Многим любителям звездного неба интересно, как ученые исследуют бескрайние просторы Вселенной и что скрывается в этой темной дали. Представление об астрономе часто связано с романтичной картиной: человек стоит под куполом обсерватории и смотрит в телескоп. Но современная астрофизика – это не только звездное небо и мощная оптика, но и цифровые камеры, точные расчеты и обработка огромного массива данных. Как работают казахстанские ученые и какие истории хранят телескопы, выяснил корреспондент редакции.
Ночь, когда астрономы не просто смотрят на звезды
Как рассказали ученые, подготовка к наблюдениям начинается задолго до наступления темноты. Для каждого телескопа заранее составляют список объектов, которые предстоит исследовать. Учитывают погоду, положение небесных тел и условия наблюдения. Например, слабые объекты лучше изучать в безлунные ночи, когда естественный свет Луны не мешает их регистрации.
Единого расписания у наблюдателей нет: работа начинается в зависимости от времени наступления темноты и конкретной научной программы.
При этом астрономам необязательно всю ночь находиться непосредственно под куполом телескопа. Большинство инструментов Астрофизического института имени В. Г. Фесенкова (АФИФ) автоматизированы. Управлять телескопами и сопутствующим оборудованием можно дистанционно, с компьютера, имея доступ к интернету.
Фото: Астрофизический институт им. В. Г. Фесенкова
Современный астроном, как правило, не рассматривает небесное тело через окуляр, а получает его цифровое изображение или спектр. Первый позволяет измерять яркость объекта, второй – изучать распределение его излучения по длинам волн. По спектру ученые могут исследовать физические характеристики космических объектов и процессы, происходящие в них.
Но даже самая совершенная техника не отменяет главного: наблюдения необходимо правильно спланировать, а полученные данные – проверить и интерпретировать.
АЗТ-20: увидеть то, что почти не видно
Фото: Астрофизический Институт им. В. Г. Фесенкова
Один из главных инструментов казахстанских астрофизиков – телескоп АЗТ-20,установленный на высокогорной обсерватории Ассы-Тургень. Его главное зеркало имеет диаметр 1,56 метра. Регулярные наблюдения на нем начались в 2017 году.
Чтобы понять возможности такого инструмента, достаточно сравнить площадь его зеркала с объективом диаметром 15 сантиметров. Зеркало АЗТ-20 собирает примерно в 100 раз больше света. Это позволяет исследовать гораздо более слабые объекты, которые трудно зарегистрировать на небольших телескопах.
Впрочем, размер зеркала – не единственное условие успеха. Многое зависит от чувствительности камеры, продолжительности экспозиции и состояния атмосферы.
Одна из задач АЗТ-20 – наблюдение за кратковременными космическими событиями. Например, в феврале 2025 года ученые зарегистрировали оптическое послесвечение гамма-всплеска GRB 250221A. Для этого объединили 45 экспозиций продолжительностью по 60 секунд. Итоговое изображение позволило зафиксировать крайне слабое излучение объекта.
Результаты наблюдений передали в международную сеть GCN, предназначенную для оперативного обмена информацией о гамма-всплесках и других быстро протекающих высокоэнергетических событиях. Благодаря таким системам исследователи из разных стран могут оперативно подключаться к изучению одного и того же явления.
70-сантиметровый телескоп АЗТ-8 (1964 г.) Фото: Астрофизический институт имени В. Г. Фесенкова
Однако научная работа института не ограничивается одним большим телескопом. На Каменском плато и Тянь-Шаньской обсерватории работают другие инструменты, в том числе телескоп АЗТ-8 с зеркалом диаметром 70 сантиметров и два метровых телескопа "Цейсс-1000" на Тянь-Шане.
Каждый инструмент решает свои задачи. Одни используются для изучения галактик и туманностей, другие – для наблюдений звезд, планет, спутников и объектов, которые меняют яркость со временем.
Фото: Астрофизический институт им. В. Г. Фесенкова
На Ассы-Тургень также создана сеть телескопов, объединенных в единый программно-аппаратный комплекс. Это позволяет распределять задачи между инструментами, управлять наблюдениями дистанционно и обрабатывать данные с использованием общих алгоритмов.
Телескоп из Германии, которому больше века
Среди инструментов института есть настоящий свидетель истории астрономии – 50-сантиметровый рефлектор Герца (Goerz).
Его изготовили в Берлине в 1899 году для Потсдамской астрофизической обсерватории. После Второй мировой войны телескоп передали АФИФ по репарациям из Германии. Первые наблюдения на Каменском плато провели в 1948 году.
Так что история о немецком телескопе – не легенда: она подтверждается сведениями, опубликованными самим институтом. Правда, речь идет не о современном оборудовании, а об историческом инструменте, который сыграл свою роль в становлении наблюдательной базы казахстанской астрофизики.
В свое время телескоп использовали для абсолютной спектрометрии – измерений, связанных с характеристиками излучения небесных объектов. Сегодня он нуждается в ремонте и используется преимущественно во время экскурсий.
Фото: Астрофизический институт им. В. Г. Фесенкова
Другой интересный инструмент – телескоп системы Шмидта, изготовленный в Германской Демократической Республике в 1974 году. Сначала он находился на Каменском плато, а затем его перевезли на Тянь-Шаньскую обсерваторию.
У телескопа было большое поле зрения – шесть на шесть градусов. Это позволяло фотографировать значительные участки неба и искать объекты, которые занимают большую область на небесной сфере.
С его помощью наблюдали туманности, кометы и астероиды. На этом инструменте была открыта комета Чурюмова – Солодовникова.
Сейчас телескоп не используется: он был рассчитан на работу с фотографическими пластинками, которые уступили место цифровым приемникам изображения. В институте рассматривают возможность модернизации инструмента и установки современной ПЗС-камеры.
Эти два телескопа хорошо показывают, как менялась астрономия: от фотографических пластинок и ручной обработки снимков до автоматизированных наблюдений и цифровых архивов.
Комета, которую сначала могли принять за дефект фотографии
Одна из самых известных историй, связанных с казахстанской астрономической площадкой, произошла 20 сентября 1969 года. Именно тогда была обнаружена комета Чурюмова – Герасименко, которая спустя десятилетия стала целью европейской космической миссии Rosetta.
Фото: ESA/Rosetta
Важно уточнить: первооткрывателями кометы признаны киевские астрономы Клим Чурюмов и Светлана Герасименко. Они работали с наблюдательной базой АФИФ в Алма-Ате, а открытие состоялось на телескопе Максутова.
История началась с фотографии, полученной в ночь с 11 на 12 сентября 1969 года. Светлана Герасименко наблюдала несколько комет. Одна из фотопластинок проявилась с дефектом. Сначала снимок хотели выбросить, но на нем заметили кометоподобный объект, который приняли за уже известную комету Комас-Сола.
Позже Клим Чурюмов, изучая фотографию, обратил внимание на еще один объект. Его положение не соответствовало ожидаемому положению Комас-Сола. Дополнительная проверка показала, что новый объект присутствовал и на других снимках, а саму Комас-Сола удалось найти отдельно. Так на фотографическом материале, полученном во время наблюдений другой кометы, обнаружили новую.
Впоследствии комета Чурюмова – Герасименко стала одной из самых известных в истории космических исследований. В ноябре 2014 года спускаемый аппарат "Филы" европейской миссии Rosetta совершил посадку на ее поверхность.
В этой истории особенно примечательна роль внимательности исследователей. Неожиданное открытие появилось не потому, что ученые заранее искали именно эту комету, а потому, что внимательно изучили снимок, который на первый взгляд мог показаться неудачным.
При этом вклад Казахстана в открытие заключается в предоставлении телескопа и наблюдательной площадки. Именно здесь состоялись исследования космоса, благодаря которым комета вошла в историю мировой астрономии.
От фотопластинок до цифровых архивов
В середине XX века астрономические наблюдения были устроены совсем иначе, чем сегодня. Изображения небесных объектов фиксировали на фотопластинках и пленках. После наблюдений материал нужно было проявить, проверить и подготовить к измерениям.
Позже для регистрации слабых объектов начали использовать электронно-оптические преобразователи, изображения с которых также записывали на фотопленку или фотопластинку.
При этом вычислительная техника уже применялась в научной работе: в институте использовали, в частности, ЭВМ М-220. Но привычных сегодня цифровых камер, ноутбуков и дистанционного управления через интернет еще не было.
Казалось бы, старые снимки давно должны были потерять актуальность. Однако у астрономов другое отношение к архивам.
В базе данных АФИФ содержится более 10 тысяч оцифрованных изображений фотометрических и спектральных наблюдений. Среди них – материалы об объектах, которые изучали десятилетия назад: звездах, газопылевых туманностях, активных галактиках и малых телах Солнечной системы.
Часть архивов доступна через сервисы Виртуальной обсерватории. В частности, оцифрованы наблюдения на телескопе Максутова за период с 1950 по 2000 год, а также исторические спектральные материалы, полученные на АЗТ-8.
Фото: Астрофизический институт им. В. Г. Фесенкова
Зачем это нужно? Сравнивая старые данные с современными наблюдениями, исследователи могут изучать, как менялись яркость и спектры объектов. Это особенно важно для звезд, которые со временем демонстрируют вспышки, изменения излучения и другие непостоянные явления.
Разумеется, сравнение требует учета различий между инструментами и методами регистрации. Но при правильной обработке архивные материалы превращаются в дополнительный источник научных данных.
Открытия не заканчиваются обнаружением нового объекта
В астрономии не каждое открытие означает, что ученые впервые увидели неизвестную звезду или галактику. Иногда важнее заметить необычное поведение уже знакомого объекта. Так произошло со звездной системой BX Единорога.
В конце марта 2022 года она неожиданно стала ярче: примерно на три звездные величины в фильтре B и на две – в фильтре V.
Об этом сообщили сотрудники АФИФ Людмила Кондратьева и Инна Рева. Ученые наблюдали за системой, но изменение ее яркости стало неожиданным событием.
Подобные случаи показывают, зачем необходимы регулярные наблюдения. Даже хорошо известный объект может преподнести сюрприз, а серия измерений позволяет проследить, как развивается происходящий процесс.
За годы работы институт накопил и другие значимые результаты. Среди них – исследования галактик Маркаряна и открытие новых активных ядер галактик, каталоги звездных спектров, изучение газопылевых и планетарных туманностей, а также работы по звездной динамике и теоретической астрофизике.
В частности, на телескопе АЗТ-8 в 1970-х годах сотрудник института Эдуард Денисюк открыл более 40 новых активных ядер галактик. Это пример того, как научные результаты зависят не только от размера телескопа, но и от выбранной задачи, качества наблюдений и опыта исследователя.
Как казахстанские ученые помогают изучать потенциально опасные астероиды
Наблюдения за малыми телами Солнечной системы имеют не только фундаментальное, но и практическое значение.
Некоторые астероиды и кометы проходят сравнительно близко к Земле. Чтобы оценить потенциальную опасность, необходимо уточнять их орбиты, отслеживать движение и определять физические характеристики.
В 2023 году Казахстан в лице АФИФ присоединился к Международной сети оповещения об астероидах (IAWN). Это означает участие в международном обмене наблюдениями и координации работ, связанных с выявлением потенциально опасных объектов.
Еще один пример – участие казахстанских исследователей в изучении последствий миссии DART. В 2022 году космический аппарат NASA столкнулся с астероидом Диморф, чтобы проверить, можно ли изменить движение небесного тела ударным воздействием.
Сотрудники АФИФ исследовали спектры, полученные на телескопе АЗТ-20 до столкновения, во время него и в первые минуты после события. В спектре после удара обнаружили эмиссионные линии натрия, лития и калия. Такие наблюдения дополнили данные международной команды о физических процессах, сопровождавших столкновение.
Помимо астероидов, ученые следят за космическим мусором – неработающими спутниками, ступенями ракет и их фрагментами. Такие объекты представляют риск для действующих аппаратов и космических миссий. Чтобы оценивать вероятность опасных сближений, необходимо точно знать их положение и орбиты.
Таким образом, наблюдательная астрономия занимается не только далекими галактиками: ее инструменты помогают изучать и космическое пространство вокруг Земли.
Телескоп, который может отправиться к Луне
У казахстанской астрофизики есть и амбициозная перспектива. АФИФ совместно с предприятием Ghalam работает над концепцией первого казахстанского орбитального окололунного телескопа.
На первом этапе проекта определяли научные задачи, выбирали возможные орбиты, разрабатывали архитектуру системы и создавали прототипы отдельных компонентов. На следующем этапе планируется разработка инженерной модели телескопа.
В перспективе такая система могла бы помочь искать потенциально опасные астероиды, движущиеся вблизи Солнца внутри земной орбиты. Некоторые из них трудно обнаруживать с Земли из-за близости к солнечному диску. В числе задач также рассматриваются мониторинг окололунного пространства и изучение метеороидных ударов по поверхности Луны.
Пока это проект, а не действующий космический аппарат. Но сама постановка таких задач показывает, в каком направлении развивается казахстанская астрономия: от наземных наблюдений к новым инструментам, которые могут расширить возможности исследования космоса.
85 лет наблюдений за Вселенной
Фото: Астрофизический институт им. В. Г. Фесенкова
История Астрофизического института имени В. Г. Фесенкова началась с наблюдения солнечного затмения 21 сентября 1941 года. В последующие годы вблизи Алма-Аты создавали наблюдательную базу, которая постепенно превратилась в научный центр с несколькими обсерваториями и разными поколениями телескопов.
За это время изменились приборы, способы регистрации света и сами методы исследований. Фотографические пластинки уступили место цифровым камерам, ручная обработка дополнилась автоматизированными системами, а наблюдения с наземных площадок стали частью международных научных программ.
Но неизменным осталось стремление понять, что происходит за пределами нашей планеты. Сегодня казахстанские ученые изучают далекие галактики, следят за изменениями звезд, наблюдают кометы и астероиды, участвуют в международных исследованиях и разрабатывают проекты будущих космических инструментов.
10 октября 2026 года Астрофизическому институту имени В. Г. Фесенкова исполнилось 85 лет с момента, с которого началась его история. За этой датой – труд нескольких поколений ученых, инженеров и наблюдателей, благодаря которым Казахстан развивает собственную астрофизическую школу и продолжает вносить вклад в изучение Вселенной.