Складки на ткани пространства-времени. Эйнштейн, гравитационные волны и будущее астрономии

По словам научного сотрудника программы Эрика Беллма из Калифорнийского технологического университета в Пасадене, этот инструмент может делать снимки с 30-секундной выдержкой примерно каждые полторы минуты[115]. Благодаря чувствительной электронике на каждом снимке отображается практически столько же звезд, сколько на стеклянных фотопластинах 1950-х гг., требовавших почти часовой выдержки. В принципе, ZTF мог бы сфотографировать все видимое небо за одну-единственную ночь, создав фантастический поток данных порядка 100 Мбит/с.

Название ZTF дано в честь астронома из Калтеха Фрица Цвикки, осуществившего одно из первых обзорных исследований в астрономии в поисках взрывов сверхновых в других галактиках. ZTF также занят поиском далеких сверхновых и других краткосрочных феноменов. Инструмент может реагировать и на уведомления о регистрации гравитационных волн. В течение минуты после получения уведомления телескоп и его купол будут сориентированы в нужную сторону и начнут охоту за оптическим проявлением волны Эйнштейна.

В Южном полушарии одним из конкурентов ZTF станет проект BlackGEM в Чили[116]. Он стартует в 2018 г. маленькой группой из трех автоматизированных 65-сантиметровых телескопов. Если удастся привлечь больше финансирования, линейку можно будет расширить до пяти или даже до 15 одинаковых телескопов, оборудованных чувствительными ПЗС-камерами. Главным исследователем проекта BlackGEM является голландский астроном Пауль Гроот, первооткрыватель оптического проявления гамма-всплеска. Описанный ранее телескоп Гроота MeerLICHT стал прототипом инструментов BlackGEM.

У BlackGEM имеется несколько преимуществ перед другими проектами поиска электромагнитных проявлений. Во-первых, он разработан специально для дополняющего исследования регистраций гравитационных волн – это его главная научная задача. (ZTF может сопровождать, самое большее, несколько событий-триггеров в месяц в силу загруженности другими проектами.) Во-вторых, благодаря решетке из нескольких телескопов BlackGEM очень гибок. Если область поиска, указанная LIGO и Virgo, окажется сильно вытянутой, как в случаях GW150914 и GW151226, каждый телескоп сможет сфокусироваться на собственной части «банана». При малой зоне поиска или при регистрации электромагнитного проявления телескопы поведут наблюдения сообща, что значительно повышает точность.

В качестве местоположения BlackGEM была выбрана гора Сьерро-ла-Силла в Чили к северо-востоку от портового города Ла-Серена. Атмосфера над Ла-Силла намного спокойнее, чем над горой Паломар, и условия для наблюдения значительно лучше – это третье преимущество. В 1960-е гг. здесь были установлены некоторые первые телескопы ESO. На сегодняшний день ESO перенесла основную часть своей деятельности значительно севернее, на Сьерро-Паранал, но и на Ла-Силла ведется много работы. Оседлавшая горный хребет обсерватория окружена мягкими склонами холмов, протянувшихся вдаль к горизонту. Это удивительно спокойное место, куда часто наведываются дикие ослы и лисы из пустыни Атакама. В ясный день (которые здесь бывают часто) легко увидеть купола обсерватории Лас-Кампанас Научно-исследовательского института им. Карнеги, до которой около 25 км.

_________

Так много далеких горных вершин, обсерваторий, чувствительных инструментов и увлеченных астрономов, мечтающих раскрыть тайны Вселенной! Кто первым обнаружит оптическое проявление гравитационной волны, ZTF на горе Паломар или BlackGEM на Сьерро-ла-Силла? Или пальма первенства достанется дополняющим исследованиям столкновений космических тел на базе радионаблюдений, измерения рентгеновского или гамма-излучения? Радиоастрономы, работающие на SKA и ее телескопах-целеуказателях, уже обсуждают лучшую стратегию реагирования. Специалисты в области рентгеновской астрономии надеются осуществить мониторинг всего неба, вероятно на базе МКС. Существующие обсерватории, как наземные, так и космические, пытаются получить свою часть добычи. Регулярно вводятся в действие новые проекты. Успех совсем рядом. Это только вопрос времени.

Когда-нибудь может осуществиться даже мечта о возможности смотреть во все стороны одновременно. «Большой обзорный телескоп» (Large Synoptic Survey Telescope, LSST) будет три раза в неделю фотографировать видимое небо на невероятно чувствительную 3-гигапиксельную камеру[117]. LSST строится на Сьерро-Пачон, еще одной облюбованной астрономами горной вершине на севере Чили. Он сможет открыть десятки тысяч краткосрочных транзиентов, таких как сверхновые, звездные вспышки и астероиды, и определить расположение и форму миллиардов галактик с целью изучения структуры и эволюции Вселенной в целом.