Приблизиться к звездам и «окунуться» в астрофизику: как проводят экскурсии на два крупнейших в Евразии телескопа

Посмотреть на два крупнейших в Евразии телескопа, посетить ночную экскурсию по звездному небу, узнать, как современные астрофизики исследуют Галактику и ищут новые экзопланеты: рассказываем, как проходят экскурсии в Специальной астрофизической обсерватории РАН в Карачаево-Черкесской Республике.

На Северном Кавказе, у подножия горы Пастухова расположена Специальная астрофизическая обсерватория (САО) РАН, в которой работают крупнейшие в Евразии телескопы: оптический Большой телескоп азимутальный (БТА) и радиотелескоп РАТАН-600. Именно их показывают туристам, приезжающим в Карачаево-Черкессию.

После экскурсии в обсерватории туристы могут спуститься в академгородок, в поселок Нижний Архыз. Здесь в одном из помещений в 2019 году по инициативе сотрудника обсерватории был оборудован планетарий. В 2021 году он вошел в состав отдела научной информации и внешних связей САО РАН.

Ночная экскурсия по звездному небу — завершение туристической программы. Под руководством астрономов посетители могут провести настоящие астрономические наблюдения и увидеть в телескоп Млечный Путь. В среднем обсерваторию посещают порядка 15 тысяч туристов в год.

Крупнейшие телескопы в Евразии

Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук (САО РАН) оперирует несколькими оптическими телескопами и одним радиотелескопом. Оптические: Большой телескоп альтазимутальный (БТА), ЦЕЙСС-1000, ЦЕЙСС-600, три роботических телескопа, радиотелескоп РАТАН-600. Экскурсии проводятся на Большой телескоп альтазимутальный (БТА) и РАТАН-600 (РАдиоТелескоп Академии Наук диаметром 600 метров).

Большой телескоп называется альтазимутальным потому, что может поворачиваться как вокруг вертикальной оси, так и вокруг горизонтальной. Астрономы в таких случаях говорят «ложится в горизонт». Это первый в мире построенный по альтазимутальной схеме и самый большой оптический телескоп в Евразии. Диаметр его главного зеркала — 6 метров.

Телескоп был спроектирован и изготовлен на Ленинградском оптико-механическом объединении. Только на подготовку проекта и изготовление деталей ушло шесть лет. Для сборки телескопа было выстроено здание высотой с 15-этажный дом, а сам телескоп получился высотой в 42 метра. Зеркало было изготовлено на Лыткаринском заводе оптического стекла. Стекло варили при температуре 1600°C и остужали в течение 736 суток. Затем заготовку зеркала (бланк) шлифовали и полировали в течение трех лет.

В 24-х метрах над зеркалом находится черный цилиндр — это стакан, или кабина, первичного фокуса. В первые годы работы телескопа в ней сидели астрономы и делали снимки космических объектов на стеклянные пластинки. Работа была непростая: пока шла съемка небесного объекта с большой выдержкой, ученым приходилось сидеть абсолютно неподвижно в течение многих часов. Выдержка могла доходить до 7 часов. В наше время в кабине наблюдатели не сидят, здесь стоит специальная светоприемная аппаратура, сигнал от которой по оптоволокну поступает на компьютер астронома.

Наблюдения на оптическом телескопе проходят только ночью. Аппаратура меняется в зависимости от того, какие космические объекты нужно наблюдать: звезды нашей Галактики, газовые и пылевые туманности или галактики, которые находятся от нас на расстояниях миллионов световых лет.

РАТАН-600 — самый большой в России радиотелескоп с замкнутой кольцевой антенной переменного профиля. С его помощью ученые наблюдают за Солнцем, звездами, галактиками, кометами и другими небесными телами.

Впервые он был запущен в июле 1974 года. Телескоп напоминает огромный круглый стадион диаметром 600 метров. Здесь расположены несколько кабин облучателей, которые двигаются по рельсам, плоская антенна и конусный облучатель, в настоящее время использующийся в качестве экскурсионной галереи.

Круговая антенна состоит из 895 алюминиевых щитов, которые отражают радиосигнал наблюдаемого космического источника (звезды, галактики или Солнца) на облучатель. Телескоп можно настраивать на нужную точку неба, меняя угол наклона щитов и позицию облучателя.

Найти планеты в лучах звезд

Все телескопы Специальной астрофизической обсерватории РАН работают по заранее составленной программе наблюдений. Астрофизики с их помощью изучают эволюцию и химический состав звезд, межзвездную среду и Солнце, анализируют процессы, происходившие в ранней Вселенной.

В обсерватории постоянно создаются новые, более совершенные приборы для астрономических наблюдений. Так, сотрудниками лаборатории спектроскопии и фотометрии внегалактических объектов был создан ряд инструментов для изучения галактик, звезд, межзвездной и межгалактической среды. Один из этих приборов — многорежимный фокальный редуктор первичного фокуса 6-м телескопа SCORPIO. С его помощью можно получать снимки космических объектов и их спектры.

В лаборатории релятивистской астрофизики САО РАН был создан многоцветный панорамный фотометр-поляриметр с высоким временным разрешением. Прибор позволяет исследовать оптические пульсары, гамма-всплески в оптическом диапазоне, вести поиск одиночных черных дыр, изучать быструю переменность рентгеновских двойных источников космического излучения.

Относительно недавно на БТА был установлен новый спектрограф, созданный по последнему слову техники. Он позволяет с большой точностью измерять лучевые скорости звезд — то есть скорость, с которой звезда то удаляется от нас, то приближается из-за вращения вокруг общего центра масс с планетой. Оптоволоконный эшелле-спектрограф высокого спектрального разрешения для БТА — один из немногих приборов мирового уровня в своем классе. Ученые САО РАН с его помощью начали изучать экзопланеты — планеты, вращающиеся вокруг других звезд. Обнаружить их довольно сложно, так как яркие звезды «затмевают» экзопланеты своим сиянием. Исследованием экзопланет занимается группа ученых во главе с директором САО РАН Геннадием Валявиным.

В САО РАН создан комплекс роботизированных телескопов с зеркалами диаметром 50 см. Они предназначены для поиска транзитов экзопланет (прохождение экзопланеты по диску звезды, в некотором роде аналогичное солнечному затмению, когда Луна проходит по диску Солнца). Таким способом можно обнаружить новые экзопланеты и другие субзвездные объекты, например, коричневые карлики, белые карлики и т.д. Также на робот-телескопах наблюдают галактики.

Для наблюдений на радиотелескопе РАТАН-600 приемники космического излучения также постоянно модернизируются, и создаются новые инструменты, например, способные более качественно бороться с помехами.

Работы выполнены при поддержке двух проектов Российского научного фонда, компьютерная обработка данных выполняется за счет гранта Минобрнауки России. Также при поддержке министерства проходят наблюдения на телескопах САО РАН.

Экскурсии по звездам

Посетить Большой телескоп альтазимутальный и радиотелескоп РАТАН-600 и услышать больше о научных проектах ученых, связанных с космосом, может любой желающий. Экскурсии на БТА и на РАТАН-600 проводятся каждый день и рассчитаны на людей любого возраста.

Туристы, прибывающие в обсерваторию, могут пройтись по галерее и увидеть фотографии строительства телескопа, его составных частей и научного оборудования, изображения космических объектов — звезд, галактик, черных дыр, планетарных туманностей, остатков взрыва сверхновых, нейтронных звезд, шаровых и рассеянных скоплений.

Одна из комнат галереи — это бывшая операторская, там находится пульт управления телескопом, который в настоящее время является музейным экспонатом. Сотрудники САО РАН проводят для туристов научно-популярные лекции о космических объектах, которые наблюдаются в нашей Галактике и во Вселенной. На РАТАНе туристам рассказывают также об исследованиях Солнца.

В обсерватории есть гостиницы, где могут останавливаться туристические группы. В академгородке находится уникальный музей истории и культуры древних алан. В четырех километрах от академгородка расположено древнее аланское городище. Так что туристы могут «окунуться» не только в астрономию, но и в историю.

В планетарии демонстрируются полнокупольные фильмы, которые дополняют информацию, полученную на экскурсии. Фильмы рассчитаны на самую разную аудиторию. Есть фильм для детей — «Два стеклышка. Удивительный телескоп», который рассказывает о том, как был создан телескоп, и как развивалась наука астрономия. Другие фильмы, например, «Солнце и жизнь Земли», «Звездное небо и основы сферической астрономии», были созданы Ассоциацией планетариев России в рамках грантового направления «Поддержка проектов в области науки, образования и просвещения».

Более подробная информация об экскурсиях представлена на сайте: https://www.sao.ru/excursion/

В заключение отметим, что астрономия — это мировоззренческая наука. Она дает пищу для ума: человек начинает ощущать связь с космосом, понимать свое место во Вселенной. Одной из основных задач экскурсовода является объяснение роли фундаментальной науки в жизни общества. Ведь, как твердо убежден доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник САО РАН Сергей Фабрика, «фундаментальная наука сегодня — это техника завтра».