Беседа о кометах и не только с легендарным астрономом-любителем Геннадием Борисовым

4

Беседа о кометах и не только с легендарным астрономом-любителем Геннадием Борисовым

«Мы можем пощупать, из чего состоят другие звезды»

К Земле на максимальное расстояние приблизилась двухвостая комета, самая яркая за последние 25 лет. О том, что она несет нам на своих хвостах, о возникшей на небе новой туманности и о космическом мусоре, который уже падает нам на голову, «Огонек» поговорил с легендарным астрономом-любителем Геннадием Борисовым. Он руководит подразделением Астрономического научного центра, на счету астронома открытие девяти новых комет, в том числе и единственной в своем роде кометы — межзвездной.

Беседовала Елена Кудрявцева

— Геннадий Владимирович, публика бурно обсуждает новую комету, которую можно было видеть фактически отовсюду. Ближе всего она подошла к поверхности Земли 23 июля. А насколько она интересна ученым?

Чем известен Геннадий Борисов

— Эта комета Neowise, ее в конце марта открыл космический инфракрасный телескоп WISE. Сейчас она настолько приблизилась к Солнцу, что ее видно с Земли невооруженным глазом: когда испаряется вещество, появляется большой хвост. Чтобы разглядеть комету, достаточно посмотреть на северо-запад утром или вечером, а заснять ее можно на обычный фотоаппарат или даже на мобильный телефон. Недавно появились сообщения, что в ее хвосте обнаружен натрий — это довольно редкое явление.

— А какой у нее период обращения?

— Больше 6 тысяч лет.

Вообще, в нашей Солнечной системе сегодня обитает несколько тысяч известных комет и, может быть, несколько миллионов, которых мы просто не видим.

Среди них есть короткопериодические, которые прилетают раз в 5, 10 и 20 лет, а есть те, которым для этого понадобятся сотни и тысячи лет. Уникальный случай в этом отношении — межзвездная комета, которая прилетела к нам из других звездных систем, и, естественно, она улетит в далекий космос и никогда к нам не вернется.

— Межзвездная комета, открытая вами, стала главной сенсацией прошлого астрономического года. В чем ее отличие от наших «местных»?

— Вероятно, она была выброшена из своей системы и летела миллионы или даже миллиарды лет в межзвездной среде. Все известные до сих пор кометы сформировались в нашей Солнечной системе, их родина — облако Оорта. Это гипотетическая область в нашей Солнечной системе, где сохранились остатки вещества, из которого образовались планеты и Солнце. Предположение о ее существовании в середине прошлого века выдвинул астрофизик из Голландии Ян Оорт. Принято считать, что в облаке сосредоточено не менее миллиарда «зародышей» будущих комет.

Но межзвездная комета прилетела к нам совсем из других звездных систем, и ее химический состав должен быть другим. Изучая ее, мы можем понять, какое вещество распространено на дальних расстояниях, «пощупать», из чего состоят другие звезды. Для ученых это настоящий подарок, потому что пока мы можем только мечтать о том, чтобы запустить космические аппараты так далеко и прояснить природу веществ в других звездных системах. А здесь межзвездный объект прилетел к нам сам.

— И что уже удалось понять?

— Судя по всему, комета содержит в себе много пыли и органики. Пока исследования обнаружили два соединения в газах, выделяющихся из кометы,— цианистый водород и монооксид углерода. Содержание цианистого водорода в комете не отличается от комет Солнечной системы. А вот уровень монооксида углерода ученых удивил. Он в 10–20 раз выше, чем в обычной комете. Это означает, что она могла сформироваться в самых холодных частях Вселенной, где температура опускается ниже минус 250 градусов по Цельсию.

— А сейчас ее еще видно?

Беседа о кометах и не только с легендарным астрономом-любителем Геннадием Борисовым

Телескопы он любил строить с детства, поэтому пошел учиться на астронома в МГУ

Фото: Виктор Коротаев, Коммерсантъ

— Я ее наблюдал до середины декабря, пока она стала не видна в Северном полушарии. Теперь ее хорошо видно в Южном. За ней ведется тщательное наблюдение десятками телескопов по всему миру. Например, в марте увидели, что от нее откололся кусок и было потеряно порядка 5 процентов вещества.

— На снимках, сделанных вашими телескопами, комета видна как крошечное шевелящееся пятнышко. Как вы поняли, что это уникальный межзвездный объект?

— Конечно, в момент обнаружения никто не знал, что это межзвездная комета. После того как открыта новая комета, ее наблюдают множество обсерваторий во всем мире. За моим объектом наблюдали в числе прочих в Большой Канарский телескоп и обсерватория Апачи-Пойнт в штате Нью-Мексико (США). Для этого есть специальная международная страница Центра малых планет в Гарварде, где выкладываются все интересные объекты. В итоге стало понятно, что объект летит не по замкнутой, не по эллиптической орбите и даже не по параболической орбите, а по гиперболической. У него была большая скорость, более 40 км в секунду, и это никак не могло быть объектом нашей Солнечной системы. Примерно через 10 дней вышел электронный циркуляр Центра малых планет, в котором говорилось, что это новая комета под названием С/2019 Q4 (Borisov). А еще через две недели ее переименовали, потому что определили, что это первая межзвездная комета. Она попала в новую классификацию как 2I/Borisov.

— Имя вы не выбирали?

— Это астероид можно назвать по-своему — заявки рассматривает специальная комиссия. А кометам всегда дают имена открывателей, поэтому все девять комет, открытых мной, имеют цифровое и буквенное обозначение и добавление «Borisov».

А межзвездная комета получила собственное имя, чтобы не нарушать правила Международного астрономического союза. Она стала вторым межзвездным объектом. В 2017 году был обнаружен межзвездный астероид 1I/Оумуамуа. Его открыл на Гавайях большой телескоп Pan-STARRS. Так как открытие принадлежит, по сути, роботу, объект называют либо по имени проекта, либо по местности. В этот раз было предложено дать имя в честь гавайских этносов.

— Почему он вызвал переполох среди астрономов?

Спецпроект «Огонька» о передовых достижениях физики

— Было понятно, что летит очень тяжелый объект странной вытянутой формы (около 200 метров) наподобие сигары. У него наблюдалось негравитационное ускорение, и поэтому сначала все даже подумали, что это космический корабль. В целом же изучать астероид было не очень удобно, его обнаружили уже после того, как он пролетел мимо Земли и удалялся от нас. Ученым просто не хватило времени, чтобы подготовить инструментальную базу и разработать проекты.

— Вашей комете повезло больше.

— Да, она была обнаружена за три месяца до прохождения перигелия — минимального расстояния объекта до Солнца. За это время научному сообществу удалось подготовиться, и в итоге мою комету наблюдали в самые разные телескопы, включая крупные 8–10-метровые на Земле и даже космический телескоп «Хаббл».

Сейчас обсуждаются проекты по запуску к этой комете зонда. Если зонд запустить в 2030 году, он догонит ее в 2045 году. Сделать это, в принципе, непросто, потому что комета удаляется от нас с большой скоростью и, чтобы ее догнать, нужно делать специальные гравитационные маневры вокруг Солнца. Пока непонятно, будет ли этот проект реализован, потому что времени не так много. Некоторые ученые уверены, что в скором будущем нужно готовить какие-то аппараты, которые будут висеть вокруг Солнца как спутники и в случае обнаружения подобного объекта стартовать ему навстречу. Но как это осуществить — непонятно, потому что нужно заранее финансировать проект для изучения объекта, который неизвестно, когда прилетит. Пока у нас есть только один успешный проект близкого изучения кометы — посадка зонда на комету Чурюмова — Герасименко. Но это периодическая комета нашей Солнечной системы, хорошо известны ее скорость и орбита, поэтому речь идет о тщательно подготовленном проекте, который занял больше 10 лет.

— Насколько ученым сегодня в принципе интересно изучение комет?

— Это всегда очень интересная, но малодоступная область. Новая информация всегда ценится очень высоко. Например, в начале лета зонд Solar Orbiter, который предназначался для исследования Солнца и солнечного ветра, случайно пролетел через газовый и пылевой хвост кометы ATLAS, и это было большой удачей — такое было всего шесть раз в истории человечества. Сейчас ученые заняты расшифровкой полученных с аппарата данных.

Мусор высших сфер

— До пандемии вы успели сделать доклад в ООН. О чем вы говорили?

— Меня пригласили выступить на 57-й сессии ООН по мирному использованию космоса, где я рассказывал о межзвездной комете. Параллельно там проходила конференция Международного союза по оповещению об опасных астероидах, куда меня тоже пригласили с докладом. Там собрались специалисты со всего мира, которые занимаются поиском и обнаружением опасных околоземных объектов. В настоящее время открыто несколько тысяч подобных объектов.

— Комета относится к опасным объектам?

— Конечно. Если орбита кометы пересекает орбиту Земли или подлетает довольно близко, она имеет такую же классификацию опасности, как астероиды. Среди моих открытий есть, кстати, и несколько околоземных астероидов. Один из них, TV135, обнаруженный в 2013 году, был как раз классифицирован как опасный, но затем пересчитали его орбиту и понизили класс опасности.

Сегодня в мире работает сразу несколько миссий, которые отслеживают опасные объекты. В настоящее время ведется строительство атолла Кваджалейн на Маршалловых островах для создания «космического забора». Это сложная система, она значительно улучшит способ, которым ВВС США находят и отслеживают объекты в космосе.

— Интересно, что, несмотря на столь пристальное внимание к астероидной опасности, реальных проектов, как с ней бороться, пока нет.

— Не все же делается сразу, сначала мы должны понять проблему, просчитать вероятную опасность и так далее. А реальные проекты уже появляются, например японская компания Astroscale получила от правительства грант в размере 4,5 млн долларов на вывоз космического мусора. А ведь мусор тоже может быть очень опасным объектом: в мае этого года китайская ракета, которая считалась одним из самых крупных обломков космического мусора, упала на Землю и утонула в Атлантическом океане.

— Поиск таких мусорных опасных объектов — это главная задача Астрономического научного центра?

— Центр занимается наблюдением и контролем за околоземным космическим пространством. Специалисты следят за космическим мусором, спутниками и другими аппаратами, чтобы предотвратить опасные ситуации. Например, мы должны предупредить, если видим, что, предположим, к МКС направляется какой-то неуправляемый объект, и тогда нужно скорректировать орбиту станции. Я сделал большинство телескопов, которые работают в центре. Некоторые из них обладают уникальными параметрами, которые позволяют России оставаться на уровне мировых обсерваторий, занятых данной проблематикой.

— В чем их уникальность?

— Они позволяют одновременно в хорошем разрешении наблюдать за большим количеством объектом. На орбите уже сейчас находятся десятки тысяч спутников плюс огромное количество космического мусора, который может нанести вред работающей аппаратуре. При этом мусор может быть достаточно маленьким, но лететь с большой скоростью. Нам нужно оперативно обнаружить потенциально опасные объекты, рассчитать их координаты, чтобы понять, как они дрейфуют и как могут измениться их орбиты под воздействием земной атмосферы и солнечного света. Чем больше вы видите объектов, чем обширнее ваш каталог, тем более серьезной организацией вы считаетесь.

— А когда мы говорим «космический мусор», выглядит это как обломки старой техники на свалке?

— Да, это отработанные аппараты, какие-то ступени, детали, которые сорвало с приборов, нерабочие космические объекты, которые будут летать там миллионы лет. По данным НАСА, существует где-то 900 тысяч осколков размером от 1 до 10 см и 128 млн осколков от 1 мм до 1 см. На геостационарной орбите полно крупных дрейфующих неуправляемых объектов. А место очень интересное, поэтому желающих запустить туда спутники очень много. В будущем, возможно, мы научимся этот мусор утилизировать.

— А в России есть комплектующие, чтобы строить такие телескопы? Или это не вписывается в логику импортозамещения?

— Сейчас мы абсолютно все делаем сами. Стекло варится на заводе в Лыткарино. Заготовки отдаем в оптические цеха, где их шлифуют и полируют по нашим заказам. Оптика рассчитывается и изготавливается целиком по нашим проектам и так далее. Всю железную часть телескопа, все механику делаем сами, потом все собираем, юстируем и проверяем по звездам. Сейчас в России стали делать даже приемники (специализированная микросхема, состоящая из светочувствительных элементов.— «О»), которые до этого покупали в США. В нашем случае такие приемники нужно охлаждать примерно на 50 градусов ниже окружающей среды, чтобы снизить «шумы» в изображении, потому что приходится наблюдать очень слабые объекты. Чтобы повысить точность измерения, большие дорогостоящие телескопы охлаждаются жидким азотом на еще более глубокие температуры, до минус 70 градусов по Цельсию и более.

Звездочеты, и не только

Беседа о кометах и не только с легендарным астрономом-любителем Геннадием Борисовым

С 2013 года Геннадий Борисов обнаружил девять комет и несколько околоземных объектов

Фото: Виктор Коротаев, Коммерсантъ

— Вы вошли в Книгу рекордов Гиннесса как открыватель первой межзвездной кометы. Но на самом деле отрыли уже девять комет. Все это вы сделали как астроном-любитель с помощью телескопа, созданного своими руками. Насколько это направление модно в мире и где оно более развито?

— Любительская астрономия развита во всем мире. Если вы уже сейчас выйдете ночью и ткнете пальцем в небо, можете быть уверенными, что в эту точку направили «взгляды» несколько десятков больших телескопов и сотни маленьких. Но увлечения астрономов-любителей могут быть самыми разными: кто-то занимается наблюдением планет визуально, кто-то наблюдает туманности и галактики, кто-то фотографирует объекты… Заниматься именно поисковой задачей очень сложно, потому что во всем мире появилось огромное количество больших автоматических телескопов. Сегодня подавляющее число открытий новых объектов делается в рамках больших обзорных проектов, покрывающих все небо, так что любителям просто ничего не остается. Тысячи людей наблюдают небо всю жизнь и ничего не могут найти, так что интерес, конечно, к этому направлению пропадает.

Сейчас в мире строится несколько больших телескопов, которые будут просматривать абсолютно все небо за несколько дней и видеть все вплоть до очень слабой звездной величины. Замеченный таким гигантским телескопом объект любитель сможет разглядеть только через несколько месяцев, по мере его постепенного приближения к Земле.

— Где они будут стоять?

— В Чили и Южной Африке, где самый хороший астроклимат — большое количество ясных ночей, атмосфера спокойная и прозрачная. У нас астроклимат, мягко говоря, так себе: мешает засветка от городов и атмосферная турбуленция. Более или менее хорошие места для установки телескопов только на Кавказе и на Алтае, но там в основном можно работать зимой — летом хорошей погоды в этих местах заметно меньше.

— Но любителю же все равно, где ставить телескоп.

— По большому счету, ему выбирать не приходится. Но вообще, сегодня очень популярна удаленная работа с телескопом. Это очень удобно, когда у вас есть телескоп, которым вы можете управлять из своего дома, особенно если вы при этом находитесь в другом полушарии: когда там ночь, здесь — день. Правда, это очень дорогое удовольствие, потому что телескопом нужно не только управлять, но и обслуживать его, настраивать.

Но многие любители, конечно, против таких методов и считают их профанацией. Совсем другое ощущение, когда ты сидишь ночью, работаешь с приборами и прямо сейчас получаешь живые изображения.

Сегодня вообще интересное время, потому что наука стала по-настоящему открыта и интернациональна и любой человек при желании может подать заявку и понаблюдать за своими объектами, даже на космическом телескопе «Хаббл».

— Это дорогое удовольствие?

— В случае «Хаббла» все-такие речь идет не о деньгах, а о научной конкуренции. Руководство проекта рассматривает заявки разных научных групп, институтов и университетов и выбирает то, что ему кажется наиболее перспективным.

А есть наземные телескопы, которые, по сути, представляют собой бизнес-проекты. На них продается наблюдательное время для всех, и любой желающий может за несколько десятков или сотен долларов в час пронаблюдать какую-то галактику или снять красивую картинку туманностей. Чаще всего их используют для съемок каких-то уникальных явлений. Но понятно, что для поисковых задач, когда тебе нужно работать каждую ночь по 10 часов в течение 5 лет, такие проекты не подходят.

— Если любителям так тяжело найти новый объект, как вам удалось обнаружить девять?

— Я к этому шел осознанно, потому что занимался изготовлением телескопов очень давно, начиная с детства. После учебы на астрономическом отделении физфака МГУ я распределился в ГАИШ, где выполнял работы по наблюдению двойных звезд на больших телескопах, но параллельно занимался оптикой и делал все более сложные приборы. Одно время очень увлекался астрофотографией, снимал туманности и кометы, а для фотографии нужно было делать хорошие телескопы. В итоге оказалось, что мои инструменты заточены именно для поиска комет: они имеют высокую светосилу, высокое качество изображения и большое поле зрения. Это три важных качества, потому что глазом приходится рассматривать миллионы звезд на экране и среди них нужно найти именно комету, которая выглядит как немного размытый туманчик. Чтобы это увидеть, все остальные объекты должны быть очень четкими. Я, как и большинство астрономов-любителей, начал искать кометы в предрассветной зоне, где в большие телескопы стараются не смотреть, потому что там для них не очень удобные условия съемки из-за яркости света и турбулентности атмосферы.

— Насколько тут силен элемент соревновательности?

— Конечно, он очень большой, есть сообщества, которые ищут кометы и соревнуются между собой,— континент на континент, потому что открытие кометы считается очень престижным.

Многие любители ищут кометы, однако удается сделать это единицам. На нашем континенте больше меня пока не открыл никто.

Есть еще замечательный российский специалист Леонид Еленин, который открыл шесть комет, это величайшее достижение среди любительской астрономии. А так в мире есть два человека, которые открыли больше комет, чем я. Австралиец Уильям Бредфилд, который, к сожалению, недавно умер, открыл 18 комет, причем все визуально. Он прекрасно знал небо, поэтому просто на рассвете садился со своим маленьким телескопчиком и искал какие-то новые объекты. И Дональд Мачхольц — американец, который открыл 12 комет.

— Когда вам попалась первая комета?

— В 2013 году. Тогда это вызвало большой резонанс, я получал поздравления со всего мира, а затем, буквально через несколько месяцев, открыл вторую комету, потом через несколько месяцев еще. Так и пошло.

Что касается межзвездной кометы, открытой в прошлом году, то она была почти плановой, и это была моя восьмая комета. Последнюю, девятую, комету я открыл чуть позже — в ноябре 2019 года в Млечном Пути — это очень сложное место, где новые объекты открывать очень тяжело. Там такое огромное количество звезд, что кадр просто заплывает от их света. Представьте, звезд там больше, чем промежутков между ними. Это белое месиво большие телескопы наблюдают не очень охотно, поэтому там тоже «пасутся» любители.

С одной стороны, тут есть, конечно, огромный элемент везения, но с другой — я понимал, что мои телескопы специально созданы для этого, купить просто так такой телескоп в магазине нельзя.

Личная туманность

Беседа о кометах и не только с легендарным астрономом-любителем Геннадием Борисовым

30 августа 2019 года на своем новом 0,65-метровом телескопе он обнаружил первую межзвездную комету 2I/Borisov

Фото: Виктор Коротаев, Коммерсантъ

— Сейчас вы продолжаете искать десятую комету?

— Открыть десятую комету так же тяжело, как и первую. Можно искать всю жизнь. С другой стороны, копить кометы всю жизнь тоже не очень интересно. Я сейчас наблюдаю за далекими объектами из пояса Койпера, где обитают транснептуновые экзотические объекты. А месяц назад я открыл новую туманность.

— Как это новую? Неизвестную до сих пор?

— Именно новую, которой еще недавно не было. Это какой-то новый объект, который сейчас изучается учеными. Дело в том, что на сегодняшний день известно несколько разновидностей туманностей, например есть известная переменная туманность имени Хаббла. Такие объекты становятся то ярче, то слабее. Но при этом они светятся всегда. А я открыл туманность, которой не было. Она появилась на нашем небе примерно 8 лет назад.

— Как это стало понятно?

— По архивным астрономическим снимкам. Мой коллега из ГАИШ МГУ Денис Денисенко нашел на гавайских телескопах архивные снимки этого участка неба и увидел, что объект появился в период с 2011 по 2013 год. До этого в течение 50 лет ее точно не было, а более ранних снимков у нас нет.

— Что означает появление новой туманности с точки зрения физики? Это же не звезда какая-нибудь…

— Обычно туманности появляются, когда вспыхивают сверхновые звезды. Например, 30 назад в Большом Магеллановом облаке вспыхнула сверхновая. При этом звезда сбрасывает оболочку, которая расширяется с большой скоростью, и через несколько десятков лет на этом месте появляется туманность. Но здесь другой случай. Мы уже провели наблюдения на телескопе в Кисловодске в инфракрасном диапазоне, который позволяет пронзить темную туманность и увидеть, что находится за ней. Но никакого объекта там не обнаружили. Сейчас готовится плановое наблюдение на 6-метровом телескопе БТА (Большой телескоп азимутальный.— «О»), который находится в Специальной астрофизической обсерватории в поселке Нижний Архыз. Туманность исследуют в разных спектрах, после чего в дальнейшем будет написана научная статья.

«Огонек» в рамках совместного медиапроекта со Сколковским институтом науки и технологий продолжает публикацию цикла интервью с ведущими отечественными физиками. В № 37 за 2018 год была опубликована беседа с Владимиром Захаровым; в № 39 за 2018 год — с Ильдаром Габитовым; в № 45 за 2018 год — с Валерием Рубаковым; в № 2 за 2019 год — с Альбертом Насибулиным, в № 11 за 2019 год — с Алексеем Старобинским, в № 20 — со Львом Зелёным, в № 23 — с Михаилом Фейгельманом, в № 30 — с Александром Белавиным, в № 38 — с Валерием Рязановым в № 47—Юрием Оганесяном, в № 2 за 2020 год — с Алексеи Китаевым, в №11 за 2020 год с—Владимиром Драчевым, с Александром Замолодчиковвым в № 18, со Львом Иоффе в № 24, с Фазоилом Атауллахановым в № 27.

Источник