Репортаж из XXI века - Михаил Васильев

Астрономам важно знать яркость звездного неба, суммарную яркость созвездий. Но попробуйте определить ее точно, если само ночное небо, атмосфера до высоты в несколько сотен километров, светится. Значит, надо подняться еще выше. Так и сделают ученые в недалеком будущем, когда в самых верхних слоях атмосферы будут курсировать десятки спутников самого разнообразного назначения.

Сейчас в атмосфере три так называемых «окна прозрачности». Электромагнитные волны лучше всего проникают к нам в оптическом диапазоне: это видимые человеческим глазом лучи с длиной волны от четырех до восьми тысяч ангстрем,"от 4 до 8—10-тысячных миллиметра. Только в таких волнах мы изучали до последних лет всю Вселенную. Второе «окно прозрачности» в радиоволновом участке спектра гораздо шире. Наша атмосфера прозрачна для радиоволн начиная с двух сантиметров и примерно до ста метров. Хорошо проходят сквозь нее и восьмимиллиметровые волны. Для всех остальных участков спектра электромагнитных колебаний наша атмосфера непрозрачна. Но если подняться на спутнике с радиоаппаратурой, можно принимать радиоволны гораздо большей длины. С помощью спутников можно изучать и ультрафиолетовое излучение небесных тел.

Третье «окно» — для жесткого излучения, приходящего из космоса. Это космические лучи.

В течение многих тысячелетей люди смотрели с Земли в бездны Вселенной только сквозь узкое «оптическое окно». Пришла пора использовать для этого и второе, более широкое «радиоокно». И сегодня мы уже убежденно можем сказать, что через него открываются новые, несравненно более широкие дали, чем через «окно оптическое».

Но, конечно, наши радиоастрономы еще едва-едва выглянули через это окно.

Ведь радиоастрономия — одна из самых молодых наук нашего времени. Развиваться она начала, по существу, только после второй мировой войны. За этот короткий срок через «радиоокно прозрачности» были получены такие сведения о Вселенной, которые другим путем получить невозможно. Радиоастрономия не заменила собой оптическую астрономию, а наоборот, помогла ей, заглянула в такие области, увидела то, чего не увидишь даже в самые сильные телескопы.

Возьмем наше Солнце. Это плотный газовый шар. Над ним огромная раскаленная атмосфера — солнечная корона. Температура ее — миллионы градусов, а оптическая яркость сравнительно невелика — всего несколько миллионных долей от яркости Солнца. Корона сама по себе светит примерно так же, как Луна в полнолуние. Обычным, оптическим методом всю солнечную корону можно изучать лишь во время полного солнечного затмения, когда слепящий диск Солнца закрыт Луной. Наблюдать затмения удается довольно редко, длятся они считанные минуты, и ясно, что таким способом нельзя получить полные сведения о короне. Иное дело — радиоастрономический метод. Все радиоизлучение Солнца на метровых волнах идет от короны. Удалось проследить, что атмосфера Солнца раскинулась примерно на десять-двадцать радиусов вокруг этой самой близкой к нам звезды. Эта колоссальная атмосфера занимает значительную часть расстояния между Солнцем и Землей.

Изучая радиоизлучение нашей Галактики — гигантской звездной системы — астрономы убедились, что Галактика окутана огромным газовым облаком, которое в радиоволнах видно, а для обычных телескопов невидимо.

Допустим, что на Земле, рядом с нами, появилось существо, которое видит в радиолучах. Пусть оно не покажется вам чересчур фантастическим: ведь подобным «зрением» обладает, например, радиолокатор. Весь окружающий мир предстал бы перед таким существом в неузнаваемом виде.

Прежде всего его поразила бы ослепительная яркость Солнца. Оптический спектральный анализ показывает, что температура поверхности Солнца 6000 градусов, а радиоизлучения солнечной короны соответствуют температуре в 1–2 миллиона градусов. Заметим, что именно такая температура царит в недрах Солнца — этого космического термоядерного «котла».

Ночью мы легко находим в небе Млечный Путь — светлую полосу из звезд. Днем в ярких лучах Солнца все звезды «гаснут», и мы их не видим. Существо, обладающее радиозрением, и днем и ночью видело бы несколько солнц. Ему открылись бы горящие в черных глубинах Вселенной так называемые радиозвезды — невидимые простым глазом источники радиоизлучения. Их десятки, если говорить только о ярких, всего же уже обнаружены тысячи «радиозвезд». В радиолучах некоторые из них столь же ярки, как и Солнце, хотя удалены они на десятки и даже сотни миллионов световых лет. Что такое световой год, вы, конечно, знаете. Это расстояние, которое проходит за год луч света, мчащийся со скоростью триста тысяч километров в секунду!

Но Солнце не потеряется среди этих небесных «радиомаяков». И знаете, почему? Все они «светят» равномерно, как свеча в безветрие. А Солнце — нет.

Радиояркость Солнца очень сильно колеблется. В оптическом диапазоне его светимость почти не изменяется. Только пятен на нем иногда становится побольше. Интенсивность же радиоизлучения Солнца может резко возрасти — в десять тысяч раз, и тогда радиотелескопы словно захлебываются от шквала всплесков солнечного радиоизлучения. Через несколько минут буря может стихнуть. Солнце как бы дышит.

— Мы говорили о радиозрении как о мечте. Я думаю, что к XXI веку человек обретет полное, зоркое радиозрение. Представим себе, что мы находимся в обсерватории XXI века у мощного радиотелескопа.

…Взглянув на схему, вы набираете на пульте цифровой шифр, и на огромном экране появляется радиокарта нужного вам участка неба. Вы ищите Кассиопею — сверхновую звезду 369 года, вернее, то, что осталось от нее. В 369 году она взорвалась. Клочья газа — продукты взрыва — образовали туманность. Потом находите яркую «радиозвезду» в созвездии Лебедя. Здесь мы наблюдаем огромную взорвавшуюся по еще неведомым причинам галактику. Возникшее при взрыве мощное радиоизлучение позволяет нам следить за этой космической катастрофой, происходящей в 600 миллионах световых лет от нас…

Открыли это грандиознейшее явление природы с помощью радиотелескопа — он указал на точку мощного радиоизлучения. Только потом удалось его разглядеть в мощный телескоп. Вероятно, в будущем радиотелескоп позволит «различить», «рассмотреть» даже некоторые детали и подробности этой грандиознейшей во Вселенной катастрофы.

Оптические телескопы подошли к пределу своих возможностей. Они «заглядывают» не дальше чем на два-четыре миллиарда световых лет. Радиотелескопы приносят сведения о туманностях, еще более удаленных. Зеркало самого большого существ)чощего оптического телескопа имеет пять метров в диаметре. Будут созданы зеркала еще большего размера. Но имеется еще немало возможностей лучшего использования существующих телескопов. Так, электронно-оптические устройства поднимают чувствительность телескопа до такой степени, что пятиметровый телескоп дает увеличение, которое в обычных условиях мог бы дать только десятиметровый.

Радиотелескопы не в состоянии пока дать столь же точное изображение деталей, как оптические телескопы. Чтобы добиться такой же степени точности, с какой можно видеть детали в пятиметровом телескопе, пришлось бы построить радиотелескоп с антенной в 10 тысяч километров! Создать такой телескоп невозможно. Да это и ни к чему. Сплошную антенну — радиозеркало — можно заменить цепочкой или сетью антенн, связанных с обсерваторией и между собой радиотрансляцией. Такую цепочку, например, можно было бы протянуть между Москвой и Горьким. Постепенно несколько таких цепочек можно было бы соединить в одну радиотелескопическую сеть, наподобие высоковольтной сети. Таким образом возникает гигантский радиотелескоп. В принципе к XXI веку, я думаю, станет возможным создание единой радиотелескопической сети в радиусе всей Европы.

Вернемся снова в нашу обсерваторию XXI века, куда стекаются бесчисленные радиосигналы, уловленные разбросанными по всей стране антеннами — осколками гигантского радиозеркала нашего удивительного телескопа. На экране перед оператором — радиоизображение Солнца. Ниже горят слова: «Волна 1 м». Солнце большое, яркое, светлое. Нажатие кнопки — и телескоп уже принимает радиоволны длиной 60 сантиметров. Солнце на экране стало немного меньше по размерам. Значит, 60-сантиметровые волны испускаются из областей с меньшим расстоянием от солнечного центра. Оператор переключает установку на 10-метровый диапазон. Солнце мгновенно вырастает в три раза! Астроном изучает с помощью этого телескопа не только интенсивность и состав радиоволн, испускаемых небесными телами, но и узнает, где они рождаются.

Но наблюдение радиоизлучения, приходящего к нам из космоса, это еще не все. Радиоастрономы решили не только улавливать волны, пробивающиеся к нам, но и сами посылать на другие планеты пучки радиоволн и, словно чуткими пальцами, прощупывать их поверхность. В конце второй мировой войны в Венгрии и в Америке радиолокаторы послали на Луну первые радиосигналы и зарегистрировали вернувшееся на Землю радиоэхо. Методы радиолокации Луны еще до ее осуществления разрабатывал покойный академик Н. Д. Папалекси.