Специальная астрофизическая обсерватория Российской академии наук (САО РАН) в Нижнем Архызе в Карачаево-Черкесии — один из крупнейших астрономических центров России. Здесь расположены Большой телескоп азимутальный (БТА) — крупнейший оптический телескоп Европы — и радиотелескоп РАТАН-600, который остается крупнейшим в мире радиотелескопом с кольцевой антенной.
Уже больше пятидесяти лет отсюда наблюдают самые далекие объекты Вселенной и делают открытия, меняющие представления о космосе. О самых значимых исследованиях рассказали заместитель директора по внешним связям САО РАН Екатерина Филиппова и советский и российский астроном, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории внегалактической астрофизики и космологии САО РАН Игорь Караченцев.
— Все, что мы видим, — звезды, созвездия, Млечный Путь — все это составляет меньше одного процента содержимого Вселенной. Еще 4,5% приходится на так называемую барионную материю — атомы, электроны и все привычное нам вещество, — рассказывает Игорь Караченцев.
По его словам, все остальное — темная материя. Ее масса примерно в шесть раз больше барионной.
— Темная материя не видна, поэтому называется темной. Она не излучает свет, не взаимодействует с обычным веществом. В нашей обсерватории вместе с коллегами из других обсерваторий мира мы и занимаемся ее изучением, — говорит Караченцев.
Одно из важнейших исследований связано с ближней Вселенной — областью в пределах 50−100 мегапарсек (около 160−320 млн световых лет), поясняет Екатерина Филиппова. Группа под руководством Игоря Караченцева и Дмитрия Макарова выяснила, что средняя плотность темной и обычной материи здесь в три раза ниже, чем предсказывает современная космологическая модель.
Кроме того, исследователи впервые с высокой точностью определили массу Местной группы галактик, куда входят Млечный Путь, Туманность Андромеды и десятки более мелких галактик. Она равна примерно 2.47×1012 массы Солнца и почти вся, включая темную материю, сосредоточена именно в двух крупнейших галактиках.
Доктора наук Юрий Глаголевский, Иосиф Романюк и их коллеги описали около 40% всех известных сегодня магнитных звезд. Они выяснили, что с возрастом их магнитное поле постепенно ослабевает. Самые мощные поля характерны именно для молодых светил.
Эти исследования помогли лучше понять и дальнейшую эволюцию звезд, говорит Екатерина Филиппова. Группа под руководством директора САО РАН Геннадия Валявина доказала, что сильное магнитное поле замедляет остывание белых карликов — горячих ядер, которые остаются после гибели звезд. Позже этот вывод подтвердили лабораторные эксперименты.
Ученые обсерватории участвовали в международном исследовании нейтрино. Миллионы этих частиц ежесекундно проходят сквозь Землю и наши тела, практически не взаимодействуя с веществом. Они рождаются внутри звезд и регистрируются только специальными нейтринными телескопами, такими как IceCube в Антарктиде, Байкальский нейтринный телескоп, а также Баксанской нейтринной обсерваторией в Кабардино-Балкарии.
Специалисты САО РАН совместно с Физическим институтом имени Лебедева РАН, МФТИ и Институтом ядерных исследований сопоставили данные IceCube с наблюдениями на РАТАН-600 и выявили связь между регистрацией нейтрино сверхвысоких энергий и вспышками в квазарах — активных ядрах далеких галактик.
Фактически удалось доказать, что именно такие радиогалактики в миллионах световых лет от нас и являются источниками этих частиц. Изучение нейтрино позволяет ученым получать сведения о том, что происходит глубоко внутри звезд.
По словам Игоря Караченцева, именно в Архызе удалось открыть рекордное количество близких галактик.
— Пожалуй, мы можем назвать себя чемпионами. Когда начиналась наша программа, было известно всего 179 ближайших галактик. Сегодня каталог насчитывает почти 1 700 объектов, расположенных примерно в 40 миллионах световых лет от нас, — рассказывает ученый.
Лаборатория внегалактической астрофизики и космологии САО РАН занимается этой задачей уже несколько десятилетий.
— Но астрономия — это наука без границ. Мы наблюдаем одни и те же объекты вместе с коллегами по всему миру, используя не только наш шестиметровый БТА, но и большие телескопы на Гавайских островах, в Чили, в Южной Африке, — продолжает Караченцев. — В восемь утра я вижу, что мне пришло несколько сообщений от китайских коллег, какие-то соображения свои прислали. К концу дня просыпается мой коллега на Гавайских островах.
По мнению Караченцева, сегодня астрономия переживает настоящий золотой век.
— Он начался примерно 50−55 лет назад и продолжается до сих пор. Появились большие оптические и радиотелескопы, возможность наблюдения в других участках спектра — в рентгеновском, в гамма-диапазоне, — говорит ученый. — И это открыло новые окна для человека в окружающую Вселенную, поэтому все пошло очень бурными темпами. Так что лично я счастлив, что оказался в такой момент времени участвующим в астрономической деятельности.