Астрономия как профессия
В.Г.Сурдин, ГАИШ МГУ, г. Москва
Кто и где работает?
Астрономия
замечательна тем, что звездное небо - предмет ее исследования - доступно в
любом месте на Земле. В связи с этим серьезные и полезные для науки наблюдения
часто проводят не только профессиональные астрономы, но и любители. Обычно
любители астрономии объединяются в кружки и клубы при Домах творчества
молодежи, планетариях, пединститутах и связываются с ближайшими астрономическими
центрами для консультаций. Очень часто юные любители астрономии, получив высшее
образование, становятся профессиональными астрономами.
В
нашей стране астрономов готовят на физических или механико-математических
факультетах Московского, Санкт-Петербургского, Казанского, Екатеринбургского и
некоторых других университетов. Ежегодно подготавливают около 100 специалистов,
которые затем работают в обсерваториях и академических институтах, в
университетах, пединститутах и других организациях, занятых изучением или
использованием космического пространства. Всего в пределах бывшего СССР сейчас
работает около 2000 астрономов.
Главные
«места обитания» астрономов в России - это Государственный астрономический
институт им. П.К.Штернберга (ГАИШ МГУ), Институт космических исследований,
Институт астрономии и Физический институт АН России, Главная астрономическая
обсерватория (Пулковская) и Специальная астрофизическая обсерватория (на
Северном Кавказе) АН России.
Во
всем мире профессиональных астрономов приблизительно 10 тысяч. Поскольку многие
из них изучают одни и те же объекты (например, Солнце, планеты, вспышки новых и
сверхновых звезд), им необходима связь для координации совместных работ. Ее
осуществляет Международный астрономический союз, а также астрономические
общества и ассоциации разных стран: Американское астрономическое общество,
Королевское астрономическое общество Великобритании, Европейское
астрономическое общество и др.
В
России также есть Астрономическое общество, объединяющее профессиональных ученых,
и Астрономо-геодезическое общество, объединяющее в основном любителей. Научные
работы по астрономии публикуются в специальных журналах и сборниках. В России
это «Астрономический журнал», «Письма в Астрономический журнал»,
«Астрономический вестник», параллельно выходящие на русском и английском
языках, а также «Astronomical and Astrophysical Transactions» на английском.
Некоторые обсерватории и университеты публикуют свои «Труды», «Вестники» и
сборники работ. Для любителей астрономии выходит журнал «Земля и Вселенная», а
в последнее время появляются и новые журналы, среди которых особо отметим
«Звездочет».
Чем занимаются?
Молодежь,
увлеченная астрономией, не всегда четко понимает круг уже решенных наукой задач
и проблем, над которыми работают ученые. Хотя коротко об этом рассказать
нелегко, все же укажем основные достижения (!) астрономов и волнующие их
проблемы (?).
В планетной астрономии
!
Построена релятивистская те ория движения планет, позволяющая вычислять
положение планет в пространстве на многие тысячелетия вперед и назад во
времени.
!
В общих чертах исследована природа всех планет, а поверхности Луны, Венеры и
Марса подвергнуты прямому изучению.
!
Перестали быть таинственны ми астероиды и ядра комет, вскоре начнется их прямое
зондирование.
?
До сих пор нет точного решения многих частных проблем космогонии: как
сформировалась Луна, как образовались кольца вокруг планет-гигантов, почему
Венера вращается очень медленно и в обратном по отношению к другим планетам
направлении и др.
?
Нет общепринятого решения главной проблемы: как возникла Солнечная система
?
Вряд ли она будет решена до тех пор, пока не удастся изучить аналогичные
планетные системы у других звезд.
В звездной астрономии
!
Создана теория внутреннего строения звезд; найдены методы диагностики звездных
недр путем исследования вибраций наружных слоев звезды (гелиосейсмология) и
путем регистрации нейтрино, рождающихся в ходе термоядерных реакций.
!
В общих чертах построена картина происхождения и эволюции звезд.
!
Обнаружены и изучены звезды в конечной стадии звездной эволюции - белые карлики
- и теоретически предсказанные нейтронные звезды.
!
Практически нет сомнений в существовании черных дыр.
?
Не существует детальной мо дели Солнца, способной точно объяснить все его
наблюдаемые свойства, в частности, поток нейтрино из ядра.
?
Нет детальной физической те ории некоторых проявлений звездной активности.
Например, не до конца ясны причины взрыва сверхновых звезд; не совсем понятно,
почему из окрестностей некоторых звезд выбрасываются узкие струи газа. Особенно
же загадочными для астрономов являются короткие вспышки гамма-излучения,
регулярно регистрируемые в различных направлениях на небе. Не ясно даже,
связаны они со звездами или с иными объектами, на каком расстоянии от нас эти
объекты находятся.
В галактической астрономии
!
В общих чертах выяснено строение Галактики и ее основных наблюдаемых
компонентов - как звездных, так и газовых.
!
Изучено строение ядра Галактики, скрытого от нас огромной толщей межзвездного
газа и пыли.
?
Не решена проблема скрытой массы, состоящая в том, что гравитационное поле
Галактики в несколько раз сильнее, чем это может быть обеспечено наблюдаемым в
ней веществом. Вероятно, большая часть вещества Галактики до сих пор скрыта от
астрономов.
?
Нет единого сценария происхождения и эволюции Галактики.
Во внегалактической астрономии
!
Найдены методы измерения расстояний вплоть до самых удаленных объектов
Вселенной.
!
Изучено строение основных типов галактик и их скоплений.
!
Обнаружено, что скопления галактик распределены не хаотически, а образуют еще
более крупномасштабную ячеистую структуру Вселенной.
?
Не решена проблема скрытой массы в скоплениях галактик.
?
Нет единой теории формирования галактик.
?
Не решены основные проблемы космологии: нет законченной физической теории
рождения Вселенной и не ясна судьба Вселенной в будущем.
Для
решения этих и многих других проблем астрономии необходимы прежде всего новые
наблюдения во всем диапазоне электромагнитного спектра, а также регистрация
космических частиц (включая нейтрино) и гравитационных волн. Главная задача
астрономов - создание все более совершенных приборов для наблюдения за
космическими объектами или для непосредственного их изучения в Солнечной
системе.
Что создают?
История
астрономических открытий - это история создания крупных телескопов: каждый
новый инструмент-чемпион приводил к прорыву в наших знаниях о Вселенной. А в
последние годы столь же важным стало появление новых поколений компьютеров,
помогающих моделировать физические процессы в космосе.
Астрономы
постоянно заняты созданием новых телескопов и компьютеров. Сейчас крупнейший
оптический инструмент в мире - телескоп Кека на вершине Мауна-Кеа (Гавайские
острова) с составным зеркалом диаметром 10 м (рис. 1), собранным из 36
шестиугольных сегментов. Рядом с ним строится его близнец - второй
десятиметровый телескоп. А в горах Чили европейские астрономы создают систему
из четырех телескопов с монолитными зеркалами диаметром по 8 м (рис. 2, 3). Они
будут работать как единый многоглазый инструмент. Результаты обещают быть
впечатляющими. Несколько лет работает на орбите американский 2,4-м телескоп им.
Хаббла. Возлагавшиеся на него надежды оправдываются: никогда еще астрономы не
имели такого мощного инструмента.
Приятно
сообщить, что и в России создается похожий прибор, который скоро займет свое
место на орбите. Кроме оптических телескопов, на орбите очень эффективно
действуют рентгеновские и инфракрасные инструменты, а вскоре появится и большой
радиотелескоп.
Сказав,
что астрономы создают компьютеры, мы не оговорились: именно создают, поскольку
мощность серийных суперкомпьютеров их не удовлетворяет.
В
1995 г. астрономы Токийского университета сами создали специализированный
компьютер, способный производить расчеты по звездной динамике со скоростью 1000
млрд операций в секунду! Теперь они моделируют эволюцию гигантских звездных
систем, содержащих миллионы звезд, на промежутках времени в миллиарды лет всего
за несколько часов. Это уже не просто компьютер, а настоящая машина времени! На
ее экране возникает прошлое и будущее Вселенной.
Таковы
возможности современной астрономии. А впереди - еще большие.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.1september.ru/