Гость TJ: Дарья Козлова, которая работает с крупнейшим в России телескопом в горах Северного Кавказа Статьи редакции

 Конечно, в программе наблюдений на телескопе никогда не будет стоять «Проверка наличия следов американской лунной миссии, чтобы все теории заговоров наконец-то нашли себе занятие поинтереснее», но вот прикинуть, что за инструмент на Земле нам нужен, чтобы гипотетически разглядеть, например, как Вы просите, флаг, можно. Входные данные: размер флага (1 м), расстояние от Земли до Луны (384 400 000 м). Далее нам нужно узнать, под каким углом мы увидим флаг с Земли, придётся немного применить школьную математику. Строим прямоугольный треугольник, где один катет - расстояние от Земли до Луны, второй - размер флага; находим тангенс угла, под которым виден флаг (он примерно равен 4.5404*10^(-11) – короче, очень маленькая величина). Отсюда угловой размер флага (берём арктангенс тангенса) равен 2.6015*10^(-9) градусов – то есть примерно 2 миллиардных градуса. Замечательно, теперь мы вспоминаем (или узнаём), что такое разрешающая способность телескопа – это, по сути, характеристика телескопа, позволяющая понять, насколько маленький угол на небесной сфере может увидеть прибор. Считается она по простенькой формуле a=1.22*(l/D), где l – длина волны излучения, D – диаметр главного зеркала телескопа. Флаг отражает солнечный свет, его максимум в оптическом диапазоне лежит на длине волны 450 нм, такую l и возьмём. Диаметр главного зеркала БТА – 6 м. Итак, теоретическая разрешающая способность БТА – 9.15*10^(-8) градуса – больше углового размера флага на порядок. Уже нет. А то была теория, а под земной атмосферой всё далеко не так идеально. 

Таких телескопов нет. Даже Хаббл не стесненный аберрациями земной атмосферы, на такое не способен. Только аппараты типа LRO (американский спутник с камерой на орбите Луны) способны запечатлеть отдельные детали прошлых миссий Apollo. 

Oops, I did it again

Так как я ещё студентка и в САО бываю лишь несколько раз в год и провожу там в сумме максимум месяца три, местная жизнь практически никак меня не затрагивает. Всё дело в том, что сотрудники обсерватории и их семьи живут в маленьком закрытом научном городке Нижний Архыз (местные используют ласковое название Буково). А так как мест, где можно выучиться на астрономов, в России не так много, основная масса местных – выходцы из Казанского, Московского, Петербургского и других крупных университетов. В городе есть пара маленьких магазинчиков, почта. По всем нуждам ездят в ближайшую станицу Зеленчукскую (там и сетевые магазины, и кафе, и аптеки), Черкесск и крупные города подальше.

Наверное, главное, с чем я столкнулась из местного колорита – абсолютно отсутствующая культура вождения по правилам. Часто приходится добираться до городов на такси (автобусы ходят, но бывает не удобно по времени), и каждый раз чуть ли в бога верить не начинаешь, когда мчишься с лихим водителем на стареньком отечественном автомобиле, не оборудованном такой роскошью как ремни безопасности.

А так я встречалась только с милыми кавказцами, например на базаре. Правда, когда я была второкурсницей, бабуля продала мне там кабачок втридорога. Помню до сих пор. 

Так читателей ТЖ ещё не унижали! 😀

Мой стандартный день, когда я в обсерватории, выглядит примерно одинаково – встала утречком, посмотрела на горы, пока завтракаешь, потом бегом в лабораторию (нет, там нет лабораторных установок, только сотрудники и их компьютеры). Работа – либо обработка данных наблюдений, либо их анализ, либо описание результатов. На каждом пункте чуть подробнее.

1. Обработка данных наблюдений – я занимаюсь обработкой спектров, с красивыми картинками не работаю (хотя и спектры у меня все очень красивые). Чтобы вычленить из спектра научную информацию, необходимо его «почистить» от множественных искажений, шумов, вносимых оптической системой и приёмником излучения – ПЗС-матрицей, это относится ко всем телескопам и приборам, идеального ничего нет. Также вычитается фон неба, убираются спектральные линии, вносимые нашей атмосферой, происходит чистка от комических частичек, случайно попавших в кадр. Только после всех этих процессов можно начать заниматься извлечением какой-то науки из кадра.

2. Собственно, анализ – изучая характеристики спектральных линий, потоки энергии в них, их форму, протяжённость, ширину, можно узнать много полезных физических параметров изучаемого объекта, например, расстояние, на котором объект находится, с какой скоростью движется он или его отдельные части, какие механизмы заставляют газ, например, в галактике, излучать и так далее. На этом же этапе пытаемся узнать, что изначально хотели – наблюдения не проводятся от балды, всегда поставлена чёткая задача для определённого объекта. Например, определить тот же самый механизм ионизации газа в галактике (сильно не пугайтесь, дальше будет объяснение «для ученика начальных классов»). И, конечно, первый и второй этап практически на 85% зависят от умения программировать и работать в различных программах.

3. Описание работы – ура, мы получили результат, теперь нужно, чтобы коллеги по всему миру узнали о нём и уже дальше работая, например, с этим объектом, знали о нём чуть больше, чем до вашего исследования. Учёные публикуют свои работы в научных журналах – просто так туда не попасть, необходимо пройти этап рецензирования, т.е. ваш работу отправляют какому-то специалисту в этой области (причём вы никогда не узнаете, какому, только если он сам с вами не свяжется), и он отправляет в издание свои комментарии, замечания, пожелания. После этого обычно вы правите статью, что-то добавляете, не бывает такой рецензии типа «Всё супер, молодцы!». В хорошей публикации есть простор для спора и обсуждений. После внесённых правок отправляете ответ рецензенту – что вы приняли к сведению, с чем не согласны. Этот круг продолжится, пока обе стороны не придут к согласию. И тогда публикация видит свет. В хороших журналах от стадии «принято в печать» до «опубликовано» может пройти несколько месяцев.

Ну а теперь часть с начальной школой. В космосе есть много галактик. Они состоят из звёзд, газа, пыли. Звёзды могут светить сами (как наше Солнце), а вот газ нет. Газ может начать светиться, только если что-то его подсветит – как например вы ночью не видите свой стол, но если посветить фонариком – уже видите. Существует несколько способов подсветить газ – с помощью звёзд, с помощью ударных волн и с помощью излучения активного галактического ядра. Я занимаюсь влиянием на газ последнего. Активное галактическое ядро – это когда чёрная дыра (очень-очень массивный объект) в центре галактики начинает поглощать вещество вокруг, тот же газ, но не успевает съесть его достаточно быстро, и вокруг неё образуется диск из очень разогретого вещества, которое мощно излучает (для нас достаточно просто слова светит). Так вот. Это излучение от аккреционного диска начинает подсвечивать газ на своём пути, как фонарь – если он светит в плоскости галактики, то подсвечивает только самый близкий газ, а если за пределами – свет может уйти очень далеко и подсветить газ уже в межгалактическом пространстве, где галактика уже закончилась. Собственно, я изучаю то, что происходит с газом, когда на него попадает излучение активного ядра. Во многом благодаря этому способу можно изучать и саму чёрную дыру – почему она стала активной, как долго была активной.  

Смотря какого размера Олег Ивахнов, и на какое расстояние от Земли вы его запустите.

В теории можно, но моё эго заслонит весь небосвод.

Ох, как я в детстве любила читать истории про инопланетян, знала почти наизусть книгу «НЛО прибывает по расписанию» Дмитрия Емца. Но, конечно, в таком прямом виде инопланетян точно нет. Ваши коровы могут быть спокойны.
Что до науки – мне приводить формулу Дрейка, которая определяет число внеземных цивилизаций в нашей Галактике, с которыми мы бы могли вступить в контакт. Про другие галактики вообще молчу, такие расстояния представить-то трудно, что там говорить о физическом перемещении. Даже со скоростью, близкой к скорости света. Так вот. По этой прелестной формуле, которую я своровала с Вики, число возможных контактов, по современным представлениям, очень-очень мало отличающаяся от нуля величина. С моим мнением этот ответ совпадает. Даже если вдруг где-то там, на далёкой планете у далёкой звезды есть жизнь – она не обязана быть такой, как наша. Мы, скорее всего, никогда не вступим с ней в контакт, даже не сможем зарегистрировать. Грустненько, но, как мне кажется, очень реалистично.  

50 на  50

Ничтожна мала

Кстати, уточняйте какую иноземную жизни вы имеете ввиду. Там от одноклеточные начинается все)

Выше ответила про кавказские реалии. Подружек, вроде, не воровали, но каждый раз, когда студенты приезжают на практику, им проводят инструктаж, что нельзя ходить одному в горы, аулы и садиться незнакомцам в машину. Мне кажется, это обычные правила, которые нужно везде соблюдать :) А вообще, рассказывали историю, как студентка приехала на практику, пропала на несколько дней, а потом оказалось, что она уехала с какими-то ребятами тусить, вроде, в Сочи.. 

Если я его глазом замечу, то там уж все заметят. А так - мониторинг малых тел Солнечной системы ведётся постоянно на разного класса телескопах, существует Центр Малых Планет, куда очень оперативно отправляется информация о появлении на небе новых объектов. За потенциально опасными следят, траектории рассчитываются. 
Прикольная эта байка, что учёные что-то скрывают, о чём-то молчат, иногда за деньги. Надеюсь, самим учёным однажды покажут место, где за наше золотое молчание платят :(

Тогда ещё вопрос для Дарьи по теме: каков шанс того, что мы вообще никак не заметим какое-либо тело, которое столкнётся с Землёй или относительно близко пролетит.

Не заметим, пока не будет слишком поздно, имею в виду)

Я тебе так скажу: в мире очень много обсерваторий делятся своими данными и позволяют работать со своими инструментами. Ту же самую первую межзвёдную комету открыл, грубо говоря, любитель. Поэтому умолчать не удастся

Ой, для меня любой объект, который на телескопе наблюдает - крутой и великолепный! Каждый раз сердце замирает. Я, в основном, была на наблюдениях только внегалактических объектов, т.к. это специализация нашей лаборатории, но мне кажется, что красивее галактик ничего нет)

В таком режиме я живу только когда участвую в наблюдениях. Вообще, я по жизни жаворонок, и эти ночи мне даются с гигантским трудом и большим количеством кофе. А так работаем, как обычные люди - днём. Основная часть нашей работы - обработка и анализ данных, описание результатов. Ну и написание кодов для всего этого, конечно :)

Точно здесь не скажу, но если они будут хорошо отражать свет - плохо, от космических объектов мы регистрируем именно его, причём часто на длинных экспозициях, так что пройди такой достаточно яркий спутник - экспозиция, скорее всего, будет испорчена. А если еще и не один... И никакими коррекциями это потом не исправишь. 

Встретило, иногда в комментах вижу

Есть теория, что Япония прилетела из космоса 

Выше ответ есть про это :)

Уж не знаю, насколько они локальные)
А вообще, планирую завтра начать тред в твиттере с астромемами из моей золотой коллекции, заходите!

На РАТАН попасть можно. Есть платные экскурсии, стоят недорого. Был два года назад там.

На оптический телескоп попасть не проблема. Был там 1.5 назад... Шикарно и виды просто бомба. А если взять лыжи , то можно ещё и отлично катнуть

я сам лично из Краснодара, поэтому мне не особо далеко. А еще Черкес :) так что это всё родные земли

Водят экскурсии сотрудники, и на РАТАН, и на БТА, это нужно на сайт https://www.sao.ru/
Стас Короткий тоже этим занимается, у него информация по поездкам, вроде очень оперативно в группе и на его страничке появляется.
А нейтринная обсерватория к САО не относится, потому не отвечу.

Управление происходит с помощью компьютеров (кстати, БТА - первый телескоп в мире, который начал наблюдать в компьютерном режиме!) из лабораторного корпуса, в тепле, с булочками и чаем :) А на самом телескопе находятся инженеры, которые исправляют технические неполадки, которые невозможно исправить дистанционно. 

Изучить можно все объекты, что телескоп способен задетектировать, то есть от которых он способен собрать свет. А это и объекты Солнечной системы, и звёзды, и внегалактические объекты. Что касаемо звёзд - практически все из них для телескопа любого существующего диаметра будут точечными объектами. Например, измерить диаметр звёзд, в основном, можно (если вообще можно) только методами интерферометрии. 

На первых курсах мы радостно идём бок о бок с физиками - куча мат. анализа и всего около него, общая физика (один семестр - один раздел), теоретическая физика (опять один семестр - один раздел), плюс программирование несколько семестров, гуманитарные науки, английский, физ. культура...
Из астрономии: общая астрономия, сферическая астрономия, астрометрия :)
Ну, это примерно первые три курса, дальше больше профильных предметов, вплоть до шестого.

Мне кажется, что большинство предметов необходимы, матан и физика вообще вне обсуждений. Конечно, рефераты по физре, например, мне уже кажутся излишними :)

Отсталости я не чувствую именно в плане материалов - мне не встречались на пути откровенно плохие педагоги. Большинство наших учителей - практикующие учёные с огромным багажом знаний. Единственное, в чём бы хотелось изменений - не слушать лекцию-монолог в полтора часа, а иметь возможность больше взаимодействовать с педагогом, чтобы он приветствовал это и давал больше возможностей в рамках формата. Потому что я сама по себе стеснительная и прерывать педагога на полуслове с вопросом, который половине аудитории может показаться глупым страшно. 

Зависит от прибора, который стоит на телескопе. На фокальном редукторе SCORPIO-2, который активнее всего используется на БТА (про него подробно почитать статью коллеги на хабре - https://habr.com/ru/post/477740/) стоит E2V 42-90 2K на 4.6K. 

Глубоко рассуждать на тему импортозамещения и состоянии техники не берусь, не профессионал. Многие подробности технические можно найти можно вот тут - https://www.sao.ru/hq/moisav/lectures/lectures.html, это лекции по работе с БТА моего научного руководителя А.В. Моисеева, активного наблюдателя и разработчика астрономических приборов. 

А пропадать нечему - люди работают и науку делают :)

дай ссыль на астробин)

С каждым днём в моей любимой профессии оно становится светлее и светлее, даже если трудности и бывают.

С БТА точно не скажу, а вот в Коуровской обсерватории под Екатеринбургом телескопы можно мыть! Фотопруф прилагается, мою защитные панельки

Она работает в сфере фундаментальной науки, которая не приносит фактической пользы прямо сейчас, но может принести огромное количество пользы в будущем
Без фундаментальных исследований механики, геометрии, физики, не было бы и завода вашего

Интересно, в большом адронном коллайдере тоже нет пользы государству, но это возможно один из важнейших объектов науки, а так-как наука не принадлежит государству, а принадлежит человечеству в целом, разве этично вообще спрашивать о полезности?

Думаю государству важен престиж, даже СССР зачем то участвовало в космической гонке, несмотря на свои идеалы.

Всё просто - подаёте заявки на телескоп в определённое для этого время (обычно программа составляется на пол года). Выбирают программы наблюдения специальные комиссии по многим критериям. Данные отдаются либо в "сыром виде" - что сняли, то и отдали, либо проведя первичную редукцию, т.е. исправить различные искажения и шумы, вносимые приборами. Второе, конечно, лучше, потому что никто не знает приборы и приёмники лучше самих наблюдателей. 
Да, конечно, обработкой данных я занимаюсь, и это очень сложный многоэтапный процесс, во многом, правда автоматизированный под конкретный режим конкретного прибора + под наш телескоп. Для исправления искажений в "научном" кадре используются различные калибровочные кадры (байасы, флэты, снимки стандартной звезды...)

В космос сама бы не полетела - прогуливала физ-ру в школе, поэтому здоровье далеко не космическое. Да и боюсь замкнутых пространств)

А вглядываться в бесконечность страшно, особенно если прямо об этом усиленно думать. Мне даже кошмары снились, когда я только начала астрономией интересоваться.

Каждый прибор хорошей для своих задач. Ну и обслуживание наземных приборов проще, чем любого космического. 

теперь меня будет весь день злить эта тупая лишняя запятая

сергей напоминалкин

А почему перестали писать посты типа от имени гостя? Чтобы имя было на желтом фоне, так ответы было бы гораздо удобнее находить и читать.

Небольшое вынужденное изменение. Вместо стрима будет общение в комментариях. Время начала остаётся то же

Хорошо пропускаются ближний ИК, оптика, ближний УФ, радиодиапазон (от 1 см длины волны до 30 м). Чтобы наблюдать остальное, нужно выводить за пределы атмосферы.

Ну, вообще, самое красивое - наблюдать за ними издалека, особенно за туманностями. Чем ближе подлетаешь, тем на большем расстоянии будут объекты, например, в галактиках, газ вообще очень разреженный. Да и фотографии, как с Хаббла, конечно, обработанные и ещё разукрашены. Но это не значит, что они врут - просто наш глаз воспринимает очень узкий диапазон длин волн, а объекты светят не только в видимом нам. 

Нет, не увидите

Кратко - качество изображений хуже, чем со старым. Развёрнуто - прекрасная статья на N+1 - https://nplus1.ru/news/2019/07/02/comeback и ссылки в ней.
Сейчас стоит старое, и качество изображений хорошее. 

Пока есть инициативные люди, отдающие всех себя науке - будем развиваться. Конечно, хотелось бы развиваться с зарплатами, как в США, и без подработок на стороне.. Но, всё же, есть гранты, есть возможность ездить по конференциям, общаться и работать с коллегами по всему миру, делать науку. Всё не так грустно, но, как всегда, есть куда стремиться!

Пришла случайно - я вообще по жизни всегда была гуманитарием и физика с математикой были для меня страшным сном, учителя еле на четвёрку тянули. Много лет готовилась стать журналистом, училась в школе юных журналистов. Но в какой-то момент она закрылась. Я в поисках чем бы заняться в десятом классе случайно пошла в клуб астрономии у нас в городе, и вот в 11 я уже сдаю ЕГЭ по математике и физике, поступаю на бюджет на астрофак... Короче, всё возможно, если очень захотеть!
А я уже вроде пытаюсь в науке шаги делать, иначе зачем все эти старания и долгие годы труда?

И напрасно! Сейчас например даже из центра Москвы хорошо видна Венера!

Программа наблюдений строится на основании заявок, конкурс  проходит раз в полгода. Заявки могут подавать любый страны и институты, ограничений нет. Комитет по тематике их рассматривает и выделяет победителей (конкурс где-то 1:2 - 1:3). Из них формируется программа наблюдений, вот пример той, по которой работаем в текущем семестре: https://www.sao.ru/request/schedule/bta2020_1.html
Как видите, там очень широкий набор изучаемых объектов: от Солнечной системы (кометы, кентавры) до далеких квазаров и галактик. В  этот раз относительно много времени выделено для наблюдения новых источников, открываемых космическим телескопом "Спектр-РГ". На алертные наблюдения тоже время выделяется (ToO - Targets of Opportunity): спектрсокопия новых и сверхновых звезд, гамма-всплесков, источников гравволн. В случае алерта текущие наблюдения  должны прерываться, а потом "пострадавшей" программе выделяется время из резерва.