Звёзды всегда завораживали человека. В попытке понять и объяснить окружающий мир, наши предки создали множество наук, но именно наука о звёздах заняла в сознании человека особое место. Даже сейчас астрономия зачастую воспринимается как элитарное занятие, предназначенное для тех немногих, кто готов посвятить ей всю жизнь. Возможностей для карьеры в этой области немного, для получения должности начального уровня требуются годы обучения и подготовки. Даже докторская степень не является гарантией успеха – не все выпускники астрономических факультетов попадают в обсерватории и становятся исследователями.

Если вам интересен космос, но астрономическое образование получить не удалось, не расстраивайтесь. Астрономия имеет традицию любительской практики, доступной каждому!
У желающих есть возможность не только наслаждаться красотой космоса, но и совершать открытия. Каждый год в астрономический реестр вносятся новые кометы, туманности, сверхновые и экзопланеты, обнаруженные любителями. Вот несколько ярких примеров:
– первая межзвездная комета 2I/Borisov, обнаруженная Геннадием Борисовым в 2019 году с помощью телескопа собственной разработки;
– 42 экзопланеты, обнаруженные сообществом Planet Hunters («Охотники за планетами») за один лишь 2012 год;
– фотография сверхновой, сделанная Виктором Бусо в 2016 году.

Комета Борисова

Сверхновая Бусо. Запечатлеть такое явление – большая удача для учёного

В этой статье мы кратко расскажем об основных направлениях любительской астрономии и проектах, доступных для реализации абсолютно всем.

Оптические телескопы

В 1609 году Галилео Галилей использовал зрительную трубу голландского изобретателя Иоанна Липперсгея для астрономических целей. С тех пор изготовление телескопов стало развивающейся дисциплиной. Многие астрономы после Галилея мастерили свои собственные инструменты из необходимости, но появление любителей в этой области, кажется, стало заметным лишь в XX веке.

До появления современных телескопов массового производства цена даже скромного инструмента часто была не по карману начинающему астроному-любителю. Строительство собственного телескопа было единственным экономичным способом получить подходящий для наблюдений инструмент. Многие опубликованные работы пробудили интерес к телескопостроению, например, книга 1920 года "Телескоп любителя" ирландского изобретателя У. Ф. А. Эллисона.
В США 1920-х годов статьи в научно-популярных журналах астрономической тематики способствовали росту интереса к этому хобби. С 1933 по 1990 год в журнале Sky & Telescope регулярно выходила колонка «Gleanings for ATMs» («Находки для изготовителей телескопов»). Развитие оптики, появление искусственных спутников и «космическая гонка» также значительно повлияли на распространение телескопостроения.

16-дюймовый телескоп-рефлектор

Сейчас купить готовый инструмент в магазине стало куда доступнее, чем раньше. Но традиция «сделай сам» прочно закрепилась в сердцах энтузиастов. Ведь лучше астрономического открытия может быть лишь открытие, сделанное самодельным телескопом!

Выделяют всего три типа конструкции телескопов.
1) Рефракторы, принцип работы которых заключается в преломлении света системой линз.
2) Рефлекторы, использующие зеркало в качестве светособирающего элемента.
3) Зеркально-линзовые (катадиоптрические), использующие в своей конструкции как отражающие, так и преломляющие элементы.

Наиболее популярным вариантом для астрономов-любителей является рефлектор, прозванный еще в прошлом веке «телескопом бедняка». Его преимуществом является простая конструкция и возможность получать максимальный размер изображения при минимальных затратах.
Телескоп-рефлектор с апертурой (диаметром) 15 или 20 см является стандартным стартовым проектом, который можно построить самостоятельно по инструкциям и чертежам, найденным в Интернете.

Конечно, больше всего размер и конструкция телескопа зависят от целей астронома. Наблюдать можно за разными объектами: планеты, Солнце, Луна, кометы и астероиды, туманности и объекты дальнего космоса. Кому-то достаточно наблюдений за Луной, а кого-то интересует свет других галактик. Чем дальше хотите видеть, тем больше должен быть диаметр вашего телескопа.
Выбор всегда за вами.

Радиоастрономия

Исследования космоса в радиоволнах не так популярны среди астрономов-любителей, как описанные выше оптические наблюдения. В телескоп хочется смотреть глазом, а не греть уши монотонным шипением радиоприёмника.
Но радиоастрономия в настоящее время занимает лидирующие позиции в изучении космоса. Дело в том, что все объекты Вселенной излучают электромагнитные волны широкого спектра. Оптические телескопы способны уловить лишь малую часть этого излучения, как и наши глаза. Не случайно только с появлением радиотелескопов человеку стали доступны для изучения квазары, пульсары, нейтронные звёзды и черные дыры – очень мощные источники энергий, зафиксировать которые оптическим телескопом просто невозможно.

Шкала электромагнитных волн

На шкале выше хорошо видно, насколько мала область видимого света по сравнению с информацией, поступающей на Землю в диапазоне радиоволн.

Еще одним преимуществом FM-астрономии является то, что длина волны в радиодиапазоне значительно больше, чем в диапазоне видимого света. Это значит, что радиоизлучение может спокойно проходить сквозь космическую пыль и атмосферу Земли, позволяя астрономам проводить исследования в любое время суток и почти при любых погодных условиях (только не в грозу).

Спутниковые антенны

Войти в мир радиоастрономии можно, собрав свой собственный радиотелескоп (купить всё равно не получится). Инструкций по его сборке в интернете достаточно, хотя практика и не такая популярная. Во многом потому, что антенны ранее были нужны исключительно для телевещания и стоили дорого, никому бы и в голову не пришло препарировать такой аппарат, чтобы послушать звёзды. Сейчас, с появлением интернета и уходом ТВ на задний план, можно позволить себе воспользоваться старой спутниковой тарелкой в научных целях.

Работа за компьютером

Фотографии галактик из каталога звёздного неба

В последние годы астрономия стала игрой больших данных, как никакая другая наука. Обсерватории ежедневно генерируют огромные массивы данных, фиксируя ночное небо во всех спектральных диапазонах. Анализ полученной информации – очень трудоёмкий процесс. Поэтому в помощь всему астрономическому сообществу были созданы проекты «гражданской науки», позволяющие любому человеку с доступом в интернет внести свой вклад в астрономию.

Galaxy Zoo – один из самых известных проектов такого рода. Добровольцев просят классифицировать изображения галактик в соответствии с их формой и другими отличительными особенностями. Многие из этих галактик никогда раньше не были видны человеческому глазу, поскольку все они были сняты и обработаны машинами автоматически.
Уже классифицировано более миллиона галактик, и проект привел к нескольким открытиям, сделанным любителями, включая галактику Hanny's Voorwerp, обнаруженную голландским школьным учителем, и Green Pea Galaxies – новый тип галактик, зафиксированный многими добровольцами.
Принять участие в проекте очень просто. Достаточно зайти на сайт, зарегистрироваться и начать классифицировать галактики. Проект включает в себя дискуссионный форум, где можно пообщаться с единомышленниками и поделиться изображениями наиболее интересных объектов.

Второй подобный проект  – Zooniverse. Это сайт, на котором размещено множество программ из различных областей науки, в том числе из астрономии. Одни проекты фокусируются на обнаружении сверхновых, другие анализируют фотографии Марса в поисках признаков древних рек и морей, третьи ищут свидетельства существования девятой планеты на краю Солнечной системы.
И это далеко не всё!
Алгоритм здесь тот же. Зайти на сайт, зарегистрироваться и приступить к исследованиям.

Фотография Марса

Пожалуй, самый интересный проект астрономии «на удалёнке» – DIY Planet Search.
Это проект Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского университетов, который даёт участникам возможность управлять телескопами в сети роботизированного оборудования и искать экзопланеты транзитным методом. Кратко метод можно описать так: когда планета проходит перед звездой-хозяином, она блокирует небольшое количество света звезды; обнаружение этих изменений света (транзитов) и есть суть метода.
Телескопы проекта, расположенные в обсерватории Аризоны, разработаны таким образом, что ими можно управлять дистанционно через простой интерфейс веб-браузера из любой точки мира.
Участники проекта регистрируются на сайте, учатся управлять телескопами, а затем используют их для того, чтобы делать снимки и измерять транзиты экзопланет.
На сайте имеется простое в использовании программное обеспечение для обработки изображений, чтобы наблюдатели могли улучшать, анализировать и раскрашивать свои снимки так же, как это делают в настоящих обсерваториях.

Сравнение размеров Земли и других экзопланет

Как видите, способов почувствовать себя астрономом достаточно. А некоторые из них вы можете опробовать сразу же после прочтения этой статьи.
Доводилось ли вам уже заниматься астрономическими исследованиями? Какие направления DIY астрономии вам ближе? Поделитесь своим мнением с нами. И успехов вам в будущих исследованиях!