Амина Хельми, астроном: «Через 20 лет мы узнаем, одиноки ли мы во Вселенной»

Каждый раз, когда ночной автобус, на котором она ехала в гости к родителям, останавливался на полпути на заброшенной заправочной станции посреди аргентинской пампы, Амина Хельми (Баия-Бланка, 1970) выходила и смотрела на небо. Посреди равнины, где никакие огни не мешали обзору, юная студентка-астроном любовалась этим звездным покровом, яркой туманностью, рассекавшей черноту над её головой, и восхищалась как безграничностью Вселенной, так и тем, что она, находясь в этом крошечном уголке Земли, могла хоть немного понять, что происходит там, в космосе. Хельми родилась в Баия-Бланке, городе в 650 километрах от Буэнос-Айреса, в семье иммигрантов: у неё была мать-голландка и отец-египтянин, который по приглашению русского профессора своей же специальности приехал в этот город, чтобы преподавать химию почв в университете. То, что должно было стать опытом на пару лет, превратилось в всю жизнь, и их единственная дочь родилась и выросла в Аргентине, училась в государственном университете Ла-Платы (в 60 километрах от Буэнос-Айреса), а в девяностые годы эмигрировала в Нидерланды — страну с богатыми традициями в астрономии, где проживает до сих пор. Работая в Астрономическом институте Каптейна при Университете Гронингена, он сделал открытия, связанные с формированием Млечного Пути, которые принесли ему множество наград. Последняя — престижная премия Кавли по астрофизике, учрежденная в 2008 году Фондом Кавли в сотрудничестве с Норвежской академией наук и литературы и Министерством образования и науки Норвегии. Вопрос. В чём заключалось ваше открытие, касающееся формирования нашей галактики, Млечного Пути? Ответ. Когда я только начинал свою карьеру, существовала космологическая модель, согласно которой галактики растут за счёт слияния с более мелкими галактиками. Но странным было то, что при каждом слиянии, если галактики имеют схожие размеры, диск этих галактик разрушается. Таким образом, возникал парадокс: как может быть так много галактик, имеющих диск, таких как Млечный Путь, при том, что, согласно модели, должно было произойти столько слияний? Нам удалось разработать метод для обнаружения этих слияний и их моделирования, и мы разрешили это противоречие, обнаружив, что эти слияния произошли очень давно. Последнее крупное слияние, которое является одним из моих открытий и которое мы назвали «Гая-Энцелад», произошло около 10 миллиардов лет назад. С тех пор жизнь Млечного Пути протекает крайне спокойно, что позволило диску разрастись и стать таким же большим, каким мы его наблюдаем сегодня. В. Ваше первое важное открытие произошло около 20 лет назад: вы обнаружили небольшой поток звёзд (с тех пор названный «потоком Хельми»), который двигался вместе внутри Млечного Пути и позволил вам предсказать то, что позже подтвердилось в более широком масштабе: что они пришли из другой галактики. О. Да. Поскольку мы не совсем знали, как находить следы слияний, я разработал модели для выявления в базе данных тех звёзд, которые прилетели из другой галактики и были поглощены Млечным Путем. И как только я понял, как их находить, я сказал: «Ладно, теперь я посмотрю, есть ли они». Я собрал данные и обнаружил эти первые следы звёзд из галактики, которая была поглощена Млечным Путем. И звёзд было немного: на тот момент их было 13. В.: Что во Вселенной — это ничто. О.: Конечно, во Вселенной это ничто. Это было на грани правдоподобности. Но потом появилось больше данных, и открытие подтвердилось. Пришлось ждать 18 лет. В. Почему звезды можно изучать, как вы это делаете в рамках галактической археологии, словно они были окаменелостями? О. Потому что звезды хранят память о том, откуда они пришли. С одной стороны, это проявляется в их движениях: звезды, образовавшиеся в одной и той же галактике, движутся в космосе вместе. С другой стороны, химический состав их атмосферы отражает химический состав среды, в которой они образовались. Таким образом, звезды, образовавшиеся в одной и той же среде, имеют примерно одинаковый химический состав, у них одинаковая «ДНК». И эта информация сохраняется с течением времени, она не теряется. Эта информация позволяет вам возвращаться в прошлое. Такие истории слияний происходили особенно часто, когда Вселенная была меньше, потому что тогда было больше возможностей для взаимодействия галактик, и слияния были более распространенными. Подавляющее большинство звёзд существует очень долго, вплоть до наших дней, но они рассказывают нам о том, как всё было в момент их образования. Поэтому они являются своего рода ископаемыми. В. Ещё несколько лет назад мы знали лишь один «квартал» Млечного Пути — у нас было лишь небольшое окно, через которое мы могли наблюдать нашу галактику. Насколько расширился наш обзор благодаря данным телескопа «Гайя», запущенного в 2013 году? О. Если сравнить с ситуацией 20 лет назад, когда я писал диссертацию, то по сути мы знали только о том, что происходило в окрестностях Солнца, в нашем ближайшем окружении. Теперь, благодаря «Гайе», у нас есть доступ практически ко всей галактике. Это объем, в 100 000 раз превышающий прежний. И нужно думать об этом так: ваше представление об истории будет совершенно иным, если вы сосредоточитесь на том, что происходило в вашем городе, по сравнению с тем, если вы знаете историю всего мира. Ну, здесь то же самое. Вдруг ты начинаешь понимать вещи, осознаёшь, что есть необычные явления, и можешь обнаружить гораздо больше остатков поглощённых галактик. В. Иметь инструменты, позволяющие смотреть всё дальше и дальше, — это решающий фактор? О. Мы видим Солнце таким, каким оно было восемь минут назад, потому что оно находится на расстоянии 150 миллионов километров, и свет идёт именно столько времени. Чем дальше ты уходишь, тем дольше доходит свет. Поэтому, когда ты наблюдаешь за очень удалёнными галактиками, на самом деле ты смотришь в прошлое: каким была Вселенная. Особенность Млечного Пути заключается в той возможности, о которой я упоминал в связи с «ископаемыми»: в некотором смысле у нас есть возможность, исходя из данных о близлежащих звездах, изучить, какой была Вселенная раньше. Это два взаимодополняющих способа понять, что происходило, когда Вселенная была моложе. В. Как вы уже говорили, что «Гая» расширила «окно» на Млечный Путь, что же сможет показать нам этот супертелескоп, который сейчас создают в Чили, — ELT? О. ELT позволит нам задавать вопросы, аналогичные тем, которые мы сейчас задаем себе в отношении Млечного Пути, наблюдая отдельные звезды в других, гораздо более удаленных галактиках, которые сегодня недоступны для наблюдения. Таким образом, располагая информацией об отдельных звёздах, можно заниматься подобной «археологией», но в отношении других галактик. А есть галактики, которые сильно отличаются от Млечного Пути, и мы пока не до конца понимаем, как они сформировались. Возможно, у нас появится доступ к гораздо более обширному окрестному пространству локальной Вселенной. Это касается той области, в которой я работаю, но также, с точки зрения обнаружения и изучения планет вокруг других звезд, ELT будет играть ключевую роль. В. Сможем ли мы начать отвечать на вопрос, одиноки ли мы во Вселенной? О. Да, в этом и заключается идея. Мы не знаем точно, что там, вовне, но там могут быть сюрпризы, и что-то обязательно будет открыто. Я думаю, что через 20 лет мы узнаем, одиноки ли мы во Вселенной. Может быть, через 30. В. Вы считаете, что могут существовать другие планеты, подобные Земле? О. Да. За последние 20 лет мы обнаружили, что планеты вокруг звёзд — явление весьма распространённое: у каждой звезды может быть одна или несколько таких планет. Дело в том, что планета должна находиться на определённом расстоянии от звезды, чтобы на ней, например, могла существовать вода в жидком состоянии; температуры не должны быть слишком высокими. Должны быть благоприятные условия для развития жизни. Жизнь на Земле развивалась очень долго. Поэтому вполне возможно, что то, что мы обнаружим на этих планетах, будет находиться на совершенно ином этапе развития. Возможно, это будет похоже на то, какой была Земля, скажем, 2 миллиарда лет назад.