Как открыть свою комету: инструкция для астронома-любителя

Открыть собственную комету — звучит как мечта, но на самом деле это вполне реальная история. Причём не только для астрономов-профессионалов. Любители десятилетиями охотятся на кометы, и вклад этих людей в науку вполне заметный. Сегодня автоматические обзоры неба делают большую часть открытий, но даже сейчас часть новых комет и астероидов всё ещё впервые замечают энтузиасты с собственными телескопами.

Леонид Еленин

Научный сотрудник ИПМ РАН, первооткрыватель астероидов и комет.

Я профессиональный астроном, открыл уже шесть комет, но свой путь начал именно как любитель. У меня была мечта открыть комету, поэтому по мануалам и различным руководствам изучал методы наблюдения. Написал запрос в США с просьбой получить удалённый доступ к их телескопам, чтобы самому заниматься научными наблюдениями. Наверное, моё письмо было немного наивным, но зато оно сработало. Я смог пользоваться разными иностранными телескопами. Потом выступал с докладами на астрономических любительских конференциях, где меня заметили профессиональные астрономы и в дальнейшем пригласили работать в Институт прикладной математики имени Келдыша. 

Шаг 1. Разобраться с основами наблюдательной астрономии

Прежде чем искать новые кометы, нужно научиться ориентироваться в небе. Любители обычно начинают с простых наблюдений: изучают созвездия, наблюдают планеты, учатся пользоваться звёздными картами и знакомятся с каталогами уже открытых объектов. Также важно понимать, как движутся небесные тела.

Большую роль на этапе обучения играют астрономические базы данных. Например, каталог орбит малых тел Small-Body Database (SBDB), который поддерживает Jet Propulsion Laboratory. В нём собраны данные о тысячах астероидов и комет — их орбиты, яркость и положение на небе. Любители используют такие каталоги как тренировочный инструмент: можно узнать, где сейчас находится известная комета, попробовать найти её на небе или на снимках и таким образом научиться распознавать движущиеся объекты. 

Шаг 2. Подготовить оборудование

Ещё 100 лет назад астрономы просто просматривали небо в телескоп, зарисовывали звёздные поля и сравнивали положение объектов. Но сегодня большинство открытий делается с помощью цифровых наблюдений и компьютерной обработки изображений.

Обычно для поиска используют следующий набор оборудования.

• Телескоп с объективом диаметром от 20–30 см. Большинство новых комет на момент открытия очень тусклые — иногда их яркость в тысячи раз ниже того значения, которое может зафиксировать наш глаз. Поэтому нужен достаточно сильный телескоп, способный показать слабые туманные объекты на фоне звёзд.
• Астрономическая CCD- или CMOS-камера. Она устанавливается на телескоп и делает снимки неба с длинной выдержкой — обычно от нескольких десятков секунд до нескольких минут. Такие камеры значимо чувствительнее обычных фотоаппаратов и позволяют фиксировать слабо светящиеся объекты.
• Компьютер с программами обработки изображений. Снимки неба делают сериями, после чего их анализируют на компьютере. Специальные программы позволяют сравнивать кадры и находить объекты, которые смещаются на фоне звёзд. 
• Автоматизированная система наведения. Механизм, который удерживает телескоп направленным на выбранный участок неба и компенсирует вращение Земли. Благодаря этому телескоп может делать длинные экспозиции без смазывания изображения. Кроме того, такие системы позволяют автоматически наводиться на заданные координаты и сканировать большие участки неба.

Сегодня многие любители создают небольшие домашние обсерватории. Другой вариант — использовать удалённые телескопы, расположенные в регионах с тёмным небом и хорошей погодой. Управлять ими можно через интернет и получать готовые астрономические снимки для анализа.

Шаг 3. Снимать небо и анализировать изображения

Поиск комет — во многом рутинная работа с изображениями. На ранних стадиях комета может выглядеть как размытое туманное пятно, иногда с едва заметной комой (светящейся оболочкой из газа и пыли) или намёком на хвост.

Для поиска необходимо фотографировать один и тот же участок неба несколько раз с интервалом в несколько минут. Обычно делают серию снимков, после чего изображения сравнивают друг с другом. Если в кадре есть движущийся объект, на последовательности снимков он будет смещаться относительно неподвижных звёзд. Такой метод называется «blinking-сравнение». Для анализа изображений используют специальные программы: Astrometrica, Tycho Tracker, а также MaxIm DL для обработки астрономических снимков.

Леонид Еленин

Ежедневная проверка кадров напоминает работу золотоискателя, промывающего речной песок. К сожалению, самородки оказываются очень редки. Так, первую комету я открыл в декабре 2010-го, вторую — в июле 2011-го, а вот следующую — только через три с половиной года. Иногда руки опускаются, когда долго ничего не находишь. Поэтому приходится очень упорно работать, чтобы в конце концов насладиться открытием. 

Ещё больше об открытии комет Леонид Еленин рассказал в новом шоу о космосе «Юра, мы всё вернули!».

Шаг 4. Проверить, не открыт ли объект раньше

В Солнечной системе уже известны тысячи комет, поэтому найденный объект нужно сверить с каталогами. Для этого используют базы данных и программы, например Minor Planet Center Checker или уже упомянутый каталог JPL Small-Body Database.

Вам нужно ввести координаты предполагаемой кометы, а также время наблюдения, и система проверит, не совпадает ли объект с уже известным. 

Шаг 5. Отправить наблюдения на проверку

Когда вы практически уверены, что нашли новый объект, отправьте данные о нём в Minor Planet Center (MPC) — международный центр, который собирает и проверяет наблюдения малых тел Солнечной системы. В отчёте укажите точные координаты объекта, время наблюдения, параметры телескопа и измеренную видимую величину, то есть яркость объекта на небе.

После этого другие астрономы попытаются подтвердить ваши наблюдения. Если движение объекта подтверждается несколькими независимыми наблюдателями, объект получает временное обозначение — официальную регистрацию в каталогах MPC до присвоения постоянного имени.

Шаг 6. Получить официальное подтверждение

После серии наблюдений рассчитывается орбита объекта. Если выясняется, что это действительно новая комета, она получает окончательное обозначение — с именем первооткрывателя. Например, первая комета, которую открыл Леонид Еленин, была названа C/2010 X1 (Elenin) по стандартной системе астрономов. Расшифровать можно так:

• C/ — долгопериодическая комета (обычно с орбитой более 200 лет или неопределённой);
• 2010 — год открытия кометы;
• X1 — X обозначает половину месяца, когда объект был открыт (вторая половина декабря), а цифра 1 — порядковый номер объекта, открытого в этом интервале времени;
• (Elenin) — фамилия первооткрывателя.

Поиск комет редко приносит быстрые результаты. Это могут быть тысячи часов наблюдений и анализа данных. Но именно так в астрономии появляются новые имена. И вполне возможно, что однажды слабая туманная точка на снимке окажется новой кометой, которая будет названа в вашу честь. 

Леонид Еленин

Во время открытия понимаешь, что в данный момент ты единственный человек на Земле, который знает об этом объекте. А через несколько часов о новой комете или астероиде узнает весь мир. Это чувство, которое я всем рекомендую когда-нибудь испытать.