В 2009 году астрономы из Европейской южной обсерватории (ESO) сделали то, что ещё недавно казалось уделом лишь крупнейших космических аппаратов: они научились вычислять размеры и форму астероидов, не покидая Земли. Причём речь идёт о телах, которые слишком малы для традиционных наблюдательных методов. Ключом к прорыву стала технология, позаимствованная у радиоастрономов, — интерферометрия со сверхдлинной базой, только адаптированная для оптического и инфракрасного диапазонов.

От радиоволн к свету: как это работает

В основе метода лежит интерференция — явление, знакомое каждому, кто видел круги на воде от двух брошенных рядом камней. Когда волны одинаковой частоты накладываются друг на друга, их гребни и впадины либо усиливаются, либо гасят друг друга, создавая характерный узор. В астрономии этот принцип используют, чтобы «сложить» свет от одного объекта, собранный двумя или более телескопами, разнесёнными на приличное расстояние. Компьютер анализирует получившуюся интерференционную картину и восстанавливает по ней детали, которые одиночный инструмент просто не разглядел бы.

Для радиоастрономии такой трюк — дело привычное. Радиоинтерферометрия со сверхдлинной базой (VLBI) десятилетиями объединяет антенны, разбросанные по континентам, в единый виртуальный телескоп размером с планету. Но с видимым и инфракрасным светом всё сложнее: атмосфера дрожит, длины волн короче, а требования к точности — жёстче. Именно этот барьер и взяли специалисты ESO.

Первый экзамен: астероид, знакомый с «Галилео»

Для испытаний выбрали объект с проверенной биографией — астероид 951 Гаспра. Это небесное тело вошло в историю в 1991 году, когда космический аппарат «Галилео» на пути к Юпитеру впервые сфотографировал астероид с близкого расстояния. Теперь Гаспре предстояло стать полигоном для земной технологии.

Учёные задействовали два 8-метровых телескопа, разнесённых на 47 метров, и вели наблюдения в средней инфракрасной области. Полученные данные свели воедино и пропустили через алгоритмы — результат совпал с тем, что мы уже знали об астероиде благодаря «Галилео». Хорошее согласование с фактическими данными подтвердило: метод работает.

Двойной сюрприз Барбары

Вторым объектом стал астероид 234 Барбара — и здесь новая технология преподнесла сюрприз. Оказалось, что Барбара, скорее всего, не монолит, а двойная система: два «куска» размерами 21 и 37 километров, разделённые расстоянием в 24 километра. Они вращаются вокруг общего центра масс, как крошечная космическая гантель.

Такие двойные астероиды — не редкость, но каждая находка добавляет штрих к картине ранней Солнечной системы. По словам исследователей, изучение форм и размеров астероидов помогает понять процессы, которые шли в те времена, когда планеты только формировались из протопланетного диска. Каждый булыжник, летающий между Марсом и Юпитером, — это обломок того самого строительного материала, который почему-то не собрался в полноценную планету.

Зачем измерять астероидную мелочь

До сих пор детальные портреты астероидов мы получали в основном от космических миссий вроде того же «Галилео» или более поздних «Розетты» и OSIRIS-REx. Но такие визиты — штучные и дорогие. Наземная интерферометрия обещает поставить изучение малых тел на поток. Чем больше мы знаем о размерах, форме и внутренней структуре астероидов, тем точнее можем моделировать их орбиты — а это, помимо чисто научного интереса, ещё и вопрос планетарной безопасности. В конце концов, именно такие «мелочи» иногда падают на Землю, и знать заранее, монолит перед нами или рыхлая груда щебня, — совсем не лишнее.

Работа с подробным изложением первых успешных измерений готовилась к публикации в журнале The Astrophysical Journal. С тех пор технология, разумеется, шагнула далеко вперёд — достаточно вспомнить, как тот же принцип используется в современных проектах вроде Очень Большого Телескопа-интерферометра (VLTI). Но именно те февральские дни 2009-го показали: астрономы могут разглядеть астероидную мелочь, не дожидаясь, пока к ней отправится очередной зонд. И, пожалуй, в этом есть что-то от мудрости, подмеченной ещё Дюма-сыном: ум человеческий, конечно, имеет свои пределы, но глупость — уж точно нет, и хорошо, что учёные предпочитают расширять первые, а не вторые.