English Русский

23.11.2012

Теорема звездного сторожа

Теорема звездного сторожа (видео)

В XXI веке в оптической астрономии появился новый мощный инструмент исследования Вселенной - синоптические обзоры или синоптические телескопы. Синоптическими телескопами называют роботизированные поисковые широкопольные телескопы, которые совершают обзор неба с целью поиска неизвестных раннее астрономических объектов. В отличие от фундаментальных обзоров, таких как Паломарский обзор неба(DSS) или астрометрические обзоры типа Hipparcos, синоптический обзор не обязан обладать рекордной астрометрической или фотометрической точностью. Его задача - обнаружить новый объект - сверхновую или новую звезду, вспышку катаклизмической звезды (карликовые новые) - в общем любой взрывной процесс во Вселенной. Кстати, это могут быть и новые малые планеты и кометы, но сейчас я веду речь об астрофизических обзорах, в которых малые тела солнечной системы могут быть побочным продуктом.

Таким образом синоптический обзор неба - это как бы "мгновенный" снимок Вселенной, который показывает текущее ее состояние ("погоду") - в смысле коллапса массивных звезд (сверхновые II типа), столкновения белых карликов (некоторые сверхновые типа I), ядерные взрывы на поверхности аккрецирующих белых карликов (новые звезды) или взрывные неустойчивости в аккреционных дисках в маломассивных тесных системах, всплески "сироты" - результат слияния нейтронных звезд или коллапса быстровращающейся замагниченной массивной звезды на другом конце Вселенной.

Все эти интереснейшие астрофизические процессы дают о себе знать практически каждый день или ночь (как угодно).

Синоптические обзоры появились в начале нашего века в США (Проекты Калифорнийского технологического института CATALINA, PTF, ROTSE III и др. В России первый подобного рода проект запущен ГАИШ МГУ в 2002г.(проект МАСТЕР) и активно начали работать с января 2011 года.


Сравнение наиболее успешных синоптических обзоров. Красным показаны планы МАСТЕРа.

 

Итак, задача синоптического обзора - открыть новый объект. Хорошо, если это астероид или комета. В этом случае достаточно переснять его еще раз и по движению определить орбиту. Но если иметь в виду астрофизический объект вам обязательно понадобится спектральный телескоп, чтобы понять его физическую природу или установить его подтип.

Например, для измерения тёмной энергии используются сверхновые типа Ia, то есть сверхновые в спектрах которых отсутствуют линии водорода и, кроме того, есть особенности, которые отличают эти сверхновые от SNIb (взрыв гелиевых звезд). Кроме того спектральный анализ позволяет по красному смещению установить является ли данный объект галактическим или внегалактическим. Синоптические обзоры как правило проходят в белом свете или в широких полосах спектра (B,V,R ...), поэтому даже небольшой телескоп (порядка 40 см) способен обнаружить звезды до 20-21 звездной величины.

А вот спектральный телескоп разделяет свет на узкие диапазоны, тем самым уменьшая поток квантов. Следовательно, чтобы снять спектр объекта открытого на малом телескопе вам потребуется телескоп значительно большего диаметра.

Чтобы подчеркнуть этот факт, я какое-то время назад придумал астрофизическую теорему о синоптическом телескопе:

Если вы построили синоптический телескоп диаметром D, то вы должны иметь или построить спектральный телескоп диаметром 10 D

.

 

В настоящее время самый большой спектральный телескоп - Большой Канарский Телескоп (Gran Telescopio CANARIAS) имеет чуть более 10 метров в диаметре. Но такого плана телескопов в мире несколько штук и все они очень загружены. А, например, небольшой телескоп типа МАСТЕР может открывать до 300 новых объектов в год (см. полный список открытых объектов сетью телескопов-роботов МАСТЕР). Фактически МАСТЕР - это звездный сторож и к тому же - робот.

Реально, массовые спектральные наблюдения могут проводить средние телескопы. В основном спектральные телескопы имеют диаметры до 2-3 метров (таких телескопов в мире более 50). Согласно синоптической теореме, это означает, что наиболее эффективными синоптическими телескопом в современной астрономии оказывается телескопы диаметром до 50 см. Двойной российский телеcкоп-робот МАСТЕР (см. фото наверху) состоит из двух труб диаметром 40 см. Вообще-то он строился для наблюдения оптического излучения гамма-всплесков (такие телескопы называются - алертными), но благодаря уникальной конструкции - трубы способны раздвигаться, увеличивая поле зрения в 2 раза. Сейчас сеть таких телескопов протянулась по России от Благовещенска до Кавказа и по своим параметрам вышла вровень с американскими проектами Калтеха. Однако, в среднем мы открываем больше ярких объектов, чем CATALINA и соответственно лучше удовлетворяем синоптической теореме.

Сейчас в США разрабатывается проект большого синоптического телескопа (LSST) диаметром 8 метров. Нет сомнений, что в части обнаружения опасных астероидов он будет весьма эффективен. Но вот, чтобы поддержать его будущие астрофизические открытия необходимо несколько спектральных телескопов с диаметром более ~50 метров, иначе 99 процентов его открытий уйдут в "песок", или лучше выразиться "улетят в трубу". Дата запуска телескопа LSST все время отодвигается и сейчас находится в районе 2020 года. Однако спектральный телескоп требуемого диаметра сейчас может и не подоспеть к 2020 году. (См., однако, GMT (См. ссылку любезно предоставленную Денисом Денисенко.).

Видео (это кусочек доклада на Летней конференции, посвященной гамма-всплескам (Москве, 2012)) можно посмотреть здесь:

http://www.youtube.com/watch?v=fIQPxyUxKT4&feature=player_embedded

 

<iframe width="640" height="360" src="http://www.youtube.com/embed/fIQPxyUxKT4?feature=player_embedded" frameborder="0" allowfullscreen></iframe>

Latest news

All news