Что «взбаламутило» солнечную систему?

Фото: kisgazeta.ru

Что «взбаламутило» солнечную систему?

Вчера, 21 декабря, в северном полушарии планеты Земля, где живём мы с вами, были самый короткий день и самая длинная ночь в году. Отныне и до середины лета продолжительность светового дня будет неуклонно увеличиваться.

Эту особенность взаимодействия нашей планеты с Солнцем люди заметили тысячи лет назад. И посвятили ей множество легенд и обычаев.

А сотни лет назад зимнему солнцестоянию нашли научное объяснение: смена времён года происходит из-за того, что ось вращения Земли наклонена к плоскости её вращения вокруг Солнца на 23,5 градуса.

Однако до сих пор неизвестно, какая сила вызвала этот наклон.

Чтобы узнать мнение учёных на сей счёт, корреспондент «КГ» в канун зимнего солнцестояния отправился в самую новую и технически совершенную обсерваторию в Российской Федерации, которая находится в 25 километрах от Кисловодска.

В КГО – спустя семь лет

Семь лет назад вместе с ректором МГУ Виктором Садовничевым и директором Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ) МГУ Анатолием Черепащуком я присутствовал на торжественной церемонии сдачи КГО в эксплуатацию (смотрите видео).

А ещё до этого мне посчастливилось несколько раз встречаться с академиком Черепащуком и в Кисловодске, и на плато Шатджатмаз, где Анатолий Михайлович выбирал место для будущей обсерватории МГУ и наблюдал за её строительством (смотрите видео).

Дело в том, что вскоре после распада СССР Государственный астрономический институт имени Штернберга (ГАИШ) МГУ лишился двух новых высокогорных обсерваторий: на горе Майданак в Узбекистане и под Алма-Атой в Казахстане. Их национализировали эти независимые среднеазиатские государства.

Потеря двух современных обсерваторий нанесла тяжёлый удар по наблюдательным программам ГАИШ: в распоряжении института остались лишь пять небольших (с диаметром объектива от 40 до 125 сантиметров) телескопов в Крыму и один 70-сантиметровый телескоп в Москве. Поэтому уже в начале 2000-х годов в ГАИШ начали прорабатывать варианты создания новой обсерватории.

Место для неё выбрали в 2002 году на плато Шатджатмаз, вблизи работающей с 1948 года Горной астрономической (корональной) станции Российской Академии наук. В 2006 году был выбран подрядчик для строительства нового 2,5-метрового телескопа – известная французская фирма SAGEM-REOSC MAVEG GmbH. Правительство РФ выделило средства, и в следующем году началась реализация программы.

14 декабря 2014 года состоялось торжественное открытие Кавказ­ской горной обсерватории МГУ. И вот несколько дней назад появился повод вновь посетить флагман астрономической науки в России.

Дело не только в зимнем солн­цестоянии. 11 декабря произошло событие, которого ждали долгих семь лет: авторитетнейшая комиссия из Москвы в главе с директором ГАИШ Константином Александровичем Постновым официально ввела в строй главный наблюдательный инструмент обсерватории – высокотехнологичный телескоп с диаметром зеркала 2,5 метра.

После открытия обсерватории телескоп работал в тестовом режиме, поскольку по ряду параметров (скорости фокусировки и так далее) не соответствовал параметрам теста. Семь лет специалисты Государственного астрономиче­ского института МГУ дорабатывали детали конструкции и отдельные узлы этого сложнейшего механизма. И вот наконец комиссия признала, что данный телескоп идеально соответствует требованиям международного протокола испытаний оптических инструментов данного класса.

Миссия – повышать образовательный уровень нации

Моим гидом по просьбе администрации Кавказской горной обсерватории стал старший научный сотрудник Государственного астрономического института имени Штернберга (ГАИШ) Московского государственного университета Андрей Татарников.

В КГО Андрей Михайлович регулярно ведёт наблюдения почти с момента её открытия. В просторной столовой административно-бытового корпуса обсерватории – шахматы, гитара, гантели, томик сочинений Гоголя. Всё это – следы пребывания в КГО на практике студентов и в командировке – научных сотрудников ГАИШ. А рядом на стене висит фотография созвездия Квинтета Стефана. Это первое фото дальних миров, полученное с помощью главного телескопа КГО. Так вот: обработал и подготовил к печати данное фото именно Андрей Татарников.

А недавно в специализированном научном журнале опубликовали обширную статью о создании КГО, которую Андрей Михайлович Татарников, директор ГАИШ Константин Александрович Постнов, научный руководитель института Анатолий Михалович Черепащук, начальник Кавказ­ской горной обсерватории Николай Иванович Шатский написали в соавторстве с другими сотрудниками астрономического института.

Ключевая фраза этой публикации звучит так: «…«миссия» КГО в широком смысле – повышение образовательного уровня нации в целом».

Следовательно, Кавказскую горную обсерваторию и её телескоп мирового уровня мне взялся показать авторитетнейший специалист.

Пока мы поднимались на гору, я узнал, как парнишка из небольшого подмосковного городка Железнодорожный выбрал столь необычную специальность – астрономию.

– Мой отец, Михаил Прохорович Татарников, был астрономом-любителем. В 1972-м году он основал в Железнодорожном астрономический кружок «Вега», который действует и по сей день, – пояснил Андрей Михайлович. – Я в него ходил с пятого класса. Потом поступил на астрономическое отделение МГУ и после его окончания пришёл работать в ГАИШ.

Остаётся добавить, что супруга моего гида, Анна Александровна, тоже профессиональный астроном, а их сын Александр учится на астрономическом отделении физического факультета МГУ.

Вот так возникают династии, которые постигают фундаментальные основы Вселенной.

Сферу своих научных интересов Андрей Михайлович обозначил так:

– Я изучаю эволюцию звёзд на разных стадиях и строение их полевых оболочек.

Расспрашивать, что это такое, было недосуг, поскольку мой гид уже отомкнул дверь двухэтажного здания, в котором располагается самый совершенный оптический инструмент в России.

Чтобы сдвинуть одной рукой 40-тонный телескоп

На первом этаже Андрей Михайлович первым делом показал мне шкаф управления телескопом.

На первый взгляд, ничего особенного: серебристый металлический ящик размером с обычный платяной шкаф или с промышленный холодильник. На нём с десяток разноцветных лампочек, а внутри – множество проводов и аппаратов, каждый из которых отвечает за сложнейшую функцию оптического прибора.

Первоначально шкаф управления изготовила китайская фирма – субподрядчик французской. В нём оказалось столько недочётов, что специалистам ГАИШ понадобилось семь лет, чтобы все их устранить. Нынешний шкаф управления полностью российской разработки и изготовления. Как показали тестовые испытания 11 декабря, он работает безупречно.

В коридорчике рядом с залом управления телескопом стоит синий контейнер с прикреплёнными к нему двумя серебристыми баллонами – масляная станция. А над нашей головой, под самым потолком прогалина, сквозь которую проглядывает нечто овальное. Андрей Татарников поясняет:

– Это ванна, которая находится под основанием телескопа. В неё под высоким давлением поступает смазка из масляной станции. Её толщина – всего несколько микрон. Это обеспечивает очень низкое трение. Вплоть до того, что «плавающий» в ванне 40-тонный телескоп можно сдвинуть одной рукой.

В полу под нашими ногами – щель в сантиметр. Но это не брак строителей, а задумка конструкторов. У здания и у основания телескопа – раздельные фундаменты. Как бы я ни прыгал на полу здания, ни один из чувствительнейших приборов телескопа этого не заметит.

Наконец Андрей Михайлович отворяет дверь с другой стороны этой щели, и по почти вертикальной лесенке мы поднимаемся в святая святых – зал под куполом, где находятся главное зеркало и обеспечивающие его безупречную работу агрегаты.

Посреди всего этого великолепия я вижу надетую на трубу резиновую перчатку. Андрей Михайлович спокойно снимает её и показывает мне поближе. Самая обычная – такую за пять рублей можно купить в любой аптеке

Оказывается, это тоже необходимый элемент для безупречной работы инструмента, который стоит сотни миллионов долларов. Она собирает пары азота, которым охлаждают детектор купленной в США инфракрасной камеры высочайшего класса.

Но в обсерватории помимо главного телескопа действуют и другие приборы. Мы выходим на балкон рядом с куполом, и Андрей Татарников с гордостью показывает мне рядом с главным телескопом небольшой шар на металлической треноге:

– Это разработанный в нашем институте астроклиматический пост. Его задача – непрерывно измерять качество изображения. Конструкция оказалась настолько удачной, что такие посты сейчас установлены почти во всех обсерваториях мира.

Рядом ещё несколько уникальных приборов, а дальше – купола ещё двух телескопов. И хотя диаметр их зеркал небольшой, но они – необходимое звено в си­стеме наблюдений за звёздами.

Рядом с нами пролетела звезда или «чёрная дыра»

Мы спускаемся в рабочий кабинет наблюдателя, оснащённый компьютерами с огромными мониторами высочайшего класса, и я задаю вопрос, ради которого приехал в обсерваторию:

– Какая сила заставила нашу планету наклонить свою ось вращения относительно плоскости вращения Солнца.

Андрей Татарников подтверждает: поскольку Солнце и планеты сформировались из одного и того же вращавшегося облака пыли и газа, то по законам механики они все должны находится в одной плоскости, которая называется плоскостью эклиптики, и вращаться по круговой орбите.

Но Земля почему-то вдруг наклонилась на 23,5 градуса к плоскости эклиптики.

– Согласно самой популярной теории, три миллиарда лет назад, когда Солнечная система ещё не вполне сформировалась, в земной шар врезалась планета чуть меньшей массы.

При столкновении часть вещества выбросило в космос, и из него впоследствии образовался спутник Земли – Луна. А обе планеты слились в одну. И от этого страшного удара наклонилась ось вращения новой Земли.

Всё это звучит убедительно, если не брать во внимание то, что ось вращения Марса тоже наклонена к эклиптике на 24 градуса. Вероятность того, что в две соседние планеты врезались два массивных небесных тела и повернули оси их вращения на одинаковый угол, практически равна нулю.

И ведь не только у Земли и Марса, а и у всех остальных планет оси вращения повёрнуты под разными углами к плоскости эклиптики. Более того, даже само Солнце слегка наклонено к этой плоскости.

На мой взгляд, единственное объяснение этому состоит в том, что три миллиарда лет назад рядом с Солнечной системой прошло массивное тело, которое своей гравитацией воздействовало на все планеты и даже на Солнце.

– Остаётся только разобраться – что это было такое?

– В нашей Галактике есть блуждающие звёзды. Возможно, три миллиарда лет назад по галактике передвигалась наша ближайшая соседка Альфа Центавра. А есть ещё блуждающие чёрные дыры с огромной гравитацией. Но я изучаю эволюцию звёзд до того момента, когда они превращаются в чёрные дыры.

Поэтому на этом Андрей Татарников остановился. О загадочных «чёрных дырах» и ещё более загадочных «тёмной материи» и «тёмной энергии» читайте в следующем номере «КГ»

Николай БЛИЗНЮК

Фото и видео автора