Художник и конкистадор
В свое время революцию в астрономии совершила оптика. Как ни искусны в своих расчетах были жрецы античности и ученые средневековья, телескоп вытеснил астролябию и секстант. В конце XVII века гениальный Ян Гевелий еще создавал свою «Уранографию: описание всего звездного неба» по старинке, но это было уже концом эпохи: молодежь работала новыми методами.
В XX веке в астрономии произошел еще один переворот: небесные тела стали изучать не только в видимом, но и в радиодиапазоне. На днях исполнилось 95 лет со дня рождения выдающегося советского астрофизика, отца современной радиоастрономии Иосифа Шкловского.
«Мне очень повезло, что начало моей научной карьеры почти точно совпало с наступлением эпохи «бури и натиска» в науке о небе, — вспоминал ученый. — Пришла вторая революция в астрономию, и я это понял всем своим существом. В этой самой науке я был странной смесью художника и конкистадора. Подобные феномены появляются только в эпохи ломки привычных, устоявшихся представлений и замены их новыми».
Право ломать устои, пусть даже с их заменой на новые, более прогрессивные представления, имеет тот, кто причастен к их созданию. У Шкловского, которого связывают с концом эпохи оптической астрономии, такое право было: в 1938 году он получил диплом МГУ с отличием именно по специальности «оптика». Но классической оптикой так и не занялся, а начиная с кандидатской по электронной температуре (защитил в 1944-м), целиком посвятил себя астрофизике.
Шкловского по праву считают пионером использования радиоволн в астрономии. Но заслуга ученого не только и не столько во введении в науку нового для того времени метода: с этой маленькой искорки начался целый методологический пожар, давший начало инфракрасной и ультрафиолетовой, рентгеновской и гамма-астрономии. Формально в 1953 году Иосиф Самуилович организовал и долгие годы возглавлял один из первых в мире центров радиоастрономии — одноименный отдел в Государственном астрономическом институте имени П.К.Штернберга при МГУ, однако ученики совершенно справедливо называют созданную им новую астрономию «всеволновой».
«Ломка устоявшихся представлений и замена их новыми» — так просто охарактеризовал Иосиф Самуилович процессы, происходящие в астрономии его времени. Но за этой простотой стояло ни много ни мало — в первую очередь открытие десятка новых классов астрономических объектов и изучение их свойств, а затем объяснение лежащих в их основе физических механизмов и увязывание их в единую внутренне непротиворечивую теорию. Причем, как это часто бывает в науке, открыватели «новых миров» оказываются более воспетыми и почитаемыми, нежели теоретики, подведшие под эти открытия фундамент. Например, летом 1967 года мир облетела сенсация: группа Энтони Хьюиша из Маллардской обсерватории Кембриджского университета открыла первый пульсар PSR B1919+21 в созвездии Лисички — небесное тело, излучение которого на Земле фиксируется в виде периодических всплесков активности. Английский астроном получил Нобелевскую премию, а о том, что теоретические основы поведения пульсаров были объяснены Шкловским еще до открытия последних — в начале 1967-го, широкая общественность не знает.
Опередил Шкловский-теоретик и экспериментальное исследование ионизации атмосферы Земли: еще в 1946-м, за десять лет до ракетных и спутниковых наблюдений, ученый объяснил существование D-слоя ионосферы мягким рентгеновским излучением в составе спектра солнечной короны. Эта внешняя часть атмосферы Солнца, простирающаяся, по сегодняшним представлениям, по меньшей мере до границ Солнечной системы, в середине прошлого века была совершенно таинственным объектом, и именно на ней молодой астрофизик сосредоточил свои научные усилия. Шкловский не просто изучил химический состав короны и идентифицировал происходящие в ней процессы ионизации — он построил ее теорию. Оказалось, что корона неоднородна: во внутреннем слое основным фактором возбуждения является электронный удар, тогда как на периферии высокоионизированные атомы железа возбуждаются под действием излучения солнечной фотосферы. Продолжением этих исследований стала теория радиоизлучения «спокойного Солнца»; в ней Шкловский показал наличие двух составляющих спектра: сантиметровой — теплового излучения хромосферы и метровой — излучения короны. К этому же времени относится и гипотеза о природе всплесков солнечной активности: их ученый объяснил прохождением через корону потоков частиц и вызываемыми в результате этого плазменными колебаниями.
Но лучшими своими работами Иосиф Самуилович считал две статьи 1955 года, посвященные планетарным туманностям — ионизированным газовым облакам со звездой—белым карликом в середине. Шкловский показал, что они представляют собой конечные стадии эволюции звезд—красных гигантов, когда те «сбрасывают» с себя внешнюю оболочку. Этот «эффектный финал» длится по астрономическим меркам всего ничего — несколько десятков тысяч лет, мгновение по сравнению с несколькими миллиардами лет жизни звезды. Теория планетарных туманностей была любима Шкловским во многом потому, что в ее основе лежали чисто астрономические методы, и в этом смысле она была триумфом методологической целостности науки.
Имя Шкловского вписано в золотой фонд советской астрономии. Так получилось, что детство мальчика прошло в разъездах: вместе с отчимом — строителем железных дорог семья исколесила весь бывший Советский Союз. Так что своим выдающимся земляком Иосифа Самуиловича считают и в Астане, где он окончил семилетку, и во многих сибирских городках, где пятнадцатилетним подростком он строил БАМ, и во Владивостоке, где учился на младших курсах физмата. И, конечно же, в Украине: здесь, в Глухове на Сумщине, он начал свой земной путь и здесь, под крымским небом в Симеизской обсерватории, у него рождались новые, меняющие облик астрономии идеи.
