резче. Затем начал чувствовать торможение и слабый зуд, идущий по конструкции корабля. Я чувствовал, что корабль идёт с некоторым подрагиванием. В плотных слоях атмосферы он заметно тормозился. По моим ощущениям перегрузка была за 10 g. Был такой момент, секунды 2-3, когда у меня начали «расплываться» показания на приборах. В глазах стало немного сереть».

 

Стенгазета «Подвиг Гагарина».
Старт ракеты-носителя «Восток К» 8К72К, выведение на орбиту корабля «Восток» и приземление спускаемого аппарата и космонавта. Стадии 10-14.

Вход в атмосферу

Отстрел крышки люка

Катапультирование кресла с космонавтом

(Далее космонавт приземляется отдельно от спускаемого аппарата)

Раскрытие парашюта

Сбрасывание кресла

Приземление

«Иллюминатор был закрыт шторкой. Вдруг по краям шторки появился ярко-багровый свет. Такой же багровый свет наблюдался и в маленькое отверстие в правом иллюминаторе. Ощущал колебания корабля и горение обмазки. Слышно было потрескивание. Чувствовалось, что температура была высокая. Начался плавный рост перегрузок. Когда перегрузки полностью спали, что, очевидно, совпало с переходом звукового барьера, стал слышен свист воздуха. В шаре отчётливо можно было слышать, как он идёт в плотных слоях атмосферы. Наст­роение было хорошее. Стало ясно, что сажусь не на Дальнем Востоке, а где-то здесь, вблизи расчётного района. На высоте около 7 тысяч метров происходит отстрел крышки люка. Хлопок, и крышка люка ушла. В этот момент произошёл выстрел, и я катапультировался. Произошло это быстро, хорошо, мягко. Ничем я не стукнулся, ничего не ушиб, всё нормально. Вылетел я с креслом, дальше стрельнула пушка, и ввёлся в действие стабилизирующий парашют. На кресле я сидел очень удобно, как на стуле. Я сразу увидел большую реку. И подумал, что это Волга. Больше других таких рек нет в этом районе. На одном берегу большой город. Думаю, что-то знакомое. Ну, думаю, ветерок сейчас меня потащит, и придётся приводняться на воду. Потом отцепляется стабилизирующий парашют, и вводится в действие основной парашют. Проходило всё это очень мягко, так, что я ничего почти не заметил. Кресло так же незаметно ушло от меня вниз. Я стал спускаться на основном парашюте. Опять меня развернуло к Волге. Проходя парашютную подготовку, мы прыгали много как раз вот над этим местом. Много летали там. Я узнал железную дорогу, железнодорожный мост через реку и длинную косу, которая далеко в Волгу вдаётся. Я подумал, что здесь, наверное, Саратов. Опускаясь, заметил, как справа от меня по сносу виден полевой стан. На нём много народу – машины. Рядом дорога проходит. Шоссе идёт на Энгельс. Дальше вижу, идёт речушка-овраг. Слева за оврагом домик, вижу, там какая-то женщина телёнка пасёт. Ну, думаю, сейчас я, наверное, угожу в этот самый овраг, но ничего не сделаешь. Чувствую, все смотрят на мои оранжевые красивые купола. Дальше смотрю, как раз я приземляюсь на пашню. Только успел я это подумать, смотрю – земля. Ногами «тук». Приземление было очень мягкое. Пашня оказалась хорошо вспахана, очень мягкая, она ещё не высохла, я даже не почувствовал приземления. Сам не понял, как уже стою на ногах. Посмотрел – всё цело. Значит – жив, здоров. Вышел на пригорок, смотрю – женщина с девочкой идёт ко мне. Я пошёл навстречу, собираясь спросить, где телефон. Я к ней иду, смотрю, женщина шаги замедляет, девочка от нее отделяется и направляется назад. Я тут начал махать руками и кричать: «Свой, свой, советский, не бойтесь, не пугайтесь, идите сюда». В скафандре идти неудобно, но все-таки я иду. Смотрю, она так это неуверенно, тихонько ступает, ко мне подходит. Я подошёл, сказал, что я советский человек, прилетел из космоса. Познакомились с ней, и она рассказала мне, что по телефону можно говорить с полевого стана. Я попросил женщину, чтобы она никому не разрешала трогать парашюты, пока я схожу до полевого стана. Только подходим к парашютам, здесь идут человек 6 мужчин: трактористы, механики с этого полевого стана. Познакомился с ними. Я им сказал, кто я. Они сказали, что вот сейчас передают сообщение о космическом полёте по радио. Через минуты три подошла автомашина, на ней прибыл майор-артиллерист. Мы представились друг другу. Я попросил как можно побыстрее сообщить в Москву. Выставили часового у парашютов, и поехал вместе с ним в часть. Когда уезжали, я видел вертолёт. Я знал, что это поисковая группа прибыла на вертолёте. Мы выскочили из машины, начали махать ему. Вертолёт приземлился. Находившиеся на нем генерал-лейтенант и полковник взяли меня на борт вертолёта. Вскоре нам позвонил Н. С. Хрущёв (примечание: руководитель СССР в 1953-1964 годах). Я доложил о выполнении задания. Он сказал мне: «До скорой встречи в Москве». Затем было поздравление корреспондента «Правды», корреспондента «Известий». На их поздравления с подвигом я ответил, что собственно подвиг не столько мой, сколько всего советского народа, всех инженеров, техников, представителей советской науки. Сели на самолёт. С трудом пробились через толпу, которая там образовалась. Всем хочется посмотреть. Добрались к машине. Прилетели. Ну вот и всё».

(Цитируется по: epizodsspace.airbase.ru (Доклад тов. Гагарина Ю. А. от 13 апреля 1961 г. на заседании Государственной комиссии после космического полёта)

Дополнительные материалы

– Некоторые подробности о разделении первой и второй ступеней советских/российских ракет пакетной схемы;
– Первая ракета для полёта человека;
– Серия мастер-классов наших друзей по созданию мультфильма на тему этого выпуска;
– Чудесный анимационный ролик про полёт Гагарина (на английском).
– Легендарный полет Гагарина в космос: как это было

Представляем первый мультик, подготовленный параллельно выходу нашей стенгазеты и по её материалам.

Автор – Елена Пилиповская. Мультфильм был создан за 5 занятий во время весенних каникул в студии мультипликации МультЧАЙКА. Премьера состоялась 13 апреля.

Уточнение от Александра Хохлова 14 апреля 2016 года:

Приземление спускаемого аппарата корабля «Восток-1» («гагаринский шарик») произошло в 10:48 (101 минута полёта). Приземление Юрия Алексеевича Гагарина на двух парашютах (основной и запасной) произошло в 10:53 (предварительный отчёт ОКБ-1 — засекреченный) — итого 106 минут с момента старта. Ранее указывалось время посадки в 10:55 (зафиксированное офицером-зенитчиком (майор Ахмед Николаевич Гассиев, командир в/ч 40218) по наручным часам), откуда и появились 108 минут.
Ждём ваших отзывов, дорогие наши читатели! И – спасибо, что вы с нами.


  • -

74. Лучшие фото телескопа «Хаббл»


Лучшие фотографии телескопа «Хаббл»

за 25 лет его работы на околоземной орбите (1990–2015 годы)

Благотворительная стенгазета для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга «Коротко и ясно о самом интересном». Выпуск №74, апрель 2015 года.

Стенгазеты благотворительного образовательного проекта «Коротко и ясно о самом интересном» (сайт к-я.рф) предназначены для школьников, родителей и учителей Санкт-Петербурга. Они бесплатно доставляются в большинство учебных заведений, а также в ряд больниц, детских домов и других учреждений города. Издания проекта не содержат никакой рекламы (только логотипы учредителей), политически и религиозно нейтральны, написаны лёгким языком, хорошо иллюстрированы. Они задуманы как информационное «тормошение» учащихся, пробуждение познавательной активности и стремления к чтению. Авторы и издатели, не претендуя на академическую полноту подачи материала, публикуют интересные факты, иллюстрации, интервью с известными деятелями науки и культуры и надеются тем самым повысить интерес школьников к образовательному процессу. Отзывы и пожелания направляйте по адресу: pangea@mail.ru или через диалоговое окошко на сайте к-я.рф. Мы благодарим Отдел образования администрации Кировского района Санкт-Петербурга и всех, кто бескорыстно помогает в распространении наших стенгазет. При подготовке этого выпуска использованы ресурсы: spacetelescope.org и astronet.ru.

Дорогие друзья! Вот и наша традиционная «астрономическая» апрельская стенгазета. На этот раз она посвящена 25-летию международного космического телескопа «Хаббл». Эта уникальная орбитальная обсерватория передала на Землю более миллиона изображений интереснейших космических объектов. Самые интересные, на наш взгляд, – перед вами.
На сайте к-я.рф представлены и другие стенгазеты космической тематики, подготовленные нами за пять лет работы проекта «Коротко и ясно о самом интересном»: «Заправлены в планшеты космические карты» (№58), «Сокровища новогоднего неба» (№51), «Коротко и ясно о метеоритах» (№44), «Конец света отменяется» (№33), «Космический дом» (№27), «День космонавтики» (№11).

Вид Марса с земной орбиты

Это самое чёткое изображение Марса, когда-либо полученное с земной орбиты. Наиболее заметные детали поверхности – белая южная полярная шапка, круглый кратер Гюйгенс справа от центра, ударный бассейн Хеллас – большое светлое образование внизу справа, светлые возвышенности, богатые небольшими кратерами, и широкие тёмные области, которые являются относительно ровными низменностями. Этот снимок был сделан 27 августа 2003 года – во время «великого противостояния» Марса и Земли, когда наши планеты сблизились до наименьшего за почти 60 тысяч лет расстояния. Расстояние до объекта: 55,8 миллиона километров. Размер изображения: около 3 500 километров. Права: J. Bell (Cornell U.), M. Wolff (SSI) et al., STScI, NASA

Туманность Улитка

Этот красивый объект – ближайшая к Земле «планетарная туманность». На самом деле термин «планетарная туманность» может ввести в заблуждение – никакого отношения к планетам эти объекты не имеют, разве что выглядят немного похоже при наблюдении в небольшие телескопы. На самом деле это звёзды на завершающей стадии своей эволюции, в окружении газовых оболочек. Изучение структуры планетарных туманностей, подобных туманности Улитка, может помочь лучше понять конечные этапы эволюции звёзд типа нашего Солнца. В туманности Улитка имеются два почти перпендикулярных диска, дуги, фронты ударных волн и прочие непонятные детали. При этом наблюдается отчётливая симметрия. Не вполне ясно, каким образом одиночная звезда типа нашего Солнца породила такую красивую и вместе с тем сложную с геометрической точки зрения структуру. Расстояние до объекта: около 700 световых лет. Размер изображения: около 3 световых лет. Созвездие Водолея. Права: C. R. O’Dell, (Vanderbilt) et al. ESA, NOAO, NASA, перевод: Цветков Д.Ю.

Туманность Ориона

Немногие космические пейзажи так волнуют воображение, как туманность Ориона. Она состоит из светящегося газа, окружающего молодые горячие звёзды на краю огромного межзвёздного молекулярного облака. Туманность Ориона предоставляет одну из лучших возможностей изучить, как рождаются звёзды: отчасти из-за того, что это ближайшая большая область звёздообразования. Находящиеся в туманности яркие звёзды своим излучением разгоняют облака газа и пыли, которые скрывают разворачивающиеся внутри них процессы звёздного рождения и эволюции. Это подробное изображение — самый чёткий снимок туманности Ориона из всех когда-либо сделанных. При полном разрешении эта составная фотография содержит миллиард пикселей, и на ней можно обнаружить примерно 3000 звёзд. Расстояние до объекта: около 1 300 световых лет. Размер объекта на изображении: около 10 световых лет. Созвездие Ориона. Права: NASA, ESA, M. Robberto (STScI/ESA) et al, перевод: Вольнова А.А.

Туманность Конская голова

Это дрейфующее в космосе облако пыли подверглось воздействию звёздных ветров и излучения и приняло узнаваемую форму конской головы. Это облако, часть обширной и сложной туманности Ориона, стало видимым благодаря тому, что подсвечивается сзади яркой звездой. Туманность Конская голова будет медленно менять форму в течение ближайших миллионов лет и, в конце концов, разрушится звёздным излучением. Снимок сделан в инфракрасном свете. Расстояние до объекта: около 1 500 световых лет. Размер изображения: около 3,5 световых лет. Созвездие Ориона. Права: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STSci/AURA), перевод: Вольнова А.А.

Туманность Кольцо

После колец Сатурна, это, пожалуй, самое известное кольцо на небе. Как свидетельствуют результаты изучения этой туманности, здесь мы имеем дело с «плотным толстым кольцом в форме пончика, обёрнутым вокруг облака газа в форме мяча для регби». Всё это – внешние слои умирающей звезды, когда-то похожей на наше Солнце. Сейчас она лишь маленькая светлая точечка в центре туманности. Её интенсивное ультрафиолетовое излучение ионизует атомы газа вокруг неё. На картинке синий цвет в центре соответствует ионизованному гелию, голубой цвет внутренней части кольца — водороду и кислороду, а красноватый цвет внешней области – сере и азоту. Расстояние до объекта: около 2 000 световых лет. Размер объекта на изображении: около 1 светового года. Созвездие Лиры. Права: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI / AURA) – ESA / Hubble Collaboration, перевод: Вольнова А.А.

Туманность Спирограф

Чем объясняется столь необычная структура этой туманности? Возможно, она обязана своим происхождением хаотическому излучению, исходящему из центральной переменной звезды, чья яркость непредсказуемо меняется на протяжении всего лишь нескольких часов. С тех пор, как у звезды закончилось ядерное горючее, её внешняя оболочка начала расширяться и обнажила центральное ядро, которому суждено было превратиться в белый карлик, видимый в центре изображения. Свет из центрального ядра возбуждает окружающие атомы в туманности, заставляя их светиться. Расстояние до объекта: около 2 000 световых лет. Размер объекта на изображении: около 0.3 светового года. Созвездие Зайца. Права: R. Sahai (JPL) et al., Hubble Heritage Team (STScI/AURA), NASA

Туманность Конус

Конусы, столбы и величественные потоки можно в большом количестве найти в «звёздных яслях», где облака газа и пыли подвергаются воздействию мощного излучения недавно родившихся звёзд. Хорошо известный пример – туманность Конус, входящая в яркую галактическую область звёздообразования. Источником ветра, придающего форму туманности Конус, может являться массивная звезда, обнаруженная инфракрасной камерой телескопа «Хаббл». Красноватое свечение туманности создаётся излучением водорода. Расстояние до объекта: около 2 700 световых лет. Размер объекта на изображении: около 3 световых лет. Созвездие Единорог. Права: ACS Science & Engineering Team, NASA, перевод: Н.А.Липунова.

Туманность Кошачий глаз

Туманность Кошачий глаз — заключительная, короткая и очень яркая фаза в жизни звезды, похожей на Солнце. Умирающая звезда в центре туманности создала разлетающиеся эти концентрические оболочки из газа и пыли, сбрасывая часть своих внешних слоёв в результате нескольких последовательных колебаний поверхности. Всматриваясь в этот Кошачий глаз, астрономы могут увидеть будущее нашего Солнца, которому суждено войти в такую красивую эволюционную фазу примерно через 5 миллиардов лет. Расстояние до объекта: около 3 000 световых лет. Размер изображения: около ½ светового года. Созвездие Дракона. Права: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI / AURA), перевод: Вольнова А.А.

Туманность Эскимос

При наблюдении в наземные телескопы эта туманность напоминает голову человека в меховом капюшоне (вследствие чего она и была так названа). На этом изображении видна сложная структура газовых облаков, которую пока не удаётся объяснить. Внутренние волокна выбрасываются сильным звёздным ветром, истекающим из центральной звезды. Во внешней части диска присутствуют необычные волокна оранжевого цвета длиной порядка светового года. Это одна из самых молодых планетарных туманностей – всего 10 тысяч лет назад на её месте была звезда, похожая на наше Солнце. Расстояние до объекта: около 3 000 световых лет. Размер изображения: около ¹⁄₃ светового года. Созвездие Близнецов. Права: Andrew Fruchter (STScI) et al., WFPC2, HST, NASA, перевод: Липунова Н.А.

Туманность NGC 7027

Это одна из самых маленьких, но в то же время ярких планетарных туманностей – её можно увидеть в небольшой домашний телескоп. Эта планетарная туманность начала расширяться примерно 600 лет назад. Получившееся очень плотное облако из газа и пыли содержит вещество в три раза большее по массе, чем Солнце. В центральной области туманности обнаружен источник рентгеновского излучения – возможно, горячий «белый карлик». Интересно, что столь хорошо изученный объект не имеет «народного» названия, оставаясь просто «туманностью NGC 7027». Расстояние до объекта: около 3 000 световых лет. Размер изображения: около 0,2 светового года. Созвездие Лебедя. Права: Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing: Delio Tolivia Cadrecha, перевод: Вольнова А.А.

Туманность Бабочка

Яркие звёздные скопления и туманности на ночном небе Земли часто получают имена цветов или насекомых. Одна из них – туманность Бабочка. Умирающая центральная звезда этой планетарной туманности имеет поверхностную температуру около 250 000 градусов Цельсия. В конце своей жизни она стала чрезвычайно горячей и испускает интенсивное ультрафиолетовое излучение, которое скрыто от глаз наблюдателя плотным «бубликом» из пыли. Расстояние до объекта: около 4 000 световых лет. Размер изображения: около 3 световых лет. Созвездие Скорпиона. Права: Francesco Antonucci, перевод: Вольнова А.А.

Туманность Лагуна

Потоки цвета на этой картинке похожи на смелые мазки кистью по холсту. Роль красок берёт на себя светящийся ионизованный газ. Хорошо видны волнистые структуры газа и пыли, сформированные потоками звёздного ветра от новорождённых звёзд. Туманность Лагуна очень популярна и среди наземных наблюдателей. В маленькие телескопы видна её яркая часть, похожая по форме на песочные часы, и тёмные пылевые прожилки вокруг. Расстояние до объекта: около 5 000 световых лет. Размер изображения: около 3 световых лет. Созвездие Стрельца. Права: NASA, ESA, Hubble Space Telescope, перевод: Вольнова А.А.

«Столпы творения»

В 1995 году телескоп «Хаббл» впервые направил свою камеру в эту область неба и получил снимок объекта, который был назван «Столпы творения». Чтобы отметить 25-летие исследования Вселенной телескопом «Хаббл», учёные ещё раз сфотографировали этот объект. Результатом стал этот резкий и детализированный снимок. Сложная форма этих замечательных структур из холодного газа и пыли, похожих на колонны, обусловлена мощными ветрами и ультрафиолетовым излучением молодых массивных звёзд. Возможно, наше Солнце сформировалось в похожем окружении. Расстояние до объекта: 6 500 световых лет. Размер объекта на изображении: около 1 светового года. Где находится: туманность Орла, созвездие Змеи. Права: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI / AURA), перевод: Д.Ю.Цветков.

Крабовидная туманность

Крабовидная туманность является результатом взрыва сверхновой, который наблюдался с Земли 4 июля 1054 года. Согласно записям арабских и китайских астрономов, вспышка была видна невооружённым глазом даже в дневное время на протяжении 23 дней. Остаток сверхновой наполнен таинственными волокнами и расширяется со скоростью около 1 500 километров в секунду. В самом центре туманности находится пульсар — нейтронная звезда массой, равной массе Солнца, но диаметром около 30 километров. Пульсар Крабовидной туманности вращается вокруг своей оси 30 раз в секунду. Расстояние до объекта: около 6 500 световых лет. Размер изображения: около 10 световых лет. Созвездие Тельца. Права: NASA, ESA, J. Hester, A. Loll (ASU); Acknowledgement: Davide De Martin (Skyfactory), перевод: Колпакова А.В.

«Фея» в туманности Орла

Одна из нескольких «пылевых колонн» туманности Орла, в которой может угадываться изображение мифического существа. Это гигантский инкубатор для новорождённых звёзд. Колонна частично разрушена (это видно в верхней части изображения) потоком ультрафиолетового излучения, исходящих от только что образованных горячих массивных звёзд. Расстояние до объекта: около 7 000 световых лет. Размер изображения: около 9,5 световых лет. Туманность Орла в созвездии Змеи. Права: NASA , ESA , и Hubble Heritage Team STScI / AURA.

Большая туманность в Киле

Это самое подробное из всех когда-либо полученных изображений Большой туманности Киля была составлена на основе 48 изображений с высоким разрешением, полученных космическим телескопом «Хаббл». Одна из звёзд туманности (Эта Киля) неожиданно стала в 1843 году второй (после Сириуса) ярчайшей звездой на небе, однако затем её яркость упала в сотни раз. Расстояние до объекта: около 7 500 световых лет. Размер изображения: около 300 световых лет. Созвездие Киля. Права: NASA, ESA, N. Smith (U. California, Berkeley) et al., and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), перевод: Цветков Д.Ю.

Туманность Гомункул

Туманность Гомункул («Человечек») появилась на небе в результате выброса вещества из звезды-сверхгиганта Эта Киля – самой большой из известных науке звёзд. Масса Эты Киля составляет 120 масс Солнца, что близко к теоретическому пределу, а радиус примерно в 240 раз превышает солнечный. Как же звезда создала эту необычную туманность? Окончательного ответа пока нет. 173 года назад звезда Эта Киля непостижимым образом стала одной из самых ярких звёзд на небе. Через 20 лет, выбросив больше вещества, чем масса нашего Солнца, она неожиданно ослабела, образовав туманность Гомункул, которая показана на этом детальном изображении. В центре изображения видно фиолетовое свечение — отражение света Эты Киля. Звезду окружают расширяющиеся облака газа, пронизанные волокнами из тёмной пыли. Облака окружены светящимся красным цветом веществом, которое расширяется быстрее всего. В нём заметны похожие на усы потоки и ударные волны, образующиеся в результате столкновения выброса с окружающим межзвёздным веществом. Большая масса и активность этой звезды позволяют предположить, что в течение нескольких миллионов лет она может взорваться как яркая сверхновая. Расстояние до объекта: около 8 000 световых лет. Размер изображения: около 0,002 световых года. Созвездие Киля. Права: N. Smith, J. A. Morse (U. Colorado) et al., NASA

«Мистическая гора»

В этих причудливых пылевых струях прячутся новорождённые звёздочки, а «подростки» (розовые точки, рассыпанные по изображению) уже расчищают пространство своим солнечным ветром. Где-то внутри «горы», за поглощающими свет столбами пыли, находится звезда, которая однажды разрушит её, образовав на этом месте новое звёздное скопление. Расстояние до объекта: около 7 500 световых лет. Размер изображения: около 3 световых лет. Созвездие Киля. Права: NASA, ESA, and M. Livio and the Hubble 20th Anniversary Team (STScI), перевод: Колпакова А.В.

Трёхраздельная туманность

На этом изображении показана часть огромного газопылевого столба в Трёхраздельной туманности. На самой верхушке находится маленький столбик, направленный вверх, и необычный выброс длиной в световой год, направленный налево. Розовые точки – это недавно образовавшиеся звёзды. Газ медленно рассеивается излучением яркой звезды, которая находится выше и правее края этого изображения. Расстояние до объекта: около 9 000 световых лет. Размер изображения: около 5 световых лет. Созвездие Стрельца. Права: Robert Nemiroff (MTU) & Jerry Bonnell (USRA), NASA Web Site Statements, ESA, NASA, перевод: Цветков Д.Ю.

Переменная звезда в Единороге

Звезда V838 расположена на краю нашей Галактики. С момента своей внезапной вспышки в январе 2002 года эта загадочная звезда не перестаёт волновать астрономическую общественность. Не прекращаются попытки исследователей понять, какое место она занимает в картине звёздной эволюции. Внешний вид окружающей звезду оболочки сильно меняется по мере того, как от вспышки распространяется световое эхо, проходящее через множество пылевых слоёв. Расстояние до объекта: около 20 тысяч световых лет. Размер изображения: около 6 световых лет. Созвездие Единорога. Права: NASA and the Hubble Heritage Team(AURA / STScI), перевод: Липунова Н.А.

Центр нашей Галактики

На этом снимке детально и красочно показана центральная область нашей Галактики. Картинка составлена из оптического изображения с космического телескопа «Хаббл», инфракрасного изображения с космического телескопа «Спитцер» и рентгеновского изображения с космической обсерватории «Чандра». На картинке видны густонаселённые поля звёзд, плотные звёздные скопления, длинные волокна газа и пыли, расширяющиеся остатки сверхновых. Видна также активная область, окружающую чёрную дыру, которая «живёт» в самом центре нашей Галактики. Расстояние до объекта: около 26 тысяч световых лет. Размер изображения: около 200 световых лет. Созвездие Стрельца. Права: NASA, ESA, SSC, CXC, and STScI, перевод: Колпакова А.В.

Шаровое звёздное скопление NGC 6934

Шаровые звёздные скопления путешествуют по гало спиральных галактик вообще и нашего Млечного Пути в частности. Эти древние сферические образования из сотен тысяч звёзд гравитационно связаны. Все они гораздо старше звёзд диска галактики – возраст скопления NGC 6934 оценивается в 10 миллиардов лет. Точные измерения расстояний до шаровых скоплений помогли «откалибровать» одну из астрономических шкал расстояний во Вселенной. Расстояние до объекта: около 50 тысяч световых лет. Размер изображения: около 50 световых лет. Созвездие Дельфина. Права: NASA, ESA, Hubble Space Telescope, перевод: Вольнова А.А.

Спиральная галактика Боде

На этом эффектном изображении одной из соседок нашей Галактики видны отдельные звезды. У галактики Боде видны идеальные рукава, доходящие почти до самого центра. Показанное здесь изображение в видимом свете, полученное космическим телескопом «Хаббл», совмещено с изображениями, полученными в других диапазонах: ультрафиолетовом – телескопом «Галекс», инфракрасном – телескопом «Спитцер» и рентгеновском – обсерваторией «Чандра». Галактика Боде хорошо видна в бинокль. Опытный астроном-любитель при исключительно благоприятных условиях может увидеть эту галактику и невооружённым глазом. Расстояние до объекта: около 12 миллионов световых лет. Размер изображения: около 70 тысяч световых лет. Созвездие Большой Медведицы. Права: NASA, ESA, N. Smith (U. California, Berkeley) et al., and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), перевод: Цветков Д.Ю.

Галактика Сигара

Эта активная галактика расположена неподалёку от галактики Боде и, возможно, является её спутником. Необычные полярные выбросы подпитываются энергией взрывов сверхновых звёзд, которые происходят здесь примерно раз в десять лет. Характерный красный цвет излучают ионизованные атомы водорода. Это позволяет подробно рассмотреть газовые волокна, которые тянутся на 10 тысяч световых лет и более. Галактика Сигара, подобно большинству галактик, скрывает в центре сверхмассивную чёрную дыру. В видимом свете эта галактика видна с помощью небольшого телескопа. Расстояние до объекта: около 12 миллионов световых лет. Размер изображения: около 10 тысяч световых лет. Созвездие Большой Медведицы. Права: M. Mountain (STScI), P. Puxley (NSF), J. Gallagher (U. Wisconsin), перевод: Козырева А.В.

Галактики Водоворот

Следуйте взглядом вдоль ручки Большого Ковша в направлении её конца, пока вы не увидите последнюю яркую звезду ручки. Затем немного поверните ваш телескоп на юго-запад и найдите слабое, размытое пятнышко. «Хаббл» же различает здесь эту эффектную пару взаимодействующих галактик. Спиральные рукава и полосы пыли большой галактики проходят перед маленькой галактикой-спутником. Расстояние до объекта: около 23 миллионов световых лет. Размер изображения: около 150 тысяч световых лет. Созвездие Гончих Псов. Права: S. Beckwith (STScI) Hubble Heritage Team, (STScI/AURA), ESA, NASA, перевод: Цветков Д.Ю.

Галактика Сомбреро

Такой странный вид этой галактики объясняется необычно большим и протяжённым центральным звёздным бáлджем (выпуклостью) и отчётливыми тёмными полосами пыли, находящимися в диске, который мы видим почти с ребра. Диффузное свечение протяжённого центрального балджа создают миллиарды старых звёзд. На этой фотографии также можно увидеть много точечных источников света, которые являются шаровыми звёздными скоплениями. Пылевые кольца очень сложной структуры, не до конца понятной астрономам, скрывают большое количество молодых ярких звёзд. В центральной части, излучающей во всех диапазонах, находится, вероятно, гигантская чёрная дыра массой в миллиард масс Солнца. Это одна из самых массивных обнаруженных в настоящее время чёрных дыр. Расстояние до объекта: около 30 миллионов световых лет. Размер изображения: около 50 тысяч световых лет. Созвездие Девы. Права: Hubble Heritage Team (AURA/STScI /NASA), перевод: Цветков Д.Ю.

Галактика Веретено

Почему эта галактика такая тонкая? Потому, что она наблюдается нами практически с ребра, что позволяет отчётливо видеть тёмные области космической пыли в галактической плоскости. Многочисленные пылевые полосы со сложной структурой выглядят тёмно-серыми и красными на фоне голубого диска, цвет которого обусловлен множеством ярких звёзд. Видно, что голубой диск из молодых звёзд простирается за пределы области, где находится пыль. Плоскость галактики очень тонкая, а балдж (выпуклость) в центре диска окрашен в оранжевые оттенки, так как в нём находятся более старые красные звезды. Многие дисковые галактики в действительности такие же тонкие, но мы видим их не с ребра, а под углом. Кстати, одна из галактик, которые мы видим с ребра (правда, изнутри) – это наша Галактика (Млечный Путь). Расстояние до объекта: около 44 миллиона световых лет. Размер изображения: около 60 тысяч световых лет. Созвездие Дракона. Права: NASA , ESA , и Hubble Heritage Team STScI / AURA ), перевод: Цветков Д.Ю.

Спиральная галактика NGC 2841

На снимке – желтоватое ядро и галактический диск спиральной галактики NGC 2841. В клочковатых, плотно закрученных спиральных рукавах расположились тёмные пылевые прожилки, маленькие розовые области звёздообразования и молодые голубоватые звёздные скопления. Рентгеновские изображения этой галактики показывают, что она имеет обширное гало, к которому тянутся струи горячего газа, создаваемые звёздным ветром и взрывами сверхновых. Расстояние до объекта: около 46 миллионов световых лет. Размер изображения: около 34 тысячи световых лет. Созвездие Большой Медведицы. Права: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI / AURA) — ESA / Hubble Collaboration, перевод: Вольнова А.А.

Галактики Антенны

Тот факт, что галактики сталкиваются, совершенно не означает, что звёзды, входящие в состав этих галактик, сталкиваются тоже. Ведь галактики в основном состоят из пустоты: какими бы яркими и большими не были бы звёзды, они занимают лишь очень малую часть объёма галактик. А вот газопылевые облака обеих галактик действительно сталкиваются. Они сжимаются, вызывая бурное рождение миллионов звёзд (яркие синие области на снимке). Некоторые из звёзд оказываются гравитационно связанными и образуют массивные звёздные скопления. В конце концов ядра обеих галактик сольются, и образуется одна большая эллиптическая галактика. Расстояние до объекта: около 65 миллионов световых лет. Размер изображения: около 100 тысяч световых лет. Созвездие Вóрона. Права: ESA / Hubble & NASA, перевод: Цветков Д.Ю.

Галактика NGC 5584

Закрученные спиральные рукава этой большой и красивой галактики изобилуют яркими скоплениями молодых звёзд и тёмными пылевыми прожилками. В ней открыто множество цефеид (пульсирующих звёзд, являющихся ключевыми при определении астрономических расстояний), поэтому галактика NGC 5548 включена в особую программу исследований. Эта программа должна повысить точность постоянной Хаббла — меры расширения Вселенной. Результаты исследований должны придать дополнительный вес теории, в которой за ускоренное расширение Вселенной отвечает тёмная энергия. Красные расплывчатые пятнышки на этом снимке — далёкие галактики. Расстояние до объекта: около 72 миллиона световых лет. Размер изображения: около 50 тысяч световых лет. Созвездие Девы. Права: NASA, ESA, A. Riess (STScI/JHU), L. Macri (Texas A & M Univ.) et al., Hubble Heritage (STScI/AURA), перевод: Вольнова А.А.

Галактика Персей А

Эта активная галактика имеет довольно странный вид в видимом свете, а также является удивительным источником рентгеновских лучей и радиоизлучения. Она притягивает к себе окружающее вещество по мере того, как на неё падают соседние галактики, тем самым постоянно «подкармливая» сверхмассивную чёрную дыру в своём ядре. На этом изображении отлично виден образовавшийся «галактический мусор» и нити светящегося газа. Нити газа продолжают существовать, хотя беспорядочные столкновения с соседними галактиками давно должны были их разрушить. Что же заставляет их держать форму? Наблюдения показывают, что такая структура, создаваемая возле галактического центра активностью чёрной дыры, удерживается в равновесии благодаря мощнейшему магнитному полю. Расстояние до объекта: около 230 миллионов световых лет. Размер изображения: около 100 тысяч световых лет. Созвездие Персея. Права: Data – Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing – Al Kelly, перевод: Вольнова А.А.

«Космическая роза»

Эти взаимодействующие галактики находятся далеко за пределами Млечного Пути. Своим искажённым видом они обязаны гравитационным приливным силам, возникающим при столкновении этой пары. Периодические столкновения двух галактик могут с течением времени привести к их слиянию и образованию единой звёздной системы. Сейчас известно, что взаимодействующие галактики — довольно частое явление во Вселенной. Например, известно, что большая спиральная галактика Туманность Андромеды приближается к нашей Галактике. «Космическая роза» может служить аналогом их столкновения в далёком будущем. Все звёзды с лучиками, которые видны на переднем плане этого космического портрета, расположены гораздо ближе – в нашей Галактике. Расстояние до объекта: более 300 миллионов световых лет. Размер объекта на изображении: более 100 тысяч световых лет. Созвездие Андромеды. Права: NASA, ESA, and The Hubble Heritage Team (STScI / AURA), перевод: Вольнова А.А.

«Квинтет Стефана»

Это самая первая из открытых групп сталкивающихся галактик. Они искажены петлями и хвостами, образованными разрушительными гравитационными приливами. Взаимодействующие галактики выглядят более жёлтыми. Более голубая галактика в левом верхнем углу снимка находится ближе к нам, на расстоянии «всего» в 40 миллионов световых лет, и не участвует в гравитационных взаимодействиях. Расстояние до объекта: около 300 миллионов световых лет. Размер изображения: около 500 тысяч световых лет. Созвездие Пегаса. Права: NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team, перевод: Вольнова А.А.

Галактика Головастик

На этом великолепном изображении далёкие галактики создают эффектный фон для разваливающейся спиральной галактики Головастик. Эффектный хвост космический головастик получил во время лобового столкновения с соседней галактикой, когда приливные силы вырвали из спиральной галактики звёзды, газ и пыль. Саму вторгшуюся галактику, которая находится примерно в 300 тысячах световых лет за Головастиком, можно увидеть в левом верхнем углу, за спиральным рукавом. Также, как и обычные головастики, галактика Головастик потеряет свой хвост, когда станет старше. Звёздные скопления в хвосте превратятся в маленькие спутники большой спиральной галактики. Расстояние до объекта: около 420 миллионов световых лет. Размер изображения: около 280 тысяч световых лет. Созвездие Дракона. Права: ACS Science & Engineering Team, NASA.

«Космический портрет»

На этом снимке, немного похожем на человеческое лицо, изображены целых три сталкивающие галактики со слившимися спиральными рукавами. Сейчас учёные знают, что столкновения и последующие слияния сразу нескольких галактик также не редкость. Расстояние до объекта: около 450 миллионов световых лет. Размер изображения: около 150 тысяч световых лет. Созвездие Геркулеса. Права: Hubble Legacy Archive, ESA, NASA; Processing – Martin Pugh, перевод: Вольнова А.А.

Объект Хога

Сколько галактик на этом изображении – одна или две? Такой вопрос стоит с 1950 года, когда астроном Арт Хог обнаружил этот необычный внегалактический объект. В наружном кольце преобладают яркие голубые звезды, а в центре находится шар из более красных звёзд, которые, вероятно, значительно старше. Между ними – «пробел», который выглядит почти совсем тёмным. Как образовался объект Хога, пока не ясно, хотя сейчас обнаружено несколько подобных объектов, названных кольцеобразными галактиками. Среди гипотез о происхождении рассматривается прохождение одной галактики сквозь диск другой. По случайному совпадению, в промежутке между ядром и кольцом (в месте, соответствующем одному часу на циферблате часов) видна ещё одна кольцеобразная галактика, которая находится гораздо дальше. Расстояние до объекта: около 600 миллионов световых лет. Размер изображения: около 100 тысяч световых лет. Созвездие Змеи. Права: R. Lucas (STScI/AURA), Hubble Heritage Team, NASA, перевод: Липунова Н.А.

Гравитационные линзы

Гравитация искривляет траекторию движения световых лучей, позволяя использовать гигантские скопления галактик в качестве телескопов. На этом изображении — галактики массивного и компактного скопления Abell 2218. Его тяготение искривляет и фокусирует свет от галактик, находящихся далеко позади него. В результате многочисленные изображения этих фоновых галактик искажаются, превращаясь в длинные тусклые дуги. Подобный эффект можно увидеть, взглянув на уличные огни сквозь увеличительное стекло. Расстояние до объекта: около 3 миллиардов световых лет. Созвездие Дракона. Права: Andrew Fruchter (STScI) et al., WFPC2, HST, NASA, перевод: Лёлина Е.

Столкновение гигантских скоплений галактик

Что происходит, когда сталкиваются одни из самых больших объектов во Вселенной? Никто точно не знает этого, однако ответ может позволить лучше понять природу загадочной темной материи. На этом составном изображении (в видимом свете – телескоп «Хаббл», в рентгеновских лучах – обсерватория «Чандра») мы видим результат столкновения гигантских скоплений галактик (MACSJ0025), протекающего уже несколько сотен миллионов лет. Грандиозное столкновение привело к частичному отделению тёмной материи (она показана фиолетовым цветом) от «обычного» вещества (показано розовым цветом). Расстояние до объекта: около 6 миллиардов световых лет. Размер изображения: около 3 миллионов световых лет. Созвездие Кита. Права: NASA, ESA, CXC, M. Bradac (UCSB) & S. Allen (Stanford), перевод: Цветков Д.Ю.

«Экстремально дальний обзор»

Как выглядели самые первые галактики? Чтобы попытаться ответить на этот вопрос, космический телескоп «Хаббл» недавно закончил съёмку этого самого «глубокого» изображения Вселенной из всех полученных в видимом свете. На картинке – самые старые из всех наблюдаемых галактик. Они сформировались сразу после «тёмной эпохи», 13 миллиардов лет назад, когда возраст Вселенной составлял всего несколько процентов от его значения в наше время. В ходе проекта были обработаны и сведены в единое изображение более 2000 фотографий, сделанных «Хабблом» за 10 лет. Астрономы всего мира будут ещё много лет изучать результаты этого непревзойдённого научного эксперимента, чтобы лучше понять, как в ранней Вселенной сформировались звёзды и галактики. Расстояние до самого удалённого объекта: около 13,2 миллиардов световых лет. Созвездие Печи. Права: NASA, ESA, G. Illingworth, D. Magee, and P. Oesch (UCSC), R. Bouwens (Leiden Obs.), and the XDF Team, перевод: Цветков Д.Ю.


  • -
Стенгазета «Заправлены в планшеты космические карты»

58. Заправлены в планшеты космические карты


Текстово-картиночная версия этого выпуска ещё в работе, просим прощения.


  • -
Стенгазета Сокровища новогоднего неба.

51. Сокровища новогоднего неба


51. Сокровища новогоднего неба

Текстово-картиночная версия этого выпуска ещё в работе.


  • -
Стенгазета Коротко и ясно о метеоритах

44. Коротко и ясно о метеоритах


44. Коротко и ясно о метеоритах.
Текстово-картиночная версия этого выпуска ещё в работе


  • -
Стенгазета Конец света отменяется!

33. Конец света отменяется!


33. Конец света отменяется! (возможные и невозможные природные катастрофы).

Текстово-картиночная версия этого выпуска ещё в работе.


  • 0
Стенгазета Космический дом (устройство МКС).

27. Космический дом


27. Космический дом (устройство МКС).

Текстово-картиночная версия этого выпуска ещё в работе.


  • -
Стенгазета День космонавтики

11. День космонавтики


11. День космонавтики (от крыльев Икара до любопытного марсохода).

Текстово-картиночная версия этого выпуска ещё в работе.