Я працюю в Головній астрономічній обсерваторії НАН України

 

Дивитися на зірки в небі хочеться в теплу літню ніч. Але насправді зима – найбільш сприятливий час для спостережень, бо атмосфера більш чиста й ніч довга, каже співробітник Головної астрономічної обсерваторії НАН України.

Головну астрономічну обсерваторію НАН України в Голосіївському лісі виявилося знайти так само не просто, як Венеру на зоряному небі. На території досі ростуть столітні дуби, які посадили ще тоді, коли тут був Михайлівський золотоверхий монастир. Поки астрономи ходять між спостережними комплексами, вони цілком можуть побачити «горбики» від нір кротів чи зайця, який пробігає повз у своїх справах. А ще тут тиша, незвична для великого міста.

 

 

На зорі й планети можна дивитися не лише в телескоп, а й просто прогулюючись територією. «Планети легко відрізнити від зір, – розповідає астрофізикиня Олена Компанієць. – Зазвичай вони більші і яскравіші. Також планети швидше змінюють своє розташування на небі, ніж зорі, вони набагато ближче до нас». Якщо важко визначити, що саме видно на небі, можна користуватися застосунками, як-от Stellarium.

В обсерваторії зараз працює 85 науковців і науковиць, і вони не припиняли свою роботу навіть після початку повномасштабної війни: хтось приїздив фізично, а хтось працював дистанційно, з Києва чи з-за кордону. Один з аспірантів, Максим Василенко, пішов захищати Україну на фронті.

 

 

Після початку російсько-української війни у 2014 році українські вчені втратили можливість вести спостереження в Кримській астрофізичній обсерваторії, яка була важливим спостережним комплексом: там  був потужний двометровий телескоп. Також зник доступ до високогірної обсерваторії на Піку Терскол на території Росії. Філію збудували українські астрономи Головної астрономічної обсерваторії ще в 70-х роках 20 століття. «За всіма документами ця обсерваторія належить Україні», – каже Олена.

Головну обсерваторію НАН України звели ще в 1944 році: у лютому 2025 року минуло 80 років із моменту її заснування. Ідея належала одному з перших вчених Академії наук, Олександру Орлову, який показував проєкт обсерваторії гетьману Павлові Скоропадському, розповідає Михайло Лашко [завідувач лабораторії медично-інформаційного забезпечення астрономічної освіти та науки, кандидат педагогічних наук].

За задумом Орлова, обсерваторія мала бути побудована в Каневі, на одній із гір неподалік від могили Шевченка. Звести її змогли лише після двох світових воєн і в іншому місці – на території сучасного Голосіївського лісу, яка тоді вважалася передмістям Києва.

 

 

Коли будували обсерваторію, Київ ще не був не настільки розбудований: що більше будівель, то більше світлове забруднення. А це дуже заважає спостереженням. Утім спостерігати за зорями й планетами важко й під час вимкнень світла: якщо в обсерваторії немає електроенергії, то не можуть заживити телескоп. 

Один генератор коштує близько 50–60 тисяч гривень, а, крім нього, треба ще й постійно закуповувати пальне (одна ніч спостережень – приблизно 10–15 кіловат). На це поки що коштів немає, як і генератора, який заживив би центральну будівлю обсерваторії. Коли немає світла, працює лише обсерваторський сервер, його допомогла заживити компанія Work.ua.

«Ми знаємо лише про 4–5% наповнення Всесвіту»

У Головній астрономічній обсерваторії працюють астрономи й астрофізики [вивчають фізичні процеси в космосі], які мають різні спеціалізації. Чимало співробітників уже пенсійного віку, але є й молоді вчені. Дехто прийшов із IT після додаткового навчання. Заробітна плата науковця не велика, тож здебільшого фахівці суміщають роботу в обсерваторії з іншими проєктами.

Наприклад, Олена Компанієць працює у відділі позагалактичної астрономії й астроінформатики, а також координує лекторій для дітей Science Kids. В обсерваторії вивчає активні ядра галактик: ці дослідження дають змогу робити висновки про чорні діри й фізичні процеси, що відбуваються поруч із ними. Колеги по відділу досліджують, як упроваджувати методи машинного навчання в астрономії. «Астроном може самостійно класифікувати галактики, а може створити нейромережу й навчити її робити це швидше, – пояснює Олена Компанієць. – Цей напрям важливий для того, щоби розуміти, як еволюціонують галактики від моменту їх появи у Всесвіті й до сьогодні.  Розвиток галактик так чи так зав’язаний на темній матерії, а от темна енергія є причиною постійного зростання відстані між галактиками через розширення Всесвіту».

 

 

Темна матерія й енергія – це те, що складає більшу частину Всесвіту і що поки що не відкрили, каже науковиця: «Людство зараз знає лише про 4–5% наповнення Всесвіту – це все те, з чого складаються всі планети, зорі, галактики, що можна зафіксувати телескопами. Інше – це темна матерія й темна енергія. Виходить, що вони є навіть у вас у кімнаті, з ними просто ще не навчилися взаємодіяти. Поки що нам складно уявити, до яких потенційних нових технологій і до якого прориву цивілізації може призвести фундаментальне відкриття, коли ми нарешті зрозуміємо, що це».

В обсерваторії проводять і прикладні, і фундаментальні дослідження. «Від науковців здебільшого очікують досліджень, які тут і зараз допоможуть створити нові технології. Але прикладна наука базується на фундаментальних дослідженнях, – пояснює астрофізикиня. – Якби Альберт Ейнштейн сто десять років тому не представив світу загальну теорію відносності, то зараз не було би супутників GPS. Здавалося би, як на перший погляд незрозуміле рівняння може допомогти нам орієнтуватися за картами? Ейнштейн довів, що плин часу залежить від сили тяжіння, або гравітації. Що більша гравітація, то повільніше плине час. Тобто на GPS-супутниках, які літають навколо нашої планети, час плине трохи швидше, ніж на Землі, бо там, на орбіті, трошки менша гравітація.  До речі, це гарно проілюстровано у фільмі «Інтерстеллар». Так ось, якби ми не вираховували цей різний плин часу, то ми ніколи не змогли б з точністю визначити наше місцезнаходження».

 

 

Штучні супутники Землі, їхні параметри й рух, а також космічне сміття на орбіті Землі досліджують і в обсерваторії. Для досліджень використовують спеціальний телескоп із лазерною станцією. «Якщо зруйнується один супутник, то це може призвести до лавиноподібного руйнування інших. GPS не працюватиме, і це буде як сценарій для фільму-катастрофи», – коментує Олена Компанієць.

Головна астрономічна обсерваторія має відділ оптики й приладобудування. Невеликий супутник Землі хочуть розробити разом зі студентами: проєкт почнуть у березні 2025 року й спочатку працюватимуть над створенням оптично корисного навантаження для супутника. На подальші етапи ще треба знайти фінансування.

«Космос – це дорого. Вивести один кілограм на орбіту Землі – це близько 10 тисяч доларів, – каже Олена Компанієць. – Треба проводити велику кількість тестувань обладнання, підбирати ті матеріали, які можуть витримувати в космічних умовах. Попри це, без космічних технологій неможливий розвиток країни. Якби космічні розроблення фінансувалися, ми зараз мали б якісні супутники, щоби фотографувати Україну з космосу. Це могло би допомогти й нашим розвідникам, особливо зараз, коли США повідомили про зупинку обміну розвідданими».

 

 

В обсерваторії також досліджують Сонце. Для цього використовують сонячний телескоп, який розробили співробітники обсерваторії, це єдиний телескоп у Європі, який дозволяє вивчати Сонце не лише тоді, коли воно активне, зі спалахами (під час яких на Землі фіксують магнітні бурі й полярне сяйво), але й тоді, коли воно спокійне. Зазвичай спостереження за таким телескопом проводять у першій половині дня.

Крім того, вивчають малі тіла Сонячної системи, як-от астероїди, і досліджують планети за межами Сонячної системи (екзопланети) й інші галактики, крім Молочного Шляху. «За допомогою цих досліджень можна з’ясувати, чи не впаде на нас астероїд; чи існують інші планети, схожі на Землю, куди ми могли б в перспективі переїхати; яке майбутнє в нашої галактики. Тривалий час вона була ізольована, така собі галактика-інтроверт, – каже Олена Компанієць. – А зараз починається процес злиття Молочного Шляху із сусідньою галактикою – Андромедою. Процеси, що відбуваються в галактиках, які зливаються, відрізняються від процесів в ізольованих галактиках».

Складно, можна нарешті подивитися в телескоп?

Не всі астрономи працюють спостерігачами й дивляться в телескоп. Для багатьох астрофізиків робочий день проходить за комп’ютером, де вони, наприклад, займаються чисельними моделюваннями, моделюючи злиття галактик і чорних дір. Наприклад, Олена Компанієць працює з даними, які є у відкритому доступі, – даними зі спостережень, які вже проводили наземні й космічні обсерваторії в усьому діапазоні електромагнітного випромінювання (ультрафіолетове, інфрачервоне, радіо- й рентген-випромінювання). Астрофізикиня аналізує дані, пише наукові статті, підвищує кваліфікацію, наприклад, стажувалася в школі космології при Мічиганському університеті, в інституті астрофізики Болонського університету (Італія), обсерваторії Ягелонського університету в Кракові й центрі ядерних досліджень у Варшаві.

 

 

Крім того, Олена знялася у фільмі «Чи справді Місяць зроблений із сиру?» виробництва Takflix. У кадрі науковиця з афрокосами працює за комп’ютером, підсвіченим різнокольоровими світлодіодами на тлі космічного колажу. У стрічці Насті Канарьової також можна побачити один із телескопів, музей, бібліотеку й інші локації обсерваторії.

 

 

Зйомки проходили й у спостережних комплексах, де стоять телескопи – великий телескоп AЗТ2, який потребує модернізації, і невеликий демонстраційний, у який відвідувачам дозволяють дивитися на екскурсіях.

 

 

Щоби не збити налаштування телескопа, не варто торкатися руками до окуляра, але можна наводити під себе різкість. Першою видно Венеру не такою, як на картинках, а у вигляді перевернутого серпика. «Ми так бачимо Венеру тому, що вона обертається навколо Сонця, як і Земля», – пояснює Михайло Лашко.

Хтось намагається сфотографувати зображення, яке видно в окулярі: «Навіть не намагайтеся, не вийде. Потрібен спеціальний кронштейн, куди вішають фотоапарат». Також не можна користуватися спалахом на телефоні: спалах – додаткове світлове забруднення, що заважає спостереженням. Крім того, якщо в темному приміщенні буде спалах, дивитися в телескоп буде просто не комфортно: у темряві розширюються зіниці, а що ширше зіниці, то краще зображення можна буде побачити, пояснює Олена Компанієць.

На планети й зорі не завжди зручно дивитися з висоти свого зросту – доводиться то сідати на стілець, то ставати на нього ногами. Крім Венери, нам вдається подивитися на Марс, Юпітер і туманність Оріона: у телескоп видно чотири зірки в оточенні туманності.  «Цим зіркам пару сотень мільйонів років, але за космічними мірками – це ясельна група», – жартує Михайло. «В окулярі телескопа туманність Оріона дуже красива, але не кольорова. Це пов’язано з тим, як наше око сприймає світло, – додає Олена Компанієць. –  Якби ми зробили фото, картинка була би геть інакша».

«Мрію про той час, коли в нас з’явиться обладнання й ми зможемо вивчати чорні діри в галактиках»

Біля іншого телескопа, AЗТ2, нас зустрічає науковий співробітник субзоряних і планетних систем Віталій Шавловський, який працює в Головній астрономічній обсерваторії з 1978 року. До цього був одним із тих, хто будував спостережну базу в передгір’ї Паміра, між Самаркандом і Душанбе (Таджикістан).

 

 

Пан Віталій привідкриває купол спостережного комплексу – труба телескопа тепер повернута на шматочок зоряного неба. Щоби подивитися в цей телескоп, дослідники піднімаються на ліфті, чимось схожому на дитячу карусель, яка їздить по колу (щоправда, ще вміє підніматися вверх і вниз). «Будьте уважні й обережні, не заступайте за обмежувальну лінію», – жартує пан Віталій із невеликою групою, яка піднімається з ним першою. На максимальну висоту нас не піднімають із міркувань безпеки, але зоряне небо тепер краще видно крізь купол.

AЗТ2 – один із чотирьох телескопів України, які були виготовлені в 1955 році (інші три в Харкові, Одесі й Лісниках). Зазвичай з ним працюють три людини: одна безпосередньо з телескопом, а ще дві – з камерою й ноутбуком (комп’ютер, який припадає пилом під телескопом, схожий радше на друкарську машинку з кабінету інформатики).

 

 

Наукові спостереження не проводять оком, як у демонстраційному павільйоні, – для них використовують цифрові приймачі випромінювання (раніше були аналогові). Таке обладнання навішують на трубу телескопа. У 50-х роках це були спектрографи, які використовували з фотоплатівками (якщо пригадати курс фізики за середню школу, то спектрографи вимірюють довжину хвилі. За характерними лініями можна визначити наявність хімічних елементів на тих об’єктах, які спостерігають). З обладнанням, виготовленим у 60-х роках, змогли проводити й поляриметричні вимірювання, тобто вивчати не лише хімічні елементи, але й, наприклад, геометричні характеристики чи пористисть на поверхнях планет і супутників. Дослідження поверхні Марса, Місяця й атмосфери Венери, які тоді проводили, залишаються актуальними й до сьогодні, розповідає Віталій Шавловський. 

Останнім часом проводять дослідження телескопа, щоби краще розуміти, які завдання можна на ньому вирішувати. Для розширення діапазону спостережень можна придбати спеціальну камеру й світлофільтри, але поки що коштів на модернізацію телескопа немає. «Мрію про той час, коли в нас з’явиться обладнання й ми зможемо вивчати чорні діри в галактиках. Не хотілося б, щоби в якийсь момент цей телескоп перетворився просто на музейний експонат», – каже Олена Компанієць.

 

 

Музейним експонатом уже став інший телескоп, розташований зараз у музеї обсерваторії. На місці цього музею наприкінці 80-х років був спостережний павільйон, тож квадратна колона всередині музею – це насправді основа телескопа, закопаного в землю (відповідно, на третьому поверсі – його верхівка). Це телескоп початку 20 століття, зроблений за технологіями 19 століття, каже Михайло Лашко. У 90-х роках його хотіли модернізувати, але не склалося.

У музеї обсерваторії можна знайти інструменти для астрономічних вимірювань, привезені з Німеччини за репараціями, й інші прилади, за якими проводили дослідження, як-от блінк-компаратор. На такому приладі Клайд Томбо відкрив Плутон майже сто років тому. Досі справна й метеорна камера 1956 року з непропорційно великим об’єктивом. У таку камеру заряджали аерофотоплівку, далі приєднували її до об’єктиву й фотографували метеори.

 

 

Тут також лежать різні носії інформації: від перфострічки з двійковим кодом до магнітних дисків, які потім замінили магнітні стрічки, як у касетах. Серед глобусів Землі й Місяця, портретів, журналів і мистецьких експонатів у вигляді планет вирізняється шматок Сіхате-Алінського метеорита, який впав у Приморському краї Росії в 1947 році. Візуально він схожий на уламок, навіть дають потримати в руках. 

Вік цього шматка метеорита такий самий, як і вік Землі й планет Сонячної системи, тобто 4,5–4,6 мільярда років, а утворився він із матеріалу, який залишився після загибелі зірок – такий сплав неможливо знайти на Землі, каже Михайло Лашко. Далі науковець захоплено розповідає, як утворюється метеорний дощ і коли можна побачити метеорні потоки, які в народі називають «зорями, що падають».

 

 

Зоряне небо стало тлом і для експонатів Олени Компанієць, які зараз показують в Українському домі в межах виставки «Випадкові події» (триватиме до 16 березня). На світлинах – дно Каховського водосховища й ворота, пошкоджені уламками від обстрілів. Щоби зробити ці світлини, Олена Компанієць і фотографка Євгенія Лаптій їздили в рідні села на Херсонщині й Харківщині. Поверх фотографій нанесли зорі, які можна було би побачити, якщо дивитися із зорі Проксима Центаври на Землю.

 

 

Їхній проєкт має назву «Ми всі живемо в системі Проксима Центавра». «Це найближча до Землі зоря, точніше, система трьох зір. До неї відстань трошки більше, ніж чотири світлові роки. Це означає, що світло від Землі до Проксима Центаври рухається чотири роки. Якби ми зараз сиділи на Проксима Центаврі й дивилися б на нашу планету, то бачили б Землю 2021 року й Україну до повномасштабної війни,  – пояснює Олена Компанієць. – З одного боку, ми бачимо ті катастрофи, які відбуваються через росіян. А з іншого, цей проєкт намагається відобразити стан багатьох із нас, коли ми ніби перебуваємо в теперішньому, але застрягли в минулому. Ми ніби одночасно перебуваємо в двох часових вимірах».

Фото: Сергій Мирошніченко для Віледж