Алексей Левин - Белые карлики. Будущее Вселенной

Некоторые из новооткрытых источников находятся в плоскости Млечного Пути. Их удалось отождествить с горячими газовыми туманностями, излучающими радиоволны вследствие теплового движения заряженных частиц. Еще часть источников сочли остатками сверхновых звезд, генерирующих радиоволны посредством синхротронного излучения. Прочие источники, вошедшие в этот каталог, признали самостоятельными галактиками. Один из них, обозначенный 3С 273, четыре года спустя открыл список квазаров.

В привлечении внимания к этому источнику главную роль сыграл новый австралийский радиотелескоп с поворотной 64-метровой тарелочной антенной. Он вступил в строй осенью 1961 г. и к весне 1962 г. был полностью отлажен. Инициатором этого проекта был еще один видный разработчик британских и американских радиолокационных систем Эдвард Джордж Боуэн, перебравшийся после войны на Пятый континент. Новую обсерваторию возвели в 20 км от города Паркс в провинции Новый Южный Уэльс, названного в честь одного из отцов-основателей Австралийской федерации сэра Генри Паркса. Крупнейший по тому времени радиотелескоп Южного полушария также получил его имя — Parkes Radio Telescope.

Радиоисточник 3С 273 находится в созвездии Девы и может наблюдаться и в Северном, и в Южном полушариях. Совсем рядовым его не назовешь — в каталоге 3С по радиояркости он входит в первую десятку (занимает седьмое место). Вскоре после публикации каталога этим источником заинтересовались в Калифорнийском технологическом институте, где в 1960-е гг. работала сильная (вероятно, сильнейшая в США) группа радиоастрономов. Калтех к тому времени располагал собственной обсерваторией OVRO (Owens Valley Radio Observatory), построенной в 1958 г. к востоку от горной цепи Сьерра-Невада в 350 км от Лос-Анджелеса. Там имелся первоклассный интерферометр, состоящий из пары 27-метровых радиотелескопов, установленных по линии восток-запад.

С первых месяцев 1960 г. на этой установке начали наблюдения космических радиоисточников. Она могла измерять их угловые координаты с очень хорошей для своего времени точностью — порядка десяти угловых секунд. Сотрудники обсерватории без большой задержки определили положение 3С 273 на северном небосводе, однако эта информация была опубликована (как один из пунктов в списке небесных координат 226 космических источников радиоволн) лишь в ноябре 1964 г. Во всяком случае, координаты 3С 273 были известны калтеховским астрономам еще в середине 1961 г. Но дальше этого у них дело не пошло.

Уточнение позиций новооткрытых радиоисточников отнюдь не было самоцелью. Астрономы намеревались их сопоставить и, если удастся, отождествить с космическими объектами, наблюдаемыми в оптические телескопы. Эта задача становилась все актуальней, поскольку к концу 1960 г. ученые не сомневались в наличии в Третьем Кембриджском каталоге большого числа галактик. За неимением лучшего имени эти очень удаленные сверхмощные радиоизлучатели назвали радиозвездами.

В 1960 г. калтеховские астрономы Томас Мэттьюс и Джон Болтон предположительно отождествили обнаруженный в созвездии Треугольника источник радиоволн, который вошел в Третий Кембриджский каталог под номером 48 с очень слабым светящимся объектом 16-й звездной величины. Сначала его сочли за одну из звезд нашей Галактики, однако информация о его излучении оказалась очень неопределенной, и вопрос так и остался открытым. Забегая вперед, замечу, что источник 3С 48 действительно оказался квазаром, удаленным от нас почти на 4 млрд световых лет, но это удалось окончательно доказать лишь в 1982 г.

Для идентификации радиоисточника необходимо как можно точнее измерить его угловые координаты, чтобы подобрать подходящего кандидата в оптическом спектре. Однако разрешающая способность радиотелескопов первого и второго поколений была довольно мала. Установка Янского работала с точностью порядка 30°, а радиотелескоп Ребера давал погрешность 12°. Законченный в 1957 г. британский радиотелескоп обсерватории Джодрелл-Бэнк (сейчас телескоп имени Ловелла) с 76-метровой полноповоротной антенной обеспечивал в лучшем случае угловое разрешение в десять угловых минут.

Конечно, калтеховский интерферометр с его десятью угловыми секундами работал точнее, но и его возможности бледнели по сравнению с лучшими оптическими инструментами. Крупнейший телескоп середины XX в., пятиметровый рефлектор Паломарской обсерватории, при оптимальных атмосферных условиях обеспечивал угловое разрешение порядка 0,5 секунды. Справедливости ради стоит отметить, что со временем возможности радиоастрономии значительно улучшились. Так, действующая с мая 1993 г. американская сеть из десяти интегрированных радиотелескопов Very Long Baseline Array (восемь антенн на континентальной территории США, одна на Гавайях, одна на карибском острове Сен-Круа) дает разрешение вплоть до 0,0002 секунды.

Однако для аккуратного определения позиций очень далеких (и потому хорошо локализованных) радиоисточников существовал еще один метод, не требующий интерферометров и позволяющий использовать унитарные радиотелескопы (конечно, с достаточно крупными фокусирующими антеннами). В принципе, он был известен давно, хотя применялся нечасто. В 1909 г. британский математик майор Перси Александр МакМагон предложил измерять угловой размер и положение звезд, наблюдая (естественно, в оптические телескопы) их покрытие лунным диском. Правда, эту идею тут же раскритиковал Артур Эддингтон, утверждавший, что из-за дифракции звездного света нельзя добиться хорошего разрешения. Однако к концу 1930-х гг. эту трудность сумел преодолеть американский астроном и астрофизик Альберт Уитфорд, крупный специалист по электронной фотометрии. Во время войны его привлекли к разработке радаров, и больше он к этой теме не возвращался. Но в 1950 г. в Техасском университете на основе техники лунных покрытий началась длительная серия измерений расстояний между двойными звездами. В 1950-х гг. с ней принялись успешно экспериментировать и радиоастрономы. Правда, в 1970-е гг. ее применение сошло на нет, поскольку появились радиоинтерферометры очень высокого разрешения.

Именно этот метод блестяще сработал в ходе наблюдений источника 3С 273. Его усовершенствовал молодой (1928 года рождения, это уже «послерадарное» поколение) радиоастроном Сирил Хазард. В начале 1960-х гг. в ходе работы на радиотелескопе обсерватории Джодрелл-Бэнк он определил координаты источника 3С 212 с точностью в три угловые секунды. Затем Хазард приехал в Австралию, присоединился к группе астрономов Сиднейского университета и приступил к наблюдениям на радиотелескопе имени Паркса. Его целью был источник 3С 273, покрытия которого раз в 20 лет становятся наблюдаемыми из Южного полушария.