Подобные события, как правило, остаются за бортом общественного внимания. И правда, какой интерес может представлять звездная катастрофа, произошедшая за миллионы световых лет от Земли? А ведь именно в результате подобных взрывов в межзвездную среду поступает большинство химических элементов, необходимых в том числе и для возникновения жизни. Смешиваясь с веществом окружающих облаков газа и пыли, они определяют химический состав, из которого будут состоять будущие звезды и планеты. Именно так в свое время было "пропитано" тяжелыми элементами газопылевое облако, из которого образовались Солнце, Земля, Луна, другие планеты. Именно из этой "звездной пыли", обогащенной продуктами взрывов давно погибших звезд состоим, в конце концов, и мы с вами.
Другая важная причина, по которой астрономы пристально изучают сверхновые, состоит в том, что эти объекты могут быть использованы для определения расстояний во Вселенной. Данный метод основан на предположении, что абсолютная звездная величина в максимуме у сверхновых одного типа примерно одинакова. Поэтому, сравнивая блеск недавно обнаруженной сверхновой с блеском других сверхновых, расстояние до которых было измерено какими-либо другими способами, мы можем судить о том, насколько далеко или близко от нас она взорвалась. Подобно тому, как по яркости света фар можно судить об удаленности автомобиля, так и блеск сверхновой дает представление о том, насколько далеко от нас находится ее родительская галактика. 'Ну, а это, в свою очередь, позволяет уточнить скорость расширения и возраст Вселенной.
Наконец, взрывы сверхновых не только дают толчок к химической эволюции Вселенной и возникновению в ней жизни, они обладают и гигантским разрушительным действием. Взорвись такая звезда в окрестностях Земли, и все живое на нашей планете неминуемо погибнет под действием жесткого коротковолнового излучения. Уже одного этого должно быть достаточно для того, чтобы относиться к сверхновым со всей серьезностью, как к потенциально опасным объектам, способным уничтожить всю нашу цивилизацию.
Обнаружить сверхновую — непростая задача, никто ведь не знает, когда и где произойдет очередная вспышка! Тем не менее, каждый год астрономы открывают несколько десятков сверхновых в других галактиках. Но вот беда, подавляющее большинство их них обнаруживается довольно поздно - уже после того как наиболее интересные фазы звездной катастрофы остались далеко позади.
Поскольку единственной стратегией поисков сверхновых до сих пор является простой регулярный переучет галактик — потенциальных кандидатов, астрономы давно пытались повысить эффективность этих работ за счет привлечения автоматики. Еще двадцать лет назад Стерлинг Колгейт из Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мехико (США) сделал попытку создать первый телескоп-робот для поиска сверхновых, но уровень технологии того времени не позволил ему добиться сколько-нибудь значимых результатов. Более успешными оказались эксперименты Карла Пеннипэкера и Сола Перлмутера из Лаборатории Лоуранса-Беркли в Калифорнии (США) в конце 80-х. Однако реальный прорыв в этом направлении произошел после введения в эксплуатацию телескопа KAIT (Katzman Automatic Imaging Telescopa, Автоматический фотографический телескоп им. Кацмана1), о котором далее и пойдет речь.
Телескоп KAIT размещен на гора Гамильтон (высота 1300 м), расположенной к востоку от города Сан-Хосе (Калифорния, США). Инструмент выполнен по схеме Ричи-Кретьена с диаметром объектива 76 см (1:8.2) и установлен на экваториальной монтировке. В качестве приемника излучения используется высокочувствительная ПЗС-матрица фирмы Apogee Instruments размером 500х500 пиксел (размер одного элемента — 24х24 микрона). Подобная комбинация оптики и электроники позволяет получать на снимках звезды 19-й величины всего за 20 секунд выдержки!
Наблюдения на KAIT полностью автоматизированы и производятся следующим образом. Телескоп самостоятельно наводится поочередно на каждую галактику из списка наблюдений и получает ее снимок. Все происходит в очень высоком темпе: выдержки равны 25 секундам, а на перенацеливание телескопа требуется, как правило, около 15 секунд. Таким образом, полный цикл наблюдений каждой галактики на KAIT продолжается не более 40 секунд, что позволяет всего за одну ночь получить портреты примерно 1000 звездных систем!
В базе данных телескопа находятся около 5000 галактик, в основном, близкие к нам системы, из которых 2000-3000 видны в каждое определенное время года. Наблюдая по 900-1000 галактик в течение ночи, KAIT способен получать их новые портреты через каждые 3 дня. После получения нового изображения компьютер автоматически вычитает из него старую фотографию этой же звездной системы, полученную на KAIT ранее и хранящуюся в его памяти как "эталонная". Если в галактике ничего не произошло, то в результате операции "вычитания" должен получиться "пустой" снимок. Однако, если хотя бы одна из звезд системы неожиданно увеличила свою яркость, она обязательно проявится на результирующем снимке. Подобные "аномальные" фотографии отбираются компьютером в качестве кандидатов на вспышку. На следующий день кто-нибудь из группы наблюдателей проверяет эти кадры (большинство из них приходится отбраковывать — в качестве "ложной сверхновой" может оказаться астероид, разного рода "космический мусор", сбой аппаратуры и т.д.), включая подозрительные объекты в список наблюдений следующей ночи для подтверждения открытия.
На первый взгляд, все довольно просто, но решение технических и финансовых проблем отняло у создателей телескопа не один год. Автор статьи начал работать над созданием полностью автоматизированного инструмента для поиска сверхновых еще в 1989 году, но первые наблюдения на KAIT состоялись лишь спустя 7 лет. Отладка программного обеспечения заняла еще около года, после чего, наконец, телескоп вышел на "охотничью тропу".
Первое открытие сверхновой состоялось в 1997 году, но подлинный триумф пришел годом позже. В 1998 году на счету KAIT числилось уже 19 сверхновых! За всю историю астрономии ни один наблюдатель ни на одном телескопе не добивался подобного успеха. Кроме того, необходимо отметить, что все открытые командой KAIT сверхновые являлись или только что вспыхнувшими или даже не достигшими еще максимума блеска, а значит — отличными кандидатами для проведения всесторонних исследований на более крупных телескопах.
Кроме этого необходимо отметить, что хотя телескоп КАIT и является очень узкоспециализированным инструментом, предназначенным для решения только одной задачи — поиска сверхновых. это не мешает ему находить небесные объекты других классов. Так, в прошлом году при помощи этого телескопа было открыто несколько переменных звезд и даже... комета!
Обстоятельства этого события настолько необычны, что хотелось бы рассказать о них подробнее. В рождественскую ночь 25 декабря прошлого года по понятным причинам в обсерватории находился всего один сотрудник — Вейдонг Ли Мог ли он знать, что судьба приготовила ему неплохую компенсацию за необходимость встречать Рождество на рабочем месте?
Погода была ясная, поэтому наблюдения начались в обычное время. Просматривая только что полученные телескопом снимки, Ли обнаружил на одном из них странный диффузный объект и немедленно дал команду сделать его повторную фотографию. Предположение подтвердилось: на снимке была комета, при этом уже довольно заметно сместившаяся с моменте предыдущей экспозиции.
Конечно, с одной стороны честь этого открытия принадлежит телескопу-роботу — комета "посмела" слишком близко подойти к галактике, находящейся в его "горячем списке" и тут же была обнаружена. Но с другой стороны, именно вмешательство человека оказало решающую роль в поимке "хвостатой странницы" — на следующую ночь быстро движущуюся комету, наверняка, не удалось бы обнаружить. К тому же это было прекрасным вознаграждением для Ли за его терпение и готовность работать даже в праздничную ночь. Поэтому мы единодушно решили, что комету следует назвать именем Вейдонга Ли, что и было подтверждено в сообщении Центрального бюро1 астрономических телеграмм.
Начало 1999 года, к сожалению, было не столь удачным для KAIT и его команды. Нас постоянно преследовала плохая погода, и поэтому наблюдения практически не проводились. Но почин уже сделан: первая сверхновая этого года была открыта на нашем телескопе. Сверхновая t999 А была обнаружена 10 января в галактике NGC 5874 в созвездии Водолея, в спиральной звездной системе, удаленной от нас примерно на 165 миллионов световых лет.
Наблюдения продолжаются, и мы надеемся, что и новые открытия не заставят себя ждать долго.
Филиппенко Алексей Владимирович — профессор астрономии Калифорнийского университета в Беркли (США), руководитель наблюдений на телескопе KAIT.
Примечания
1. Название телескопу дано в честь частного фонда Кацмана, внесшего значительные пожертвования, позволившие завершить строительство. Финансирование проекта также осуществлялось Национальным научным фондом США, Ликской обсерваторией, Калифорнийским университетом и несколькими частными компаниями.
