Как «гражданский ученый» Мелина Тевено открыла в интернете уникальную звезду

Как и предсказал великий философ Маршалл Маклюэн, информационные технологии, смяв расстояния, обратили планету во всемирную деревню. Ну а Глобальная Сеть в немалой степени исполняет роль Глобальной Завалинки, с присущими ей нравами. Там перемывают косточки соседям. Мажут ворота дегтем. Там юноши и пылкие старцы подглядывают за купающимися в речке и моющимися в бане девками и бабами (вспомним, как выбор индустрии «для взрослых» определял судьбу стандартов забытых ныне видеокассет и видеодисков). Все  как всегда в традиционном обществе – интересующихся отошлем к книге Ольги Семеновой-Тян-Шанской «Жизнь “Ивана”: очерки из быта крестьян одной из черноземных губерний».

Но и в традиционном обществе люди, оторвавшись от повседневных трудов, поднимали глаза к небу, любовались тамошними огнями – об этом нам говорят имена звездных скоплений: Волосыни, Волосожары, Стожары… Но информационных технологий не было – они не могли ни сообщить , ни сохранить потомкам сведения о необычном явлении (арабские и китайские наблюдения сверхновой 1054 г. редкое исключение…). А по мере развития как астрономической науки, так и коммуникаций, астрономы-любители начали совершать серьезные открытия. Самое известное, пожалуй – открытие планеты Уран в 1781 году. Открыл ее дезертир из ганноверской гвардии, живший в Англии музыкант Уильям Гершель. С помощью самодельного телескопа-рефлектора с металлическим зеркалом.

Уильям Гершель с сестрой Каролиной в ночь открытия Урана
Уильям Гершель с сестрой Каролиной в ночь открытия Урана

Проявив изрядные способности к социальной инженерии Гершель назвал свое открытие Georgium sidus, Звезда Георга. Название – как мы знаем – не прижилось, но британскому монарху Георгу III понравилось. В 1782 году Гершель – избранный в Королевское общество и получивший медаль Копли – становится Придворным астрономом (эту должность The King’s Astronomer часто путают с Королевским астрономом, Astronomer Royal, являвшимся тогда директором Гринвичской обсерватории) и получает деньги на строительство обсерватории, перейдя в разряд профессионалов.

Ну а киевский гимназист Андрей Борисяк, открывший вместе с товарищем А.Барановским 8(21) февраля 1901 года первую в ХХ веке Новую звезду в созвездии Персея, и получивший в подарок от императора Николая II рефрактор Цейсса, известнейшим советским виолончелистом станет позже; даже первый урок виолончели он получит год спустя. И для опередившего профессионалов открытия ему достаточно было глаз и астрогнозии, знания расположения звезд на небе. Городское освещение двухсоттысячного Киева еще не создавало засветки, забивающей небесные светила, а телеграф уже позволял оперативно сообщить миру об открытии.

В 1920 г. вспышку Новой в созвездии Лебедя обнаружил любитель астрономии Б.В.Окунев (Цейсса от императора он, по известным причинам, не получил, зато избран Председателем молодежного кружка РОЛМ, Российского общества любителей мироведения).  Ну а в 1946 г. путевой обходчик А.С.Каменчук подтвердил теорию наблюдением – он обнаружил предсказанную профессорами П.П.Паренаго и Б.В.Кукаркиным повторную вспышку звезды в Северной Короне. Обратим внимание – сочетание неба без засветки и доступности путейского телеграфа. И, главное, знание картины неба!

С коммуникациями сейчас стало несопоставимо лучше – с любой точки, где ловит связь, можно мгновенно по меркам человеческого сознания, передать информацию в любую точку планеты. А вот незасвеченное небо – редкость. Внедрение экономиченых светодиодных фонарей приводит к тому, что Млечный путь виден лишь верстах в сорока от полумиллионника, в вымирающем сельском районе. Впрочем, аргентинский слесарь Виктор Бусо из миллионного Росарио ухитрился в 2016 г. открыть сверхновую в галактике NGC 613, используя 406-мм покупной «ньютон» и цифровую камеру – вот статья из Nature об этом, Бусо на почетном 8 месте: A surge of light at the birth of a supernova.

Модератор Milky Way Project Мелина Тевено
Модератор Milky Way Project Мелина Тевено

Бусо, правда, повезло – он, смонтировав новую камеру, направил телескоп в единственное место, в которое мог, не открывая крышу… А вот немка Мелина Тевено обошлась минимумом везения, одной лишь кропотливой работой над своим хобби. Для которого появился новый термин Bürgerwissenschaften, Citizen Science, Гражданская наука. Суть Гражданской науки не в пацифизме, а в добровольных, неоплачиваемых бизнесом и государством, научных исследованиях. Которые, тем не менее, порой становяются частью Большой науки, которая давно нуждается в международном сотрудничестве для обработки приносимых сверхдорогими инструментами данных.

И данные это – не публикации в рецензируемых журналах или на arXiv.org. Данные эти очень часто «первичка», прямые результаты наблюдений или экспериментов. И одним из проектов, состоящих в обработке таких данных, является Backyard Worlds: Planet 9, «Миры на заднем дворе: Планета 9». Это спонсируемый NASA проект поиска ближайших к Солнцу тусклых звезд, вроде коричневых карликов, в ходе которого, возможно, удастся обнаружить гипотетическую Планет 9 (цифра свободна после разжалования Плутона). Обнаружить случайно, как Гершель Уран, а не открыть «на острие пера», как предсказал местоположение Нептуна Леверье. Идеальная задача для Гражданских ученых!

К услугам Гражданских ученых весь массив данных, полученных космическим телескопом Gaia ценой в 740 000 000 евро
К услугам Гражданских ученых весь массив данных, полученных космическим телескопом Gaia ценой в 740 000 000 евро

Которым вовсе не обязательно покупать любительский телескоп – к их услугам лучшие научные приборы планеты. Такие, например, как вальсирующая по орбите Лиссажу в точке Лагранжа L2 Gaia. Это – спутник-телескоп Европейского Космического Агентства, который вывела на орбиту с Куру связка «Союз»-«Фрегат». Gaia имеет пару зеркал 1,5 на 0,5 метра, проецирующих изображение на составной сенсор из 106 ПЗС-матриц 47х60 мм каждая, с общим числом пикселов 938 млн. Бортовые фазированные антенные решетки (движущиеся антенны создали бы угловые моменты, снижающие точность наблюдений) передают полученную информацию на Землю со скоростью до 8 мбит/с. Ну а на Земле эти данные становятся доступными как профессиональным ученым, так и астрономам любителям. Через вот такие отчеты – GAIA DATA RELEASE 2 (GAIA DR2).

Главная задача Gaia – это картирование звезд нашей Галактики, измерение их параллаксов, радиальных и собственных скоростей с невиданными ранее точностями. И эти же данные могут использоваться для решения и других задач. Например, Мелина Тевено с коллегами по проекту Backyard Worlds: Planet 9 открыла несколько сот коричневых карликов – объектов мельче звезд, но крупнее планет, термоядерные реакции в которых идут, но преимущественно на ядрах от дейтерия до бора. Для стабильного «горения» водорода они слишком малы.

В поисках кандидатов на эту роль Мелина объединяла данные от  Gaia, полученные в оптическом диапазоне, с информацией от обзора Allwise, в котором содержится информация на 42 миллиарда объектов, полученная от орбитального телескопа NASA WISE (Wide-Field Infrared Survey Explorer), осуществлявшего широкоугольный обзор неба в инфракрасном диапазоне.  Фильтрация (стандартная процедура для любой электронной таблицы или базы данных) осуществляла выделение объектов которые одновременно имели полученный Gaia большой параллакс (годичное смещение положение звезды, говорящее о ее близости) и избыток ИК-излучения, относительно видимой яркости (говорящий о низкой температуре).

В результате Мелина Тевено нашла то, что искала – несколько метановых коричневых карликов спектрального класса T с температурой 700—1500 K, находящихся на дистанции от 5 до 10 парсеков. Но нашла она и то чего не искала:  необычный источник под названием LSPM J0207+3331, находящийся на расстоянии 44,5 парсека по данным Gaia, но демонстрирующий по данным WISE избыток инфракрасного излучения. Коричневым карликом он быть не мог – на таком расстоянии тусклую звездочку массой меньше 80 масс Юпитера, просто не разглядеть. Мелина Тевено открыла неизвестный ранее объект.

Все. На этом роль астрономов-любителей завершилась. Для идентификации незнакомца потребовалась работа десятиметровых телескопов обсерватории Кека на Гавайях, наблюдательное время на которых имеют, естественно, только астрономы-профессионалы. Найденный Тевено объект оказался белым карликом, «огарком» звезды с массой 0,7 солнечной, окруженным составным пылевым диском. Внутреннее кольцо имеет температуру 550-1400 К, а внешнее – 480 К. Возраст белого карлика – около 3 миллиардов лет, так что диск скорее всего создан относительно недавно, разрывом приливными силами астероида или малой планеты. Подробнее об этом можно прочитать здесь – A 3 Gyr White Dwarf with Warm Dust Discovered via the Backyard Worlds: Planet 9 Citizen Science Project – имя Тевено в списке авторов статьи второе.

Открывают звезды в интернете и отечественные астрономы-любители. Вот 18-летний Филипп Романов из Приморья в 2016 г. открыл переменную NSVS 3246176, проанализировав архив Northern Sky Variability Survey (NSVS), обзор переменных Северного неба, с помощью программы VStar. Кстати, это вызывает вопрос – кто Мелина и Филипп, экспериментаторы, щедро награждаемые Нобелевским комитетом, или не слишком любимые им теоретики? Но бесспорно одно – во вселенной интернета каждый найдет то, что подсказывает его собственный выбор – кто-то грязь, а кто-то звезды…