Kourovskoi Astronomicheskoi Observatorii – 40 let

P. E. Zaharova

Astronomicheskaya observatoriya UrGU

(Iz sbornika trudov HHHIV-i studencheskoi nauchnoi konferencii
"Fizika Kosmosa", Kourovka, 2005)

12 yanvarya 2005 g. ispolnilos' 40 let Kourovskoi astronomicheskoi observatorii Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta.

1957 g. - v Ural'skom universitete est' tol'ko kabinet astronomii, docent K.A.Barhatova, laborant Rudol'f P. Mihailov.

Vozrozhdenie i razvitie astronomicheskih rabot v Ural'skom gosudarstvennom universitete nachalos' posle zapuska pervogo iskusstvennogo sputnika Zemli (ISZ).

Trudno opisat' dramatizm i voshishenie, svyazannye s zapuskom pervogo ISZ. V konce sentyabrya 1957 g. astronomicheskim sovetom AN SSSR byla organizovana general'naya proverka stancii. Vse ponimali, chto moment zapuska sputnika ochen' blizok. Volnenie narastalo. Nikto ne znal, kogda, i neizvestno bylo, kakaya strana pervoi zapustit sputnik. Chasy pokazyvali 22 chasa 28 min po moskovskomu vremeni 4 oktyabrya 1957 g., kogda v SSSR byl zapushen pervyi sputnik. Shli pervye minuty ery kosmosa, v kotoruyu vstupila nasha planeta.

Pri uchastii K.A.Barhatovoi i V.Yu.Skul'skogo byla organizovana stanciya nablyudenii ISZ. V universitete poyavilas' gruppa studentov, entuziastov astronomii, samootverzhenno nablyudavshih iskusstvennye sputniki Zemli. Dlya uspeshnoi raboty stancii nablyudenii ISZ trebovalis' specialisty-astronomy. V 1960 g., cherez tri goda posle sozdaniya stancii nablyudenii ISZ, byla otkryta kafedra astronomii i geodezii i vozrozhdena podgotovka specialistov po etim special'nostyam.

V fevrale 1961 g. ves' kollektiv ural'skih astronomov prinyal uchastie v nablyudenii polnogo solnechnogo zatmeniya. Imenno posle etoi ekspedicii voznikla i voploshena v zhizn' ideya sozdaniya na Urale Astronomicheskoi observatorii. V 1962-1965 gg. pod rukovodstvom K.A.Barhatovoi velis' raboty po stroitel'stvu Kourovskoi observatorii, edinstvennoi observatorii v srednih shirotah ot Kazani do Irkutska. V 1969 g. prikazom Minvuza RSFSR 90 ot 3 marta observatorii prisvoen status nauchnogo uchrezhdeniya.

Osnovoi provodimyh v astronomicheskoi observatorii nauchnyh issledovanii sluzhit nablyudatel'nyi material, poluchaemyi na instrumentah observatorii Rossii i mira, a takzhe na instrumentah, ustanovlennyh v Kourovskoi observatorii:

1. 700-mm zerkal'nyi teleskop s unikal'nym mnogokanal'nym fotometrom,
2. 453-mm zerkal'nyi teleskop AZT-3, osnashennyi televizionnoi ustanovkoi, odnokanal'nym zvezdnym fotometrom, ustroistvom skanirovaniya zvezdnyh izobrazhenii i panoramnym fotometrom na baze PZS-kamery PiCTOR 1616 firmy Meade (SShA),
3. 500-mm astrogeodezicheskii teleskop SBG proizvodstva firmy K.Ceiss, osnashennyi PZS-kameroi Alta U32 firmy Apogee (SShA),
4. 440-mm gorizontal'nyi solnechnyi teleskop ACU-5, osnashennyi spektrografom ASP-20,
5. Letom 2004 g. v observatorii ustanovlen avtomaticheskii solnechnyi fotometr (SShA), prednaznachennyi dlya izmerenii kak pryamogo, tak i rasseyannogo v atmosfere Zemli solnechnogo izlucheniya, na osnove kotoryh provoditsya izuchenie aerozol'noi sostavlyayushei atmosfery Zemli.

Nauchnye issledovaniya vedutsya sovmestno s kafedroi astronomii i geodezii. Osnovnymi napravleniyami nauchnoi raboty yavlyayutsya:

1. stroenie, proishozhdenie i razvitie Galaktiki i ee podsistem;
2. fizika zvezd i mezhzvezdnoi sredy;
3. fizika solnechnoi aktivnosti i ee zemnye proyavleniya;
4. astrometriya i nebesnaya mehanika.

V Ural'skom gosudarstvennom universitete slozhilis' i priznany mirovym astronomicheskim soobshestvom nauchnye shkoly po zvezdnoi astronomii i peremennym zvezdam, a sama Kourovskaya astronomicheskaya observatoriya priznana vedushim astronomicheskim uchrezhdeniem Rossii.

V 1994 g. vveden v ekspluataciyu skonstruirovannyi i izgotovlennyi v Kourovskoi observatorii 70-sm teleskop sistemy Kassegrena. Na teleskope byl ustanovlen elektrofotometr, pozvolyayushii registrirovat' svetovye potoki odnovremenno dvuh zvezd. Takaya metodika nablyudenii pozvolyaet kompensirovat' vliyanie na rezul'taty nablyudenii poglosheniya sveta tonkimi oblakami i tumanom i poluchat' vysokotochnye dannye v nefotometricheskih usloviyah. Primenenie etogo fotometra pozvolilo Kourovskoi observatorii prinyat' uchastie v mezhdunarodnoi programme TER, po kotoroi provodilis' poiski planet vokrug zvezdy CM Dra. Okazalos', chto tochnost' fotometrii pri primenenii etogo fotometra (0.005m) ne ustupaet tochnosti fotometrii, provedennoi drugimi uchastnikov programmy TER.

V 1998 g. dvuhzvezdnyi fotometr byl modificirovan i v ego sostav byl vklyuchen kanal dlya izmerenii odnovremenno so svetovymi potokami zvezd eshe i intensivnosti fona neba. Eto rasshirilo vozmozhnosti nablyudenii slabyh zvezd. S pomosh'yu trehkanal'nogo fotometra byli vpervye obnaruzheny opticheskie kolebaniya promezhutochnogo polyara V709 Cas c periodom 312.8 sekundy, sootvetstvuyushie rentgenovskim kolebaniyam, otkrytym na sputnike ROSAT. Rabota byla otnesena k dostizheniyam rossiiskoi astronomii v 2000 g.

V 2000 g. v sostav teleskopa i fotometra byla vklyuchena gidiruyushaya PZS-sistema, pozvolyayushaya avtomaticheski podderzhivat' vysokotochnoe centrirovanie zvezd v diafragmah fotometra i obespechivayushaya polnuyu avtomatizaciyu provedeniya nablyudenii. Nablyudatel' tol'ko nastraivaet teleskop v nachale nochi, zatem nablyudeniya idut pod upravleniem komp'yutera do utra bez uchastiya cheloveka. S primeneniem gidiruyushei sistemy byli otkryty kogerentnye kolebaniya bleska zvezdy NSV 2872. NSV 2872 yavlyaetsya, veroyatno, novym promezhutochnym polyarom. Byli otkryty takzhe kolebaniya bleska s periodom 4.7 chasa v karlikovoi novoi AT Cnc.

Astronomami Ural'skogo universiteta sozdana original'naya sistema klassifikacii zatmennyh peremennyh zvezd, prinyataya Mezhdunarodnym Astronomicheskim Soyuzom dlya sostavleniya "Obshego kataloga peremennyh zvezd".

Razrabotana prostaya sistema kriteriev klassifikacii zatmenno-peremennyh zvezd po nepolnym fotometricheskim i spektroskopicheskim dannym.

Sozdano 8 katalogov dvoinyh zvezd razlichnyh tipov. Katalogi prinyaty dlya ispol'zovaniya Mezhdunarodnym centrom zvezdnyh dannyh v Strasburge i Rossiiskoi virtual'noi observatoriei.

Statisticheskie issledovaniya, vypolnennye na osnove sozdannyh katalogov, pozvolili opredelit' empiricheskie zavisimosti mezhdu fundamental'nymi harakteristikami zvezd "massa – svetimost'", "massa – radius", "massa – effektivnaya temperatura". Dokazano sushestvovanie cepochek perehoda odnih tipov TDS v drugie.

Razrabotany metody i sozdana apparatura, pozvolyayushaya vypolnyat' nablyudeniya na sovremennom mirovom urovne: skanernye fotometricheskie i mnogokanal'nye nablyudeniya peremennyh zvezd.

V ramkah dvuh mezhdunarodnyh kampanii po nablyudeniyu vzaimnyh yavlenii v sisteme Gallileevyh sputnikov Yupitera poluchen ryad krivyh bleska zatmenii i vzaimnyh prohozhdenii sputnikov dlya opredeleniya ih razmerov i utochneniya elementov orbit s tochnost'yu, sravnimoi so znacheniyami, poluchaemymi na proletnyh kosmicheskih apparatah.

V oblasti zvezdnoi astronomii Sovetom RAN priznany dva dostizheniya: po strukture i dinamike zvezdnyh skoplenii (2002 g., detal'noe izuchenie processa burnoi relaksacii v zvezdnyh skopleniyah), po issledovaniyu parametrov spiral'noi struktury Galaktiki po dannym o rasseyannyh zvezdnyh skopleniyah i OV-zvezdah (2004 g.), po issledovaniyu gradienta himicheskogo sostava galakticheskogo diska, po sravneniyu prinyatyh shkal rasstoyanii na osnove sozdannogo v observatorii "Kataloga zvezdnyh skoplenii i associacii", vklyuchayushego dannye o nih s 1982 g.

Gruppa astrofizikov observatorii uspeshno zanimaetsya teoreticheskim issledovaniem gidrodinamicheskih processov vo vrashayushihsya zvezdah, ih vliyaniem na vnutrennee stroenie, nablyudaemye harakteristiki i evolyuciyu zvezd.

Issledovaniya molekulyarnyh oblakov v oblastyah zvezdoobrazovaniya provodyatsya v astronomicheskoi observatorii bol'she 20 let (s 1981 goda). Bol'shaya chast' rabot svyazana s izucheniem unikal'nogo yavleniya – kosmicheskih mazerov.

V techenie pervogo desyatiletiya osnovnoe vnimanie udelyalos' teoreticheskim issledovaniyam sostoyanii vozbuzhdeniya kvantovyh perehodov mezhzvezdnyh molekul. V kachestve odnogo iz osnovnyh dostizhenii etogo vremeni mozhno nazvat' razrabotku teorii ciklov nakachki.

Drugim dostizheniem etogo perioda mozhno nazvat' otkrytie sushestvennyh neodnorodnostei v raspredelenii molekul v temnom oblake L183, kotorye svidetel'stvuyut o zavisimosti himicheskogo sostava v razlichnyh chastyah mezhzvezdnyh oblakov ot ih istorii i fizicheskih parametrov (plotnosti, temperatury i dr.) v nih.

V 1990 godu sotrudniki AO UrGU proveli pervye nablyudeniya na radioteleskope mirovogo klassa: v sootvetstvii s nablyudatel'noi zayavkoi bylo vydeleno nablyudatel'noe vremya na radioteleskope RT-22 v Pushino. Eti nablyudeniya priveli k otkrytiyu unikal'nogo ob'ekta – vzaimodeistvuyushih molekulyarnyh oblakov, dvizhushihsya s bol'shoi otnositel'noi skorost'yu, sostavlyayushei okolo 100 km/s.

S serediny 90-h nablyudatel'nye issledovaniya na radioteleskopah mirovogo klassa stanovyatsya regulyarnymi. V sootvetstvii s konkursami nablyudatel'nyh zayavok neodnokratno vydelyalos' vremya na takih vedushih zarubezhnyh radioteleskopah kak 22-metrovyi teleskop Mopra v Avstralii, 20-metrovyi teleskop observatorii Onsala v Shvecii, 15-metrovyi radio i submillimetrovyi teleskop SEST v Chili, a takzhe krupneishih mirovyh odnozerkal'nyh radioteleskopah – 64-metrovom radioteleskope v Parkse (Avstraliya) i 100-metrovom radioteleskope v Effel'sberge (Germaniya). Krome odnozerkal'nyh radioastronomicheskih instrumentov v rabote uchenyh AO UrGU takzhe aktivno ispol'zuyutsya radiointerferometry BIMA v SShA i ATSA v Avstralii.

Otlichitel'noi chertoi nablyudatel'nyh issledovanii radioastronomicheskoi gruppy UrGU yavlyaetsya to, chto bol'shinstvo nablyudenii provoditsya v sootvetstvii s sobstvennymi teoreticheskimi predskazaniyami.

Tak naprimer, v 1998 godu v sotrudnichestve s amerikanskimi uchenymi byla postroena teoriya formirovaniya izobrazhenii i profilei mazernyh radiolinii v turbulentnoi srede. Rabota po teorii formirovaniya mazerov v turbulentnoi srede byla otmechena v spiske vazhneishih dostizhenii rossiiskoi astronomii i spiske osnovnyh dostizhenii mirovoi astrofiziki v 1998 godu.

Posleduyushie nablyudeniya, v sootvetstvii s teoreticheskimi predskazaniyami, priveli k otkrytiyu 8 novyh mazernyh perehodov.

Uchenye UrGU yavlyayutsya takzhe iniciatorami provedeniya obzorov oblastei massivnogo zvezdoobrazovaniya v mazernyh radioliniyah. Eto – obzory na chastote 23 GGc na 64-metrovom teleskope v Parkse (Avstraliya), 20-metrovom teleskope v Onsala (Shveciya) i 100-metrovom teleskope v Effel'sberge (Germaniya), a takzhe obzory na 19 GGc na 70-metrovom teleskope v Tidbinbilla (Avstraliya) i 100-metrovom teleskope v Effel'sberge. Eti issledovaniya pozvolili opredelit' znacheniya fizicheskih parametrov v oblastyah formirovaniya mazerov.

Parallel'no s nablyudeniyami mazerov provodyatsya nablyudeniya molekul s nestacionarnoi himiei. Harakternym primerom takogo issledovaniya yavlyaetsya rabota nad ob'ektom W3(H2O). Rezul'taty nablyudenii etoi oblasti i postroenie dlya nee unificirovannoi modeli "mazernye istochniki + okolozvezdnyi disk + obolochka" byli vneseny v spisok vazhneishih dostizhenii rossiiskoi astronomii.

Odnoi iz vazhnyh chert rabot v oblasti molekulyarnoi astrofiziki yavlyaetsya shirokaya kooperaciya s rossiiskimi i zarubezhnymi kollegami: raboty provodyatsya v sotrudnichestve s uchenymi INASAN, PRAO FIAN, AKC FIAN, Rostovskogo universiteta, universitetov i astronomicheskih uchrezhdenii Avstralii, SShA, Germanii, Yuzhnoi Afriki, Shvecii, Finlyandii, Italii i dr.

Pri etom k provedeniyu rabot shiroko privlekayutsya studenty i aspiranty. Poluchenie granta po razdelu "Razvitie nauchno-issledovatel'skoi raboty molodyh prepodavatelei, nauchnyh sotrudnikov, aspirantov i studentov" (proekt "Issledovanie kinematiki i fiziki podsistemy oblastei rannego massivnogo zvezdoobrazovaniya Galaktiki") svidetel'stvuet o priznanii astronomicheskim soobshestvom etih rabot.

Issledovaniya po fizike Solnca v AO UrGU vedutsya po sleduyushim napravleniyam.

• monitoring napryazhennostei magnitnyh polei solnechnyh pyaten;
• izuchenie kinematiki vrasheniya solnechnyh pyaten;
• issledovanie dinamicheskih i fizicheskih harakteristik aktivnyh protuberancev po ih opticheskim spektram;

V observatorii provodyatsya fundamental'nye i prikladnye issledovaniya na osnove nablyudenii iskusstvennyh sputnikov Zemli.

Osnovnoe vnimanie udelyaetsya nablyudeniyu geostacionarnyh sputnikov, aktivnyh, kotorye "visyat" nad zadannoi tochkoi ekvatora na vysote 36600 km, a takzhe passivnyh ("kosmicheskogo musora"), dvizhushihsya po zakonam nebesnoi mehaniki.

Glavnymi napravleniyami fundamental'nyh issledovanii yavlyayutsya:

• issledovanie dolgoperiodicheskoi evolyucii elementov orbit, opredelenie parametrov libracionnogo dvizheniya;
• izuchenie stohasticheskih svoistv dvizheniya sputnikov v okrestnosti separatris libracionnogo rezonansa;
• issledovanie dinamicheskoi evolyucii oblaka chastic, obrazovavshegosya v rezul'tate vzryva ob'ekta na geostacionarnoi orbite;

Nauchnaya i nauchno-obrazovatel'naya rabota sotrudnikov observatorii podderzhivaetsya kak gosbyudzhetom, tak i grantami RFFI, INTAS, gosudarstvennymi nauchnymi programmami, hozyaistvennymi dogovorami. Tak, v 2004 g. Ministerstvom obrazovaniya Rossiiskoi Federacii byla predostavlena celevaya finansovaya podderzhka dlya razvitiya pribornoi bazy nauchnyh issledovanii v observatorii v razmere 1 mln. rub.

Rezul'taty nauchnyh issledovanii otmecheny 11 serebryanymi i 30 bronzovymi medalyami VDNH SSSR, premiyami Astronomicheskogo soveta AN SSSR, premiyami UrGU.

Imena chetyreh malyh planet Solnechnoi sistemy svyazany s deyatel'nost'yu ural'skih astronomov. V 1995 g. malaya planeta  5781 poluchila imya Barkhatova v chest' osnovatelya Kourovskoi observatorii professora K. A. Barhatovoi. V 1996 g. resheniem Mezhdunarodnogo Astronomicheskogo Soyuza maloi planete 4964 bylo prisvoeniyu imya Kourovka v chest' Astronomicheskoi observatorii Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta, kotoraya, kak skazano v cvidetel'stve, yavlyaetsya "Mekkoi studentov-astronomov Rossii". V tom zhe godu maloi planete 4780 bylo prisvoeno imya Polina v chest' direktora Kourovskoi astronomicheskoi observatorii P. E. Zaharovoi. V 1999 g. maloi planete 6165 prisvoeno imya Frolova v chest' docenta kafedry astronomii i geodezii N. B. Frolovoi. Tak astronomicheskaya obshestvennost' otmetila uspehi ural'skih astronomov v provedenii nauchnyh issledovanii i ih zaslugi v provedenii studencheskih nauchnyh astronomicheskih konferencii "Fizika Kosmosa".

Samoe cennoe, chto imeet Kourovskaya astronomicheskaya observatoriya – eto slozhivshiisya kollektiv edinomyshlennikov, kotoryi predan astronomii i nikogda ne smozhet predat' zabveniyu samootverzhennyi trud nashih uchitelei, vnesshih ogromnyi nauchnyi i lichnyi vklad v sozdanie na Urale pervoi nauchnoi astronomicheskoi observatorii.

Uspeshnoi rabote observatorii vsegda sposobstvuet rektorat Ural'skogo universiteta, kotoryi k razvitiyu pervogo astronomicheskogo uchrezhdeniya na Urale otnositsya kak k odnomu iz perspektivnyh nauchnyh podrazdelenii universiteta.

Proshlo 40 let so dnya osnovaniya Astronomicheskoi observatorii, 15 let s nami net nashego uchitelya K.A.Barhatovoi, observatoriya poluchila status vedushego nauchnogo astronomicheskogo uchrezhdeniya. Vse eto daet osnovanie hodataistvovat' pered rektoratom Ural'skogo gosudarstvennogo universiteta o prisvoenii Kourovskoi astronomicheskoi observatorii imeni K.A.Barhatovoi.