Полезные ископаемые на астероидах, солнечные вспышки и черные дыры: что изучают крымские астрономы

Сергей Назаров

Фото: Андрей Голодюк. Перейти в Фотобанк КП

- Сергей, как давно вы наблюдаете за звездами? Почему решили этим заниматься?

- Я увлекся астрономией в 90-е годы. Мне очень повезло, мое детство проходило в темном Севастополе: было очень мало уличного освещения и регулярно отключали электричество. Прямо рядом с центром города был прекрасно виден Млечный Путь. Я наблюдал Пояс Ориона, Туманность Ориона, Галактику Андромеды. В 6-7 классе стал задавать вопросы, и папа с огромным удовольствием рассказывал мне о созвездиях, подарил книжку Феликса Зигеля «Сокровища звездного неба» и подписал на астрономический журнал. Потом я стал ходить в астрономический кружок во Дворце детства и юности под руководством Александра Григорьевича Лесового. Тогда и понял, что хочу быть астрономом.

После университета пошел в обсерваторию, чтобы устроиться на работу. Но мне сказали, что желающих много, с моей инженерной специальностью нужно сдать кандидатские экзамены и поступить в аспирантуру при обсерватории. Так я и сделал. Поднапрягся, меня сначала взяли на работу инженером, потом научным сотрудником.

В настоящее время я занимаюсь в основном фундаментальной наукой. Прикладного приложения наши исследования прямо сейчас не имеют, иногда это наблюдение за космическими аппаратами.

- Чем интересны науке астероиды?

- Астероиды могут на нас падать, без астрономии здесь никуда. Также на астероидах мы со временем начнем добывать полезные ископаемые. Есть астероиды с уже доказанными залежами металлических руд и редкоземельных металлов, остается лишь применить наши земные технологии добычи в космическом пространстве. Существуют организации, которые занимаются этим вопросом, пока в теории.

Запускают космические аппараты к астероидам, которые долетают до поверхности, фотографируют, измеряют параметры и очень точно определяют химический состав, проводят первые эксперименты по взятию грунта.

Также есть ударные кинетические эксперименты: отправляют какую-нибудь болванку, она врезается в астероид, и ученые смотрят, что получится. Важно понять, как изменится траектория. Это интересно с позиции защиты Земли. Если к нам что-то будет лететь, мы должны понимать, как защищаться. Ядерную бомбочку туда отправлять? Брюс Уиллис уже на пенсии, его не отправишь. Других добровольцев немного. Один из вариантов - отправка на астероид кинетического ударника, который может изменить его траекторию. Такие эксперименты уже проводились, и есть конкретные научные результаты.

- А добывать полезные ископаемые планируется на Земле или в космосе?

- Лучше в космосе. При падении астероид сгорает, и от него остаются рожки да ножки. Пару недель назад северней Москвы пролетел астероид размером около метра. От него остались кусочки размером в несколько сантиметров, самый большой камушек – около 10 см. Разрушение в атмосфере очень сильное, гораздо выгоднее на орбите, в космосе, разделывать астероиды, из них что-то полезное добывать и спускать на Землю.

Лунные кратеры современная техника позволяет снимать крупным планом. Фото: из личного архива Сергея Назарова

- Расскажите о Крымской астрофизической обсерватории. Какое есть оборудование, и какие задачи ставят перед собой астрономы?

- Сейчас у нас три обсерватории. Наша Крымская астрофизическая обсерватория, база МГУ Государственный астрономический институт имени Штернберга (ГАИШ) и база Роскосмоса. Все это располагается фактически на одной площадке, на склоне горы Сель-Бухра, она же Белая, на высоте 600 м над уровнем моря.

Прекрасное место с точки зрения астрономического климата. У нас, как и во всем Крыму, большое количество ясных дней и ночей в году, достаточно стабильная атмосфера, вокруг много леса, и мы далеко от городов. Сейчас города сильно разрослись и очень сильно светят в небо, но у нас пока еще получается проводить астрономические исследования.

Мы обросли постепенно телескопами. Наши ученые занимаются исследованием молодых, старых, вспыхивающих звезд. Также это так называемые катаклизмические звезды - активные ядра галактик, то есть сверхмассивные черные дыры, которые кушают окружающее вещество. Пока мы не можем заглянуть внутрь черной дыры, но уже есть технологии, которые в ближайшие десятки лет позволят нам исследовать черные дыры изнутри. Это гравитационно-волновая астрономия.

Также ученые исследуют астероиды, кометы и солнечную активность. У нас есть четыре солнечных телескопа, целый солнечный отдел. Солнце влияет на климат, на движение космических аппаратов, на радиосвязь. Возможно, опосредованно, влияет на поведение людей.

Таким ученые видят Солнце в телескоп. Фото: из личного архива Сергея Назарова

- Связано ли это с магнитными бурями?

- Да. Солнце светит за счет того, что внутри идут ядерные реакции. Электромагнитная энергия потихоньку выходит наружу и отправляется в космос. Солнце имеет среднюю плотность, близкую к плотности воды. Период вращения у Солнца примерно один месяц, но вращается оно неравномерно. У звезды есть большое магнитное поле, по форме напоминающее тыкву.

Экваториальные зоны быстрее вращаются, полюсные медленнее, и в результате магнитное поле как бы наматывается на Солнце и может взаимодействовать с мелкими локальными магнитными полями, которые возникают там, где на Солнце есть конвекция (как в кипящем чайнике, горячее вещество поднимается снизу, охлаждается и падает обратно). При этом рождаются небольшие магнитные поля размером примерно с нашу планету. Они могут взаимодействовать с глобальным магнитным полем нашего Солнца и друг с другом.

Солнечные пятна получаются там, где магнитное поле тормозит движение вещества и не дает ему разогреваться. Солнечные вспышки рождаются там, где происходит магнитное перезамыкание. За очень короткие промежутки времени выделяется очень много энергии, солнечное вещество разогревается и вылетает. Если вспышка была на стороне, которая смотрит на нас, солнечное вещество может прямиком бить по нашей планете. Спасает только расстояние более 150 млн км. По пути вещество немножко рассеивается.

Но если оно все-таки долетело до нашей планеты, оно начинает взаимодействовать с магнитным полем Земли, с атмосферой, заставляет ее светиться. Солнечные частички отдают свою энергию земным, так возникает полярное сияние.

Магнитное поле нашей планеты искажается, это называется магнитная буря. Атмосфера нашей планеты разогревается и увеличивается в размерах. Спутники, которые двигаются на самых низких орбитах (300-400 км), могут испытывать торможение и даже падать. Илон Маск не даст соврать, у него каждый год обязательно падают «Старлинки», потому что их запускают на высоту 200 километров примерно, парковочная орбита. С этой высоты они работают своими двигателями и расползаются на более высокие орбиты. Если они не успели уползти достаточно высоко, они сгорают в атмосфере, которая раздувается после солнечных вспышек. Они потеряли уже несколько сотен аппаратов.

С магнитными бурями все немного сложнее. Нет строгого определения понятия «магнитная буря», какую величину изменения нашего магнитного поля земного считать бурей. Если вы живете ближе к полюсу нашей планеты, то вы сильнее на себе все это испытываете, там заряженные частички входят в нашу атмосферу. Если живете ближе к экватору, магнитное поле Земли лучше защищает. Нам, конечно, повезло в этом отношении. Но минус в том, что мы гораздо реже видим полярное сияние.

Метеор в ночном небе. Фото: из личного архива Сергея Назарова.

- Самая известная в последнее время комета - 3I/ATLAS, в чем ее особенность?

- Это третий открытый межзвездный объект. Комета родилась в другой планетной системе. Это вторая межзвездная комета, открытая после открытия Геннадия Борисова 2019 года. Комета довольно яркая, выпускает такие хорошие хвосты.

Этот объект интересен с позиции фундаментальной науки, мы можем исследовать вещество из другой планетной системы. Мы пока не можем запустить к комете космический аппарат, у нее очень большая скорость, не успеваем подготовиться. Но мы можем исследовать ее при помощи телескопов и инструментов, которые есть на борту марсианских и других аппаратов.

3I/ATLAS показала уникальный химический состав. В ее атмосфере гораздо больше углекислого газа и гораздо меньше воды. Это соотношение оказалось необычным для комет Солнечной системы. Сухой лед, который окружает комету, защищает от перегрева водяной лед внутри. Эта комета ведет себя не так, как наши. Активность у нее по-другому выражается.

- В 2017 году астрономы зафиксировали еще один межзвездный объект, астероид Оумуамуа, прилетевший из-за пределов Солнечной системы. Было много версий, даже говорили, что это объект искусственного происхождения. Как вы относитесь к идее внеземных цивилизаций?

- «Экстраординарное утверждение требует экстраординарных доказательств». Если мы говорим, что это инопланетяне рулят астероидом, нужны доказательства. Забытый паспорт со штампиком Проксима Центавра, хоть что-нибудь. Сейчас у нас таких доказательств нет.

Но жизнь в космосе действительно может быть распространена. Мы живем на типичной классической планете. Наша жизнь устроена на нормальном наборе химических элементов, самых распространенных в космосе. Вода - растворитель и катализатор наших химических реакций - очень распространена в космосе. Если представить себе, какой вариант жизни мог бы быть максимально распространен в космосе, - это наш вариант.

Было бы очень странно ожидать, что нигде больше в космосе нет жизни. В нашей галактике больше 200 миллиардов звезд, из них больше 80% имеют планеты. То есть в нашей галактике не менее триллиона планет, а может, и два.

Галактик как наша примерно 50% от всех. Всего галактик также не менее триллиона. То есть, по самым скромным подсчетам, во Вселенной триллион триллионов планет.

Странно говорить о том, что именно здесь, на нашей планете, которая ничем не выделяется, абсолютно типичная, жизнь реализовалась, а на других триллионах планет ее нет. Когда-нибудь мы братьев по разуму встретим, кто ищет, тот всегда найдет.

- Что вы больше всего любите в своей работе?

- Прикосновение к неизвестному. Начинаешь исследовать какую-нибудь звездочку, она показывает нетипичное поведение. Вот астероиды вращаются совсем не так, как мы ожидали. Вселенная постоянно подкидывает нам очень интересные факты, которые сильно расширяют мировоззрение, кругозор. Астрономия позволяет нам понять мир, в котором мы живем.

Еще астрономия - это очень созидательная, конструктивная, объединяющая штука. Если мы, например, хотим найти жизнь во Вселенной, нужно строить большие телескопы, создавать очень точные, качественные научные приборы. И это все требует объединения усилий многих специалистов, организаций, государств.