Я отнюдь не мечтала о том, чтобы стать конечной инстанцией в принятии решения, от которого зависит целость и сохранность одного из крупнейших в мире телескопов. Я и представить себе не могла, что во имя науки буду подниматься по опорным стойкам телескопа (другого), чтобы приклеить кусок пенопласта к его зеркалу, или выяснять, предоставит ли мне работодатель страховку для полета на экспериментальном самолете, или заставлять себя уснуть рядом с пауком размером с мою голову. Я не знала, что есть астрономы, которые ради исследований отправляются в стратосферу и на Южный полюс, дают отпор белым медведям, попадают под прицел безумных стрелков, а некоторые даже отдают жизнь в погоне за несколькими драгоценными лучами света.
И я понятия не имела, что область, в которую вступала, меняется с той же быстротой, что и весь остальной мир. Астрономы, о которых я читала, тепло укутанные, сидящие за гигантскими телескопами на холодных вершинах, уставившись в окуляр, пока в высоте над ними кружатся звезды, эти астрономы уже стали исчезающим видом. Вступив в их ряды, я еще больше влюбилась в красоту космоса, но, к моему удивлению, я также начала исследовать Землю и узнавать истории, случающиеся в невероятной, редкой, быстро меняющейся и исчезающей области.
1
Первый свет
ТУСОН, АРИЗОНА
Май 2004 года
Я впервые увидела телескоп настоящий большой обсервационный телескоп мирового класса по дороге из города Тусона на запад. Я только что закончила второй курс Массачусетского технологического института и прилетела в Аризону прямо с экзаменов по квантовой физике и термодинамике. В аэропорту Тусона меня встречал Фил Мэсси, астроном с классической седой шевелюрой безумного ученого, в очках в черной оправе и с широкой улыбкой, мой научный руководитель на следующие два с половиной месяца. Он должен был отвезти меня в Национальную обсерваторию Китт-Пик, в сердце пустыни Сонора, где нам предстояло провести пять ночей за одним из телескопов. Так начинался мой летний проект.
Я уже знала по нашей электронной переписке, что буду изучать красные сверхгиганты. Это огромные звезды, масса которых по меньшей мере в восемь раз превышает массу нашего Солнца. Из-за большой массы они прожили свою звездную жизнь с невероятной скоростью: им потребовалось всего 10 миллионов лет, чтобы пройти путь от новорожденных ярких горячих голубых звезд, только что образовавшихся из газа и пыли, до своего текущего состояния темно-красных, как тлеющий уголек, гигантов, которые раздулись до размеров, во много раз превышающих первоначальный, в последней отчаянной попытке остаться стабильными и, значит, живыми. Смерть для этих звезд, скорее всего, представляет собой резкий коллапс, за которым следует взрыв, известный как образование сверхновой. Это одно из самых ярких явлений во Вселенной, а еще в результате этого процесса иногда образуются черные дыры.
До этого мы с Филом встречались лично только один раз, в январе годом раньше; ему понравился мой доклад, когда я впервые пробовала себя в астрономических исследованиях, и он позвал меня к себе на летнюю стажировку. Когда мы начали обсуждать планы на лето, Фил предложил мне на выбор два проекта, «красный» и «голубой»: красные умирающие или голубые новорожденные звезды. Я не особенно разбиралась ни в первых, ни во вторых, но меня завораживали черные дыры, а поскольку умирающие звезды казались все-таки ближе к такому исходу, я выбрала «красный» проект. На Китт-Пик мы с Филом собирались наблюдать около сотни красных сверхгигантов в нашей собственной галактике, Млечном Пути. Остаток лета мне предстояло работать с полученными данными и пытаться измерить температуру звезд, чтобы внести свой крошечный вклад в решение общеастрономической задачи по исследованию эволюции и смерти этих звезд.
По дороге мы с Филом болтали, и я с интересом рассматривала в окно пустыню на юге Аризоны. Летний зной и яркое солнце потрясали по контрасту с сырой зеленой весной, которую я оставила в Массачусетсе, и я любовалась оранжево-коричневой землей, зарослями кактусов сагуаро и сияющим голубым небом. Фил указал на крошечный белый силуэт и инверсионные следы от высоко летящего реактивного самолета и заметил, что опытные астрономы могут оценить качество неба, которое они будут наблюдать этой ночью, исходя из длины этих следов. Если они длинные и пушистые, значит, в атмосфере много влаги, которая мешает звездному свету, а если короткие всего лишь небольшой пучок, тянущийся за самолетом, нас ждет ясная ночь с чистым небом. У самолета, который мы увидели, был короткий след.
Фил знал дорогу к обсерватории наизусть и подсказал мне, куда смотреть, в тот момент, когда вдалеке показался четырехметровый телескоп Китт-Пик. Белый купол высотой в восемнадцать этажей сверкал в лучах палящего солнца пустыни. За десятилетия, прошедшие с момента «первого света» (когда телескоп впервые взглянул в ночное небо и получил первое изображение) в 1973 году, на этом телескопе были проведены революционные наблюдения множества объектов, от ближайших звезд до невероятно далеких галактик.
В большинстве современных телескопов используются зеркала для сбора света от звезд, и самый важный параметр телескопа как раз размер зеркала. Чем больше зеркало, тем большая площадь доступна для сбора света от объекта, на который направлен телескоп. (Тот же принцип, по которому зрачки расширяются в темной комнате.) Также от диаметра зеркала зависит, насколько четкое изображение может дать телескоп. (Это как телеобъектив, позволяющий получить четкий снимок маленьких и далеких объектов.) Уже более ста лет основные вехи развития астрономии связаны с увеличением зеркал, диаметр которых определяет основную способность телескопа вглядываться все глубже в космос. В результате размер зеркала стал определяющей характеристикой, вплоть до того, что его включают в наименование телескопа или даже называют телескоп только по диаметру зеркала. Флагманский телескоп обсерватории Китт-Пик широко известен как «четырехметровый».
В конце концов мы свернули с трассы 86, на редкость пустой и однообразной, и начали петлять по извилистой горной дороге. Поначалу мало что указывало на то, что впереди нас ждет что-то помимо пустыни: длинные участки мощеной дороги, несколько крутых поворотов и никаких признаков жизни, кроме кактусов. О том, что мы едем в обсерваторию, напомнил единственный промельк белого купола между скалами. Но дальше постепенно стало понятно, что это не простая гора. С приближением к вершине стали попадаться знаки, призывающие водителей не использовать дальний свет в ночное время, а дальше предписывающие выключить фары, чтобы не нарушать темноту.
Лучшие на сегодняшний день обсерватории построены в высокогорных, сухих и отдаленных местах. Большие высоты дают чуть более разреженную атмосферу и меньшую турбулентность в воздухе между вершиной горы и звездами. В пустыне воздух не содержит водяного пара и других видов влаги, что способствует стабильной погоде и благоприятно для качества изображения. А у отдаленности есть очевидное преимущество: чем дальше мы находимся от остального мира, тем темнее небо (хотя световое загрязнение подбирается все ближе даже к самым темным местам планеты).
Китт-Пик находится недалеко от южной границы США, менее чем в 50 километрах от Мексики. Сама гора сплошные коричневые скалы с низкорослыми деревьями, неотличимые от окружающей пустыни, за исключением белых куполов, похожих на спящих гигантов, склонившихся над длинным гребнем вершины, и невидимого, но весьма реального совершенства воздуха над вершиной. Большая часть земли вокруг обсерватории принадлежит племени тохоно оодам (известному также как папаго). Виднеющееся вдалеке скальное образование, удивительно похожее по форме на купол телескопа, на языке этого племени называется Бабокивари и, согласно его космологии, является центром Вселенной.
Пока наша машина карабкалась в гору, я впервые задумалась, как же устроена профессиональная обсерватория. Я могла представить себе только гигантский телескоп вроде того, который мы заметили с дороги, одиноко белеющий на какой-нибудь голой скале. А где же там спать? (Получается, спать надо днем? Или вообще не спать?) Чем питаться? (Может, надо было с собой еды взять?) Я решила, что бытовые вопросы как-нибудь уладятся сами собой, и сосредоточилась на впечатлениях от окружающей местности, покуда мы приближались к вершине.
ТОНТОН, МАССАЧУСЕТС
1986 год
Мне было не привыкать к неизвестности впереди. Я уже давно смирилась с тем, что планировать наперед у меня не получается зато получается с оптимизмом шагать напролом, вооружившись девизом «Хочу быть астрономом!».
Космос завораживал меня с тех пор, как я себя помню, но первый импульс к этому увлечению, пожалуй, можно датировать началом 1986 года это было последнее на сегодняшний день появление кометы Галлея. Мы с родителями и старшим братом жили в пригороде Тонтона, штат Массачусетс. Это небольшой промышленный город на юге Новой Англии, за которым почти сразу начинается лесистая местность, пруды и клюквенные болота, так что там по ночам достаточно темно, чтобы любоваться звездами.
Мои родители не имели отношения к науке. До моего появления на свет они оба получили педагогическое образование со специализацией на коррекционном образовании. Мама некоторое время работала логопедом, затем получила второе образование, стала магистром библиотечного дела и дальше сделала карьеру в системе школьных библиотек Тонтона. Папа никогда не преподавал; много лет он работал дальнобойщиком по контракту, затем самостоятельно выучился на компьютерщика, и к тому времени, когда я родилась, он работал в страховой компании в качестве ИТ-специалиста.
Тем не менее оба они были учеными по натуре, серьезно интересовались окружающим миром и постоянно стремились узнать как можно больше в любой области, привлекшей их внимание. Мой отец посещал факультативные занятия по астрономии в Северо-Восточном университете, и это произвело на него достаточно сильное впечатление, чтобы он увлекся этой наукой и заразил маму своим энтузиазмом.
Стоило моим родителям чем-то заинтересоваться, они обычно погружались в это по полной программе. Когда новым увлечением стала астрономия, отец накопил на небольшой телескоп Celestron C 8, приземистый оранжевый цилиндр с восьмидюймовым зеркалом, и собственноручно соорудил для него специальный стол-подставку с полочками для хранения окуляров, оборудования и «Звездного атласа Нортона». Научный энтузиазм моих родителей подогрел телесериал Карла Сагана «Космос», вышедший в 1980 году, и в результате моя мама-библиотекарь запаслась его книгами. К тому времени, когда я родилась в 1984 году, астрономия была в нашем доме фоновой темой, наряду с садоводством, плотницким делом, птицами и классической музыкой. Мои родители старались обеспечить нам с братом богатый и разнообразный выбор потенциальных хобби.
И все же настоящий интерес к астрономии пробудился у меня благодаря моему брату Бену, который был почти на десять лет старше меня. Я совершенно убеждена, что, когда у детей такая большая разница в возрасте, старший непременно становится для младшего идеалом и примером для подражания. В детстве я восхищалась всем, что нравилось Бену, а он был бесконечно терпелив со мной и не раздражался на малышку, ходившую за ним хвостиком. Бен играл на скрипке и я тоже захотела учиться играть. Бен участвовал в детских научных выставках и я начала придумывать всевозможные несуразные эксперименты с игрушками и бытовыми предметами, которые попадались мне под руку. Я даже хотела носить брекеты, потому что они были у Бена (хотя очень быстро изменила свое мнение, как только оказалась в кресле у ортодонта).
В феврале 1986 года мне было полтора года, а Бену одиннадцать, и он изучал комету Галлея для школьного проекта. Такие проекты всегда становились делом всей семьи, поэтому холодной зимней ночью мы вчетвером вышли на задний двор, вооружившись нашим восьмидюймовым телескопом и самодельным столом-подставкой, чтобы увидеть этот единственный в нашей жизни пролет кометы Галлея (в следующий раз она должна вернуться в 2061 году). По словам моих родителей, они хотели показать мне комету, но беспокоились, что я испугаюсь темноты, начну капризничать и проситься домой, как обычные малыши. Вместо этого я пришла в восторг. Я таращилась на небо, смотрела в телескоп (сейчас я поражаюсь, что ребенок, которому еще не исполнилось двух лет, мог смотреть в окуляр, но они клянутся, что да, я таки смотрела) и отказывалась возвращаться в дом, пока Бен продолжал наблюдение.
Любовь к астрономии серьезно захватила меня. Я рано научилась читать и читала с жадностью все подряд, так что через несколько лет после кометы Галлея я узнала о звездных скоплениях, черных дырах и скорости света благодаря книгам Джеффри Т. Уильямса «Планетрон», где рассказывается о приключениях маленького мальчика и игрушечного робота, который умеет превращаться в волшебный космический корабль и уносит его исследовать небеса. Я хорошо помню, как в пять лет, прочитав о скорости света, щелкала выключателем в своей комнате, чтобы убедиться, что как только я включаю свет, он появляется практически мгновенно. Действительно, свет оказался быстрый.
Позже я перечитала все книги по астрономии, которые только смогла достать, посмотрела все выпуски детских телепередач Мистера Кудесника и Билла Ная и ходила в кино на каждый новый фильм об ученых и космосе. Помню, мне особенно понравился фильм «Смерч», потому что ученые в нем были показаны очень воодушевляющим образом. Герои, изучавшие торнадо, вели невероятно крутые и захватывающие исследования, но при этом не забывали развлекаться, а главная героиня не боялась возиться в грязи и пыли во имя науки, но в финале у нее все равно был великолепный поцелуй (хотя я подозревала, что сочетать то и другое ей долго не удастся, потому что уже видела достаточно фильмов, где женщинам приходилось выбирать между Карьерой и Любовью).
Мои родители делали все возможное, чтобы поощрить мой интерес к космосу, но перспективы сделать карьеру в астрономии встречаются далеко не на каждом углу. Среди наших знакомых не было ни одного профессионального ученого, не говоря уж об астрономах, и хотя все мои родственники замечательные, умные и увлеченные люди, но ни у кого из них нет ученой степени или даже представлений о том, что нужно для того, чтобы стать ученым. Моим бабушкам и дедушкам, хотя все они хорошо учились, пришлось в свое время бросить школу и пойти работать на заводы, чтобы зарабатывать на жизнь. Моей бабушке по материнской линии это решение далось особенно тяжело, она даже плакала в тот день, когда последний раз пошла в школу. Позже она все-таки окончила среднюю школу вместе с моим дедушкой Пепером и пошла учиться на медсестру, при этом воспитывая пятерых детей, а дедушка Пепер работал на большом заводе серебряных изделий. Мои родители и некоторые их братья и сестры первыми в семье получили высшее образование и постарались извлечь из него как можно больше, однако в результате выбрали более прикладные области знаний, которые позволяли найти хорошую работу: инженерное дело, педагогика, делопроизводство. У нас большая, шумная и очень любящая семья, в которой все отличались любознательностью и бескорыстной любовью к учению, но ни у кого не было ни малейшего представления о том, как начать заниматься таким отвлеченным и экстравагантным предметом, как астрономия.