В начале мая самый высоко расположенный телескоп в мире был размещен на высоте 5640 метров на горе Серро Чахнантор в чилийской пустыне Атакама. Обсерватория Токийского университета — одна из многих в этом регионе. Европа и США также построили там свои важнейшие обсерватории. Почему же астрономы выбирают это место для размещения телескопов?
Так будет выглядеть готовый Чрезвычайно большой телескоп (ELT). Фото: ЕКА
Исаак Ньютон уже много лет назад ответил на этот вопрос: лучшее место для наблюдения за звёздами — на высокой горе.
«Чем выше гора, тем короче путь света через атмосферу», — подтверждает это наблюдение Вернер Цайлингер из Института астрофизики Венского университета.
Источник изображения: AILEN DIAZ
Причина этого в том, что атмосфера Земли работает как оптическая линза, преломляющая свет. На вершинах гор нет турбулентности воздуха. Вот почему обсерватории во всем мире строятся в горах.
Источник изображения: APA/AFP/ALBERTO PENA / ALBERTO PENA
Но сама по себе гора не является хорошей локацией для наблюдений за звёздным небом. Растущее световое загрязнение мешает наблюдать за звездами даже на такой высоте.
«Лучший телескоп в мире бесполезен, если слишком много светового загрязнения», — говорит Цайлингер.
Источник изображения: Robert Pansard-Besson/Genevièv
Лишь в нескольких местах густонаселенной Европы обычные любители астрономии все еще могут увидеть Млечный Путь невооруженным глазом: на острове Мён в Балтийском море в Дании, в парке природы и звезд Вестхавелланд в Бранденбурге (Германия), в природном парке Аттерзее-Траунзее (Австрия) и на Канарских островах Ла-Пальма.
Звездное небо в природном парке Аттерзее-Траунзее. Источник изображения: TVB Attersee-Attergau/Peter Oberransmayr
Погода также должна благоприятствовать наблюдениям. Это одна из причин, почему в Европе нет важных с научной точки зрения обсерваторий. Например, из 365 ночей в году в обсерватории Леопольда Фигля в Венском лесу только 100 подойдут для наблюдений.
По словам Цайлингера, пустыня Атакама уникальна тем, что Анды не пропускают облака внутрь участка, где расположено оборудование. Холодное морское течение на побережье также предотвращает образование облаков, и дождей там практически нет.
Если посмотреть, где на карте мира расположены профессиональные телескопы, то можно увидеть еще одну закономерность. Многие из них находятся недалеко от экватора, примерно до 20 градусов к северу или югу.
«В этой зоне меньше всего сезонных колебаний и интересные объекты можно наблюдать как в северном, так и в южном полушарии», — говорит Цайлингер, объясняя выбор места расположения телескопов.
В зависимости от цели, для которой используется телескоп, важную роль играет и влажность. Например, если ученые ищут экзопланеты, похожие на Землю, проводится спектральный анализ. Длины волн света можно использовать для определения того, какие элементы находятся в атмосфере планеты.
Но в этом спектральном анализе также появляется атмосфера Земли, объясняет Цайлингер. Тогда задача состоит в том, чтобы отфильтровать из данных только спектр планеты. Чем меньше они перекрыты атмосферой Земли, тем лучше. Если воздух очень сухой, как в пустыне Атакама, это облегчает поиск воды на чужих планетах.
Пустыня Атакама уникальным образом сочетает в себе все эти особенности. Неудивительно, что Европа также выбрала пустыню Атакама для размещения своего нового «Чрезвычайно большого телескопа». Крупнейший в мире оптический телескоп планируется ввести в эксплуатацию в 2028 году.
Помимо Чили, Гавайи также являются важным местом для телескопов. Условия на горе Мауна-Кеа, высота которой превышает 4000 метров, идеальны, и несколько стран размещают там телескопы.
Антарктида также могла бы стать хорошим местом для обсерваторий, хотя установка телескопов потребует высоких затрат – возможно, это одна из причин, почему потенциал этой локации практически не используется.
Помимо сухого воздуха, долгих темных ночей и хороших погодных условий, есть еще одно преимущество: благодаря озоновой дыре можно было бы наблюдать длины волн ультрафиолета, которые в других регионах планеты поглощаются атмосферой.
Итак, самые лучшие места для расположения современных телескопов:
- Пустыня Атакама. В Чили около 20 обсерваторий, в том числе европейский «Чрезвычайно большой телескоп» (ELT) и международный радиотелескоп ALMA.
- Гавайи. Только на горе Мауна-Кеа имеется 13 обсерваторий. Gemini N и W.M. Обсерватории Кека — две самых важных в мире.
- Ла Пальма. Gran Telescopio Canarias — проект Испании, Мексики и США.
- Гуйчжоу. «FAST» в Китае — самый большой радиотелескоп в мире.