Эмили Левеск
Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии
Ничего этого я не знала, когда садилась в самолет, улетая в Тусон на летнюю стажировку. Я знала только, что по-прежнему отчаянно влюблена во Вселенную, жажду получить еще один шанс доказать, что имею право изучать ее, и радуюсь, что у меня впереди первое настоящее наблюдение в Китт-Пик и еще целых два месяца, чтобы наконец узнать, что же значит быть астрономом.
НАЦИОНАЛЬНАЯ ОБСЕРВАТОРИЯ КИТТ-ПИК, АРИЗОНА
Май 2004 года
Ужин на Китт-Пик закончился как раз вовремя, чтобы все могли выйти на улицу и вместе полюбоваться закатом, прежде чем разойтись по телескопам – старая добрая традиция астрономов во всем мире. Если бы нас спросили, мы бы несомненно подвели хорошую научную базу под этот обычай – можно сразу понять, какая будет ночь, почуять предстоящую погоду, оценить качество неба и так далее, – но основная причина все-таки в том, что это просто красиво. Стоять на отдаленной горе, когда все пространство вокруг видно до горизонта и медленно вращается, если смотреть на ближайшую звезду, – чудесный момент, чтобы насладиться просторами, тишиной и красками при наступлении ночи. Могу с уверенностью сказать, что в любой вечер по всей планете небольшие группы астрономов стоят на подиумах куполов, во внутренних двориках столовых или в других местах, чтобы на несколько минут прервать работу и просто полюбоваться красотой неба.
Несколько астрономов, стоявших рядом со мной, посоветовали смотреть в оба, чтобы не пропустить зеленый луч. Они объяснили, что это оптическое явление, которое наблюдается, когда солнце садится за очень четкий и ровный горизонт. Атмосфера преломляет солнечный свет при его прохождении – эффект, известный как рефракция, на котором основана работа телескопа, – и разделяет его на разные цвета спектра. В последний момент перед тем, как солнце опускается за горизонт, это преломление придает последнему видимому лучу солнца ярко-зеленый цвет. «В Чили видно лучше, – согласились все, кто стоял рядом со мной на Китт-Пик, – потому что там смотришь на Тихий океан. Здесь все гораздо сложнее». Тем не менее каждый готов был поклясться, что хотя бы раз видел зеленый луч над пустыней.
В ту ночь я не видела зеленого луча, но закат все равно оказался невероятным. Не было буйства пылающих облаков, последних ярких солнечных лучей и красных полос, которые я видела раньше в пасмурные или туманные вечера. Закат на Китт-Пик был более спокойным, но не менее изумительным. Красновато-оранжевая полоса на горизонте плавно становилась беловато-голубой, а затем темно-синей, пока наша гора вместе со всей планетой медленно отворачивалась от Солнца. На небе не было ни облачка, ни даже следа реактивного самолета, который нарушал бы идеально плавную смену цветов, когда небо темнело у нас над головой, и в поле зрения начали появляться первые планеты и звезды. Это был идеальный закат для астрономов, и один из членов группы сразу это прокомментировал: «Славная будет ночка».
2
Главный фокус
Джордж Валлерстайн отпраздновал шестидесятилетие астрономических наблюдений в январе 2016 года именно так, как и следовало ожидать: у телескопа. Восьмидесятишестилетний Джордж номинально был уже на пенсии – но в такой форме, как бывает только в университетах. Хотя он уже получил звание почетного профессора, но все равно почти ежедневно приходил работать на факультет астрономии Вашингтонского университета. Ровно шесть десятилетий назад он аспирантом впервые вел наблюдение в обсерватории Маунт-Уилсон в Калифорнии, дрожа от холода в темном куполе и вставляя в камеру телескопа изготовленные на заказ стеклянные фотопластинки. В 2016 году он вел наблюдения в тепле и комфорте своего кабинета в Сиэтле, дистанционно управляя через интернет телескопом в обсерватории Апач-Пойнт в Нью-Мексико и загружая цифровые данные себе на компьютер в реальном времени. Джордж отметил в тот вечер, что ровно тридцать лет он вел наблюдения с помощью стеклянных фотопластинок и тридцать лет с помощью цифровых камер, что идеально охватывает технологическую эволюцию астрономии за последнее столетие.
Тот факт, что даты его первого и юбилейного, шестидесятилетнего, наблюдений так совпали, более удивителен, чем может показаться. Возможно, одно из самых больших заблуждений об астрономах заключается в том, что мы проводим все свое время у телескопов, работая с ними почти каждую ночь и ведя ночной образ жизни. Еще и поэтому нас считают стереотипными учеными-ботаниками: гипотетический астроном время от времени выбирается из темноты за едой или кофе, щурится на этот странный дневной свет и снова исчезает в какой-нибудь темной диспетчерской, чтобы водить телескопом туда-сюда по небу, как в космической видеоигре, дожидаясь, пока что-нибудь произойдет.
В реальности все совершенно по-другому. Время, проведенное на телескопе, – редкий и драгоценный ресурс для астронома. Поскольку все, что мы изучаем, находится за миллиарды километров от нас, астроном не может принести свой объект исследований в лабораторию, пощупать и потыкать. Все, что мы можем, – это смотреть, и в отношении большей части космоса это осуществимо только в лучших обсерваториях мира. А они пользуются большим спросом: какими бы редкими особями ни были астрономы, обсерватории встречаются еще реже – во всем мире насчитывается менее сотни первоклассных астрофизических телескопов. Даже одна ночь у такого телескопа дает нам возможность увидеть те несколько звезд или галактик, к изучению которых мы готовимся месяцами, дожидаясь отведенного нам времени у телескопа. Успешная ночь наблюдений может сделать нас первыми, кто уловит крохи света – фотоны – от этих объектов, которые путешествовали по Вселенной и попали к нам в телескоп. Потом, с полученными данными в руках, мы возвращаемся в кабинеты, к столам и компьютерам, чтобы неделями, а то и месяцами разбираться в научной основе увиденного, прежде чем снова выпадет шанс отправиться к телескопу в поисках ответа на новые вопросы.
Стереотипное представление об астрономах как о занудных очкариках-полуночниках, которые даже жизнь на Земле могут постигать только через окуляр телескопа, часто не соответствует действительности. Особенно в отношении Джорджа. Он, безусловно, ученый высшего уровня: в 2002 году он получил престижную награду – Лекцию Генри Норриса Рассела Американского астрономического общества – в знак признания его многолетней плодотворной работы по изучению химии звезд. Тем не менее, несмотря на его скромные манеры и внешность (невысокий, худощавый, с окладистой бородой и постоянно улыбающимися глазами), он один из тех невероятных персонажей, которые, как правило, появляются в рассказах об отважных искателях и исследователях, а не об ученых, корпящих в лабораториях.
Джордж родился в семье немецких иммигрантов в Нью-Йорке в 1930 году, всего через несколько месяцев после краха фондового рынка США и начала Великой депрессии. Он получил степень бакалавра в Университете Брауна, служил офицером в ВМС США во время Корейской войны, а затем поступил в Калифорнийский технологический институт и получил докторскую степень по астрономии. Более шестидесяти лет спустя он по-прежнему активно ведет исследования, продолжая разгадывать загадки звездных атмосфер, и поражает умы каждого нового поколения студентов факультета своими историями. Джордж – боксер-чемпион, лицензированный пилот, опытный альпинист и отмеченный наградами гуманист. В 2004 году он получил президентскую премию Объединенного фонда негритянских колледжей за то, что лично собрал миллионы долларов для этой организации и с начала 1960-х годов поддерживал Фонд правовой защиты и образования NAACP (Национальная ассоциация содействия прогрессу цветного населения). А еще у него настоящая фотографическая память и потрясающее чувство юмора – убийственное сочетание. Практически в любой научной дискуссии можно рассчитывать на то, что Джордж вмешается и по памяти процитирует точные результаты сотен научных работ, начиная с тридцатых годов, а заодно расскажет пару баек об их авторах.
За годы работы Джордж стал свидетелем фундаментальных перемен в астрономии, связанных с технологическими и цифровыми революциями последних шести десятилетий. То, как мы сегодня ведем наблюдения, сильно отличается от того, как все делалось полвека назад: данные хранятся в цифровом виде, а не на хрупких стеклянных пластинках, телескопами можно управлять издалека или даже с помощью робота, а не вручную в куполе, а благодаря интернету астрономы-наблюдатели могут загружать ссылки, переписываться с коллегами в режиме реального времени и даже коротать пасмурные вечера на YouTube в самых отдаленных уголках земного шара. Но кое-что остается неизменным. Никуда не исчезло чувство напряженного ожидания, которым проникнут каждый момент, что мы проводим в обсерватории с направленным в темное небо телескопом, и ощущение взаимосвязи между неудержимыми потоками света, льющимися на Землю из дальних уголков Вселенной, и учеными, пытающимися их поймать.
Людям, которые считают, что астрономия родилась в тот момент, когда Галилей направил маленькую подзорную трубу в небо, можно простить непонимание того, что собой представляет астрономия сегодня. Раздвижные подзорные трубы моряков мало чем похожи на современные телескопы, но и первые компьютеры размером с комнату изменились почти до неузнаваемости и эволюционировали в современные ноутбуки и смартфоны. К тому времени, когда Джордж Валлерстайн впервые сел за телескоп в 1956 году, телескопы уже давно превратились из настольных моделей в гигантов, собирающих звездный свет и направляющих его на камеры, расположенные в разных точках вокруг массивных куполов, которые вращаются, когда телескоп медленно поворачивается вместе с планетой, уставив свой широкий глаз в небо.
Астроном и конструктор телескопов Джордж Эллери Хейл сделал карьеру, побивая свои собственные рекорды в строительстве самых больших телескопов в мире в первой половине XX века. Кульминацией этого стало создание астрономической жемчужины – гигантского телескопа в Паломарской обсерватории в Южной Калифорнии с зеркалом диаметром 200 дюймов. С момента его открытия в 1948 году и до сегодняшнего дня любой астроном в разговоре с коллегой мог просто сказать: «Я вел наблюдение на двухсотдюймовом прошлой ночью», и коллега сразу понимал, где именно это происходило, потому что в мире был только один 200-дюймовый телескоп – в Паломарской обсерватории.
Кстати, название телескопа не отдает ему должное – трудно представить, чтобы что-то измеряемое в дюймах было гигантским, однако 200-дюймовое зеркало имеет 5 метров в диаметре и весит 14,5 тонны. Этот телескоп больше среднего автомобиля и способен раздавить его в металлолом. Даже сегодня, спустя более семидесяти лет после его постройки, 200-дюймовый телескоп Паломар входит в двадцатку крупнейших оптических телескопов в мире.
Одно дело понимать теоретически, что, чем больше телескоп, тем лучше изображение, но я не осознавала этого по-настоящему, пока не получила возможность посмотреть в телескоп мирового класса своими глазами.
Одно из самых распространенных заблуждений относительно современной астрономии – это представление, что астрономы по-прежнему большую часть времени сами смотрят в телескопы. На самом деле возможность посмотреть в лучшие телескопы мира – посмотреть по-настоящему, прижав глаз к маленькому окуляру, – выпадает реже, чем кажется. У многих современных телескопов даже нет окуляров – мы фиксируем то, что они «видят», с помощью камер и цифровых данных. Тем не менее иногда такой шанс все же выпадает.
Однажды вечером в обсерватории Лас-Кампанас в Чили мы с несколькими коллегами проводили ночь на горе, но вести наблюдения не планировали. И тут оператор телескопа предложил: поскольку самый маленький телескоп на горе в эту ночь тоже не занят, то, если нам захочется, он может установить на него окуляр для наблюдения за звездами. Все с радостью согласились и вскоре после захода солнца направились к телескопу.
Этот телескоп с зеркалом диаметром один метр, карлик по современным стандартам, заметно превосходил по размеру обычные домашние телескопы и был намного больше любого телескопа, в который я когда-либо смотрела своими глазами. В детстве я наслаждалась видами, открывающимися с нашего маленького 8-дюймового телескопа, но понимала, что они никогда не будут такими впечатляющими, как фотографии в журналах или по телевизору. Разноцветные пузыри газа виделись как неясные белые круги, туманности превращались из хаотичных радуг в маленькие белые пятна, а Сатурн был замечателен тем, что я четко различала очертания колец, а не потому, что изображение было красивым и ярким. Меня волновала не столько красота зрелища, сколько его происхождение – я знала, что эти нечеткие пятна находятся от нас невообразимо далеко, иногда на расстоянии тысяч световых лет.
Стоя в очереди, чтобы впервые взглянуть в однометровый телескоп с окуляром, я не знала точно, чего ожидать, но реакция профессиональных астрономов впереди меня звучала многообещающе.
«Ого!»
«Ничего себе!»
«Смотрите, там даже цвета видны! До чего же оно… красное!»
Мы не походили на степенных и серьезных ученых. Мы громко радовались вслух, как обычные люди, которые смотрят на звезды. Хотя все мы в повседневной жизни работали с электронными данными, но каждый из нас стал астрономом, потому что когда-то влюбился в ночное небо – как правило, просто рассматривая его глазами. И все были возбуждены тем, что увидели это привычное зрелище в исследовательский телескоп.
К тому времени как подошла моя очередь, телескоп был направлен на звезду под названием Эта Киля. Она была как раз по моей части: во много десятков раз массивнее нашего Солнца, таинственная и, казалось, близкая к концу своей жизни. В начале 1800-х годов по причинам, которые мы до сих пор не очень понимаем, произошла Великая вспышка Эты Киля, когда она выбросила сгусток собственной массы очень странного вида: огромное облако газа в форме двух слипшихся пузырей с яркой звездой в центре. Во время вспышки ее можно было легко увидеть невооруженным глазом, но даже тогда она выглядела просто крошечным пятнышком света.
Когда я посмотрела в окуляр, я совершенно непрофессионально взвизгнула. Я увидела эти пузыри своими собственными глазами! Они окружали звезду и были очень прозрачными, почти осязаемо тонкими. Сама звезда мне показалась ярко-красной, очевидно, вследствие светящегося водорода в ее внешней атмосфере. Она неподвижно висела на фоне черного неба и россыпи еще более слабых звезд, а я продолжала смотреть.
В тот момент в моем рюкзаке лежала недописанная работа, в которой я как раз представила новую теорию о том, что происходит на таких звездах, как Эта Киля. Эта теория могла даже объяснить ее странную форму! Я работала над этим в течение нескольких месяцев и была невероятно взволнована полученными результатами. Я и раньше видела много фотографий Эты Киля. Но возможность увидеть своими глазами то, что раньше существовало для меня только в виде цифровых изображений на компьютере или быстро набросанных уравнений в блокноте, вдохновляла меня куда больше, чем я могла представить. Я понятия не имела, что однометровый телескоп настолько мощный.
Наша группа прыгала от объекта к объекту, восхищаясь другими звездами, скоплениями и туманностями и пытаясь запомнить все эти потрясающие картины. Очевидно, даже профессиональные астрономы никогда не перестанут просто любоваться звездами.
Конечно, смотреть в окуляр романтично, но это само по себе еще не наука. Увиденное нужно точно зафиксировать и каким-то образом сохранить – и вот здесь методы с течением времени сильно менялись.
До того как фотография получила широкое распространение, лучшими средствами сбора астрономических данных были визуальное наблюдение и зарисовки. В солнечной астрономии до сих пор используются несколько превосходных рисунков солнечных пятен, сделанных Ричардом Каррингтоном в 1859 году, а один из моих студентов однажды обнаружил на глобусе XVII века первое зарегистрированное упоминание об извержении звезды. Однако к тому времени, как в начале XX века появились телескопы Хейла, мы уже давно перешли от разглядывания в окуляры и зарисовки увиденного к самой современной технологии: фотографическим пластинам.
Фотопластинки в большинстве обсерваторий были последним словом техники в получении изображений. Они представляли собой стеклянные квадраты, которые заказывали у производителя («Кодак» был одним из главных поставщиков) и привозили в обсерваторию. Пластинки были предварительно обработаны специальными эмульсиями галогенида серебра, которые реагировали на свет: чем больше фотонов попадало на эмульсию, тем темнее получалась картинка. После проявления пластины давали безупречное черно-белое негативное изображение объектов наблюдений – темных звезд на фоне бледного неба.
Дьявол, как всегда, скрывался в деталях. «Кодак» производил пластины нескольких размеров, но в обсерватории их, как правило, все равно нужно было обрезать под размер камеры, используемой для наблюдений. Эти размеры варьировались от массивных пластин площадью сто с лишним квадратных сантиметров, которые использовались в небольших телескопах с широким полем обзора, и до крошек величиной с ноготь, которые нужны были для наблюдений с помощью больших телескопов или специализированных камер, способных глубоко вглядываться в крохотные участки неба. Поскольку пластины чувствительны к свету, резать их надо было в темных помещениях вроде темных комнат у фотографов. Астроном осторожно брал кодаковскую пластинку и в темноте, то есть в основном на ощупь, резаком с алмазной кромкой обрезал ее под нужный размер. До сих пор многие наблюдатели, которые десятки лет назад использовали пластины, могут точно воспроизвести движения, которыми вырезали пластины, и почти все при этом закрывают глаза.
Эта процедура не всегда проходила идеально; опытные астрономы-наблюдатели могли по звуку определить, получился ли чистый срез или же край вышел неровным, а то и откололся кусочек пластины. Не раз наблюдатель слышал характерный хруст и кричал: «Свет!» – своему студенту или ночному помощнику, который щелкал выключателем, озаряя астронома со сломанной пластинкой в окровавленной руке.
Лоуренс Аллер, блестящий астроном своего времени, похоже, отнюдь не отличался аккуратностью. Однажды за обедом он взволнованно продемонстрировал коллегам только что проявленную пластину, на которой красовалось великолепное изображение планетарной туманности – красивого цветного пузыря ионизированного газа, окружающего звезду, подобную нашему солнцу, срок жизни которой подходил к концу. Когда он пустил пластину по рукам, коллеги старательно восхищались изображением, но в конце концов один из них задал вопрос, который волновал всех: пластина была отнюдь не идеальным маленьким квадратом, как полагается, а странной формы, с обломанным углом и неровными краями. Что случилось? Аллер ответил, что так и не научился пользоваться этим чертовым резаком, поэтому он просто расколотил пластину о стойку фотолаборатории, а потом пошарил вокруг и отыскал осколок подходящего размера.
Иногда перед загрузкой в телескоп было полезно устроить пластинам дополнительную химическую обработку в темной комнате, чтобы они максимально быстро реагировали на свет. Компания «Кодак» производила разные виды эмульсий, чувствительных к определенным длинам волн света – от синего до красного и даже инфракрасного, за пределами человеческого зрения, – но астрономам этого было недостаточно. В зависимости от нужной длины волн пластины грели в духовке, держали в морозилке, облучали короткими вспышками или замачивали в различных жидкостях. Большинству пластин шло на пользу замачивание в дистиллированной воде, но наблюдатели все время искали более изобретательные и более рискованные способы «ускорить» пластины – чем быстрее пластина реагировала на свет, тем меньшая выдержка требовалась для съемки.
Отдельной проблемой были инфракрасные пластины. Джордж Валлерстайн вспоминал, как замачивал инфракрасные пластины в нашатырном спирте, что предположительно увеличивало их чувствительность в шесть раз (дистиллированная вода давала только трехкратное увеличение). Недостатком этого метода, разумеется, было то, что приходилось закрываться одному в темной комнате над ванночкой с нашатырным спиртом. Когда Джордж обрабатывал пластины, он обязательно предупреждал кого-нибудь за пределами фотолаборатории: «Если я не вернусь через пятнадцать минут, пожалуйста, войдите и вытащите меня» – на случай, если он потеряет сознание из-за паров[1]. В конце концов от нашатырного спирта отказались в пользу более эффективной химической обработки пластин чистым газообразным водородом. Опять же, хотя научные достижения были фантастическими, безопасность этого метода оставляла желать лучшего. В Паломарской обсерватории оборудовали для этого специальное помещение с безыскровыми выключателями, лишенное всего, что могло бы вызвать пожар, и тем не менее на все время, пока им пользовались, за этим помещением закрепилось прозвище «коридор “Гинденбурга”», в честь злосчастного дирижабля. Были в ходу и низкотехнологичные (и менее опасные) методы: так, один пожилой астроном из обсерватории Маунт-Уилсон клялся, что для инфракрасных пластин нет ничего лучше, чем как следует вымочить их в лимонном соке.
Наконец, после подготовки пластину нужно было установить в камеру. Это делалось тоже в темноте, и важнее всего было разместить пластину правильно, лицевой стороной (той, что покрыта эмульсией) к небу, иначе от наблюдения не будет никакого толку. Большинство наблюдателей сообразили, что проще всего определить, на какой стороне эмульсия, коснувшись края пластины губами или языком, – эмульсия всегда была чуть липкой. Видимо, галогенид серебра был сладковатым, и некоторые астрономы утверждали, что даже различают на вкус разные эмульсии «Кодак». А самые умелые наловчились лизать неэмульгированную сторону.
Даже вставить пластину в камеру было непросто. Зеркала телескопа фокусируют звездный свет не в одной точке, а на квадратной поверхности, которая предполагается плоской. Но в некоторых телескопах и приборах эта оптическая поверхность была не плоской, а слегка изогнутой, так что и пластина также требовалась изогнутая. Это не было предусмотрено компанией «Кодак», поэтому многие наблюдатели оказались в незавидном положении: приходилось брать эту тонкую, твердую, тщательно обрезанную, специально обработанную и свежеоблизанную фотопластинку и осторожно ее изгибать, чтобы вставить в камеру, изо всех сил надеясь, что она при этом не сломается. Большинство астрономов с опытом начинали понимать, какое усилие нужно прикладывать, но почти каждый наблюдатель у такого телескопа хоть раз испытал это мучительное чувство, когда тщательно подготовленная пластина ломается прямо в руках… или, что еще хуже, в разгар наблюдения держатель пластины издает зловещий треск. Но весь процесс подготовки и загрузки пластин был лишь прелюдией к наблюдению. Как только пластина установлена, телескоп и купол, управляемые отдельно, можно развернуть в нужное положение и направить на интересующий объект. Тогда и только тогда камера открывалась и начинала съемку, при которой свет с неба наконец-то попадал на пластину.
По окончании наблюдения пластины необходимо было обработать: извлечь из камеры, вернуть в фотолабораторию и аккуратно почистить или замочить в химикатах, чтобы сохранить запечатленные на них изображения. Наблюдатели часто проявляли пластины под конец и без того изнурительной ночи, блуждая ощупью в темноте и стараясь не надышаться парами химических проявителей. Другими словами, эта работа происходила как раз тогда, когда возиться с хрупким куском стекла лучше не стоило. Многим астрономам случалось таким образом разбить пластину, на которую ушло несколько часов труда (при этом многие затем упорно проявляли осколки в надежде, что какие-то данные еще можно спасти).
При недопроявке изображение могло получиться некачественным, при передержке тоже происходила потеря данных, так что проявлять пластины нужно было строго за положенное время. Обычно это не представляло особой сложности, если только наблюдатель не отвлекался, но случались и казусы. Пол Ходж проводил наблюдения в обсерватории Бойдена в Южной Африке и в последнюю ночь положил в проявитель сразу всю ночную партию пластинок, а сам ненадолго вышел из комнаты. Возвращаясь извлечь пластины из ванны, чтобы не передержать их в проявителе, он случайно посмотрел вниз и заметил, как в темную комнату прямо перед ним скользнула кобра. Пол на мгновение замер. Что делать? Уступить комнату кобре и испортить пластины? Включить свет (и опять же испортить пластины)? А может быть, последовать за коброй и закончить проявку пластин в темноте, невзирая на соседство со смертоносной змеей? Он выбрал последнее, успешно закончил проявку пластин, а затем включил свет и увидел кобру, свернувшуюся рядом с трубой раковины, как раз рядом с тем местом, где он работал.
Наконец готовые проявленные пластины упаковывали и забирали с собой, чтобы тщательно проанализировать. Опять же, легче сказать, чем сделать, и нередко астрономы мучительно морщились, когда большая коробка с пластинами болталась в кабине грузовика, спускающегося с горы, или теснились в эконом-классе, заботливо пристегнув коробки с пластинами в кресле бизнес-класса.
Как человек, выросший в эпоху цифровых изображений и данных, впервые услышав о фотопластинках, я представила себе нечто примитивное – реликт устаревших методов наблюдения, обладающий минимальной научной ценностью. Все изменилось, когда друг привел меня в лабораторию пластин Карнеги в Пасадене. Снимки были великолепны: закрученные спиральные галактики, тонкие волокна туманностей и изящные маленькие снимки планет Солнечной системы, тщательно сохраненные на тонких стеклах и не менее красивые, чем изображения с «Хаббла», – хотя это были лишь черно-белые негативы. Я знала, что мы добились существенного прогресса благодаря постройке более крупных телескопов и внедрению цифровизации, но не могла не согласиться, что в моих руках были впечатляющие (и очень хрупкие) научные артефакты.
И все-таки основная работа по наблюдению ложилась не на хрупкие пластины, а на плечи астрономов. Наблюдатель не мог просто установить свои тщательно подготовленные пластины и уйти. Камерами с пластинами нужно было управлять, и, что не менее важно, самим телескопом тоже. Мощные телескопы настолько приближают изображение неба, что вращение Земли становится заметным уже через несколько минут, когда звезды, на которые первоначально был направлен телескоп, начинают медленно исчезать из поля зрения. Чтобы в кадре оставался нужный участок неба, астроном должен постоянно направлять телескоп, перемещая и подталкивая его, чтобы интересующий объект оставался в центре. Со всеми этими загрузками и выгрузками фотопластин, открытием и закрытием затвора камеры и поворотами телескопа большинству наблюдателей приходилось на целую ночь оставаться в фокусе телескопа, а это опять же легче сказать, чем сделать.
Не встречая препятствий, фотоны ударяются об изогнутое основное зеркало телескопа и отражаются обратно под углом, в конечном итоге сходясь, чтобы получить сфокусированное изображение высоко над основным зеркалом. Для получения этого изображения в телескопах есть камера (а при ней клетка, достаточно большая, чтобы вместить человека), установленная на верхней части стойки или трубы телескопа в так называемом главном фокусе. Чтобы управлять этой камерой, наблюдатель должен подняться на вершину купола, обычно по лестнице или на небольшом лифте у стены, а затем пройти к главному фокусу и забраться в клетку.
Попасть туда можно было порой весьма примитивным способом. Например, в обсерватории Лик в Центральной Калифорнии в фокус 36-дюймового телескопа вела толстая доска, положенная между двумя мостиками на высоте 9 метров над полом. Наблюдатель шел по мостику, затем осторожно перебирался по доске в центр купола, к клетке в главном фокусе. (Этот процесс быстро прозвали «по жердочке над пропастью».) В другой обсерватории, в Западной Канаде, не раз случалось, что наблюдатель-новичок спокойно проходил в главный фокус по узкому мостику ночью в темноте, а увидев это шаткое сооружение при свете дня, наотрез отказывался повторить этот путь.
Добравшись до клетки у главного фокуса, подвешенной высоко над полом купола и над зеркалом, наблюдатели могли в течение ночи загружать и выгружать пластины и управлять телескопом, который иногда наклонялся под довольно значительным углом. Из соображений безопасности и удобства астрономы часто работали с ночными помощниками: пока астроном остается рядом с камерой, направляя телескоп и меняя пластины, ассистент отвечает за выравнивание открытой щели купола с сектором неба, куда направлен телескоп, контролирует существенные перемещения телескопа (скажем, от цели в северной части неба к цели в южной) и старается следить за происходящим на земле.
Это было весьма разумно. Обычно наблюдатель, попав в клетку главного фокуса, оставался там до утра. Спуститься, конечно, не запрещалось, но это было настолько хлопотно и трудно, что многие предпочитали потерпеть и сидеть в клетке всю ночь. Некоторым наблюдателям это давалось легче, чем другим. Если у многих мужчин вошло в привычку приносить с собой в клетку бутылки, чтобы отвечать на зов природы, не прерывая наблюдения, то женщинам приходилось периодически напоминать своим ночным помощникам (обычно мужского пола), что у них такой возможности нет и им нужно спуститься на короткий перерыв. Иногда наблюдатель приносил с собой вечером термос с сухим льдом и в течение ночи охлаждал камеру, чтобы избежать случайных сигналов, которые могли возникнуть при перегреве деталей камеры. Затем пустой термос можно было использовать для более приземленных целей. (Излишне говорить, что крайне важно было не ошибиться с последовательностью действий, что не всегда получалось у полусонных астрономов.)
Но главным врагом большинства наблюдателей в куполе был не мочевой пузырь, а холод. Наведение телескопа – сложный и непрерывный процесс, который иногда требовал от наблюдателя оставаться неподвижным в течение нескольких часов подряд. С научной точки зрения зимние ночи, безусловно, лучше всего подходят для наблюдений: ночь долгая и темная, холодный воздух свежий и чистый, – но трудно отрицать, что десять часов дрожать в главном фокусе – сущее мучение. Дело в том, что внутренние помещения купола нельзя было отапливать, иначе поднимающееся от куполов тепло перемешивало бы воздух над телескопом, в ущерб качеству получаемых данных.