Последнее открытие Койперовской самолетной обсерватории

Владимир Стрельницкий (астрофизическая лаборатория Национального Музея США по Аэронавтике и Исследованию Космического Пространства — NASM) сделал важное открытие, которого ждали уже более 15 лет. Ему удалось обнаружить естественный космический лазер, излучающий в далекой инфракрасной области, вокруг звезды MWC 349 в созвездии Лебедя. По драматической иронии судьбы это открытие было сделано во время последнего полета Койперовской самолетной обсерватории (КАО), той самой, с телескопа которой в 1977 году были открыты кольца Урана.

Молодая и очень горячая звезда MWC 349, на которую был направлен 90-см телескоп, установленный на борту самолета КАО, окружена плотным газопылевым диском, на который земной наблюдатель смотрит почти с ребра. Мощное ультрафиолетовое излучение центральной звезды возбуждает атомы водорода, что в изобилии присутствуют в веществе диска. Водород может излучать, в частности, на длине волны 169 мкм (это далекая инфракрасная область).

Если хотя бы один атом излучит световой квант на этой длине волны в каком-либо направлении, то и другие возбужденные атомы водорода так же испустят кванты той же длины волны и в том же направлении. Световой поток будет лавинообразно нарастать, и чем больше его путь сквозь возбужденное вещество, тем сильнее он будет на выходе. Поэтому ярче всего лазер, генерируемый в около-звездном диске, будет излучать по всевозможным направлениям в плоскости этого диска и практически не будет излучать перпендикулярно нему. "Рабочие" длины волн такого лазера зависят от многих физических условий, особенно от температуры диска и спектра излучения центрального светила. В данном случае, обстоятельства благоприятствовали длине волны 169 мкм.


Владимир Стрельницкий нашел, что интенсивность лазерного излучения атомов водорода в веществе диска на длине волны 169 мкм в шесть раз больше спонтанного излучения на этой же длине волны. Таким образом, был открыт первый инфракрасный лазер. Что же касается лазеров в других областях электромагнитного спектра, то в миллиметровом и сантиметровом диапазоне они известны уже почти тридцать лет. Это так называемые мазеры, порождаемые молодыми горячими ОВ-звездами и сильно проэволюционировавшими холодными звездами большой светимости, квазарами и радиогалактиками.

Койперовская самолетная обсерватория была предназначена как раз для наблюдений в далекой инфракрасной области спектра. Земная атмосфера на уровне моря практически полностью непрозрачна в ней. Поэтому более четверти века назад и возникла идея установить телескоп на борту самолета. Там, на высоте 12000 м над уровнем моря, уже вполне можно успешно наблюдать в этом диапазоне электромагнитного спектра. Двадцать лет назад, в мае 1975 года КАО совершила свой первый наблюдательный взлет, а в сентябре 1995 г. — последнюю посадку.

На смену Койперовской самолетной обсерватории NASA готовит к полетам Стратосферную обсерваторию для инфракрасной астрономии (SOFIA) с 2.5 м телескопом на борту Боинга-747, которую планируется ввести в строй к 2000 году. А пока... NASA сэкономило 10 млн. долларов, свернув обсерваторию КАО — ровно столько стоила бы ее эксплуатация с 1995 по 2000 год.