Очередное крупное достижение Института физики — у астрономов появились новые возможности для исследования Вселенной
Казанский федеральный университет совместно с компанией "Параллакс" и учеными Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук создал уникальный многоканальный роботический телескоп для наблюдений очень больших участков звездного неба - широких полей, как говорят астрономы. Производя мониторинг звездного неба, этот телескоп получает изображения очередного участка неба площадью примерно 900 квадратных градусов 10 раз в секунду. В таком режиме он способен обнаруживать и исследовать быстропротекающие астрофизические явления и нестационарные объекты очень разных видов: от метеоров в земной атмосфере и переменных звезд в Галактике до далеких гамма-всплесков - сверхмощных взрывов массивных звезд.
Созданная система, получившая сокращенное название ММТ (многоканальный мониторинговый телескоп), представляет собой комплекс из девяти небольших (диаметром всего 7 см) объективов, снабженных очень чувствительными и быстродействующими приемниками излучения, набором светофильтров, поляроидами и объединенных в единый организм посредством мощного вычислительного комплекса. В задачи последнего входит не только управление всей системой, но и автоматическая обработка и анализ получаемой информации в режиме реального времени. К слову, полный поток регистрируемой системой информации составляет около 1 гигабайта в секунду.
Ректор университета профессор Ильшат Гафуров: "Система ММТ была в числе проектов, которые предлагались в рамках развития астрономических исследований в университете. После долгих и бурных обсуждений, как внутри университета, так и с ведущими российскими и зарубежными учеными было принято решение о создании этого инструмента, позволяющего проводить фундаментальные и прикладные исследования на высочайшем уровне. Уже первые результаты демонстрируют высокую эффективность системы. В настоящее время началась опытная эксплуатация - отработка методики наблюдений, первичной обработки данных, организация хранения и доступа к наблюдательному материалу; только за одну ночь наблюдений накапливается объем данных намного превышающий терабайты! Этот проект - яркий пример успешного объединения вузовской и академической науки и бизнеса в решении фундаментальных и прикладных задач".
Телескоп установлен на Северном Кавказе вблизи 6-метрового телескопа БТА, однако контроль за наблюдениями может проводиться в режиме удаленного доступа из Межкафедрального образовательно-научного центра космических исследований и технологий - Астрономической обсерватории им. В. П. Энгельгардта Института физики КФУ, что делает его доступным для использования как в образовательной, так и научной деятельности, не покидая Казани.
Общий вид системы ММТ: 10 отдельных оптических каналов (9 из которых находятся в постоянной работе, а 10-й - в "горячем резерве") установлены на 5 экваториальных монтировках. В корпусе каждого канала установлены целостатные зеркала, повороты которых позволяют за доли секунды менять положение их поля зрения на небесной сфере. На заднем плане - 6-метровый Большой Телескоп Азимутальный Специальной астрофизической обсерватории РАН (респ. Карачаево-Черкесия).
Основной режим работы телескопа ММТ - мониторинговый. Созданная система, анализируя данные с собственной метеостанции, способна сама принять решение о начале наблюдений, выбрать оптимальный участок неба и начать его наблюдения. В этом режиме все девять каналов системы направлены на близкие, слегка перекрывающиеся области неба каждая площадью около 100 квадратных градусов. Через некоторое время зона для мониторинга меняется. Таким способом, за одну наблюдательную ночь ММТ сможет просмотреть всю небесную полусферу, видимую с места наблюдения, полтора раза. Целью этого мониторинга является обнаружение астрофизических явлений и объектов, для которых, во-первых, невозможно заранее предсказать время и место (на небе) их появления, а во-вторых, которые длятся не более нескольких минут, а то и секунд. Например, оптических вспышек, вероятно сопровождающих космические гамма-всплески. Последние регистрируются орбитальными гамма-телескопами. А их оптическое излучение по сей день остается практически неуловимым.
Обнаружив такое событие, система ММТ за время менее одной секунды автоматически переходит в исследовательский режим работы, в котором обнаруженный объект одновременно наблюдается всеми каналами системы, в то же время каждые три канала регистрируют излучение в определенном участке видимого спектра (голубом, зеленом, красном) и различными поляризационными характеристиками. Таким образом, телескоп не только регистрирует вновь появившиеся оптические объекты, но и определяет их физические свойства. При этом, разумеется, в поле зрения системы попадает и огромное количество других небесных объектов - в первую очередь - звезд нашей Галактики. За одну десятую секунды ММТ способен увидеть звезды в 600 раз более слабые, чем различает человеческий глаз на безлунном небе. А при большем времени накоплении - еще более слабые.
В наземной части укрытия ММТ размещена аппаратура охлаждения приемников оптического излучения и климат-контроля. Все компоненты системы соединены оптоволоконными линиями с компьютерным комплексом, осуществляющим накопление и анализ данных, а также управление всей системой.
Современная астрофизика знает немало физических механизмов, способных приводить к переменности видимого света звезд и других объектов на секундах и долях секунды. Созданная система позволит в деталях изучить такого типа переменность как минимум, для нескольких сотен тысяч объектов. Кроме этого, система ММТ с успехом способна определять траектории спутников Земли и исследовать свойства космического мусора (около 20 тысяч "обломков" космических аппаратов, обращающихся вокруг нашей планеты). Наконец, этот телескоп может обнаруживать неожиданно появляющиеся в земной окрестности опасные космические тела.
ММТ только начинает работать - впереди много новых результатов, новых объектов, новых задач.
Директор Специальной астрофизической обсерватории, член-корреспондент РАН Юрий Балега считает ввод в строй ММТ серьезным достижением российской наблюдательной астрономии: "Созданная в результате совместной работы КФУ, САО и компании "Параллакс" система широкоугольного оптического мониторинга ММТ является уникальным астрономическим инструментом, не имеющим мировых аналогов. Я уверен, что проведенные с ее помощью исследования принесут уникальные результаты как в области фундаментальной астрофизики, так и в изучении искусственных небесных тел. Следует подчеркнуть и возможность использования ММТ для раннего обнаружения потенциально опасных космических объектов. Я хочу поблагодарить руководство и сотрудников КФУ за плодотворное сотрудничество и выразить уверенность, что мы будем его углублять и расширять для получения новых знаний о нашей Вселенной".
Директор Института физики А. В. Аганов,
заместитель директора Центра космических исследований и технологий - АОЭ им. В. П. Энгельгардта, руководитель проекта В. В. Сасюк,
заведующий кафедрой астрономии и космической геодезии И. Ф. Бикмаев
Видео: Метеор, чей блеск менялся от 4-й до 7-й звездной величины, пересек поле зрения одного из каналов за одну секунду, за это время получено 10 последовательных кадров. Столь быстрые и слабые объекты практически невозможно обнаружить и изучить с помощью других инструментов.
