Телескоп VISTA Южной европейской обсерватории, уникальные зеркала которого шлифовали в России, получил превосходный снимок туманности Ориона. На нем проявились звезды, которые оптическим инструментам недоступны.

Всего два месяца назад в чилийском высокогорье пустыни Атакама официально вступил в строй телескоп VISTA (англ. Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy – астрономический телескоп для обзоров в видимом и инфракрасном диапазонах). Инструмент с главным зеркалом диаметром 4,1 метра стоит на пока безымянной вершине, соседней со знаменитым холмом Параналь, где находится VLT – многоглавый «Очень большой телескоп» (англ. Very Large Telescope) Южной европейской обсерватории. VISTA был частью вступительного взноса Великобритании в эту престижную организацию, в которую теперь зовут и Россию.

Раздолье из Подмосковья

В среду обсерватория опубликовала великолепный снимок знаменитой туманности Ориона, которую в темную зимнюю ночь несложно отыскать под поясом «небесного охотника». Находится этот объект в полутора тысячах световых лет от Земли и при размерах в десятки световых лет занимает на небе площадь, в несколько раз большую полной Луны. Чтобы разглядеть его целиком, потребовалось огромное поле зрения.

Телескоп VISTA как раз и обладает широким полем. Его основная задача – составить полный обзор неба, доступный из Чили, в ближнем инфракрасном диапазоне, на длинах волн от 850 до 2300 нм. Нечто подобное на орбите сейчас делает космический аппарат WISE, но в более длинноволновом диапазоне и с худшей чувствительностью: площадь космического зеркала в 100 раз меньше, чем у наземного «коллеги». Зато последнему недоступен средний ИК-диапазон, который «съедает» атмосфера нашей планеты.

Само зеркало VISTA – рекордсмен в своем роде. Ради большого поля зрения и быстрого накопления света зеркало выточили с огромной кривизной, его относительное отверстие («диафрагма», как говорят фотографы) составляет 1:3,25. Зеродуровую заготовку для него, отлитую в Германии, почти два года доводили до ума в Подмосковье специалисты Лыткаринского завода оптического стекла. Собранный главным зеркалом свет через активное вторичное зеркало переправляется на массив из шестнадцати 4-мегапиксельных ПЗС-матриц, оптимизированных для работы в инфракрасном диапазоне.

Повивальная пыль

Туманность Ориона – это огромное облако светящегося газа, грандиозная звездная колыбель, где прямо сейчас рождаются сотни и тысячи звезд. И большинство из них в обычный оптический телескоп не увидеть. Нужно инфракрасное зрение, такое, как у VISTA. Именно оно позволяет заглянуть за завесу темной пыли, которая не пропускает видимый свет, но более или менее прозрачна в ИК-диапазоне.

Во Вселенной везде так – где рождаются звезды, обязательно присутствует пыль, которая не позволяет внимательно рассмотреть процесс звездообразования. Это не закон подлости и не проявление вредности космоса по отношению к астрономам. На самом деле, пылинка – ключевой ингредиент формирования звезд, так как именно она позволяет быстро и без хлопот высвечивать тепло, выделяющееся при сжатии протозвездных облаков газа.

Самому исходному газу это сделать проблематично: он лучше всего светится в оптическом (и даже ультрафиолетовом) диапазоне, а температура сжимающегося газа поначалу слишком мала для оптического свечения. Проблема, кстати, достаточно серьезная: астрономы, к примеру, до сих пор не до конца понимают, как появлялись первые звезды во Вселенной, когда вокруг не было тяжелых элементов и, соответственно, пылинок.

Самые молодые звезды на этом изображении видны ярко-красными пятнышками в средней части снимка и ближе к краям туманности. Красный цвет – это условность: в видимом диапазоне этих объектов нет, а у инфракрасных лучей нет никакого «цвета», различимого человеческим глазом. Зато наш глаз отлично видит яркие молодые звезды в центральной части туманности, которую они своим собственным светом уже очистили от пыли. Давление излучения от самых массивных звезд разгоняет частички пыли и газа до скоростей в сотни километров в секунду.

Сталкиваясь с газом, еще не затронутым движением, эти частицы переводят атомы и молекулы в возбужденное состояние; возвращаясь к минимуму энергии, они излучают свет строго определенной частоты, который и придает газу характерные оттенки. Красный – это, в основном, свечение водорода, желтый – натрия, зеленый – кислорода и серы. Голубоватые оттенки – это свет самих массивных звезд, рассеянный частичками пыли.

Впрочем, изучение отдельных звезд и туманностей – это все-таки не самое главное в деятельности VISTA. Три четверти своего времени телескоп тратит на работу сразу по шести обзорным проектам, в рамках которых ученые планируют найти самые разные объекты – и холодные звезды в окрестностях Солнца, и темные астероиды в окрестностях Земли, и даже молодые, бешено формирующие свое звездное население галактики на границе видимой Вселенной. Оставшиеся 25% времени выделяются под частные проекты конкретных ученых на основе более или менее открытого конкурса.

Как показывает нынешняя фотография, инструмент, созданный руками в том числе и российских специалистов, получился отменный. Так что когда текущие обзорные проекты закончатся, телескоп без дела не останется. Даже когда времени на телескопе станет в четыре раза больше, астрономам, чтобы воспользоваться им, все равно придется стоять в очереди.