Слон во Вселенной. 100 лет в поисках темной материи - Говерт Шиллинг

более медленные изменения блеска, вызванные микролинзированием на темных телах галактического гало. Олкок тут же ухватился за эту идею и, недолго думая, развил ее. А 31 октября на семинаре Центра космомикрофизики Калифорнийского университета в Беркли он представил план нового обзора микролинзирования, который мог бы в какой-то мере решить загадку темной материи, доказав, что хотя бы какая-то часть ее – это не нечто таинственное, а самая обычная барионная материя, просто остававшаяся незамеченной.

Был прямой смысл скооперироваться с учеными из Беркли – это совсем рядом с Ливерморской лабораторией, где работал Олкок. Центр космомикрофизики занимался разработкой детекторов частиц темной материи – главным образом вимпов, и его новый директор, французский физик Бернар Садуле, был готов вложить деньги и силы в проект наблюдения микролинзирования. Если он окажется успешным, то Беркли разделит славу великого открытия, а если нет, то отсутствие барионной темной материи станет дополнительным аргументом в пользу проводимых Центром поисков вимпов. К тому же работавший в Центре физик и технический гений Крис Стабс занимался тем, что пробовал составлять из отдельных приборов с зарядовой связью (ПЗС) крупноформатные мозаики, позволявшие охватить большее поле зрения и тем самым обеспечить одновременное слежение за большим количеством звезд. Такой прибор был бы совсем не лишним для проекта Олкока.

Оставалось лишь найти достаточно крупный телескоп, чтобы на протяжении многих лет использовать его для проведения обзора. Телескоп должен быть расположен в Южном полушарии, потому что наиболее подходящая область неба для обзора – Большое Магелланово Облако – карликовый спутник нашей Галактики, который не виден из большей части Северного полушария. Большое Магелланово Облако находится на расстоянии 167 000 световых лет – достаточно близко, чтобы с Земли были различимы отдельные звезды, которые при этом достаточно тесно расположены, обеспечивая большое количество потенциальных микролинзирующих источников. А весьма ценной дополнительной площадкой могла бы служить расположенная рядом другая карликовая галактика – Малое Магелланово Облако.

И, к счастью, такой телескоп нашелся. Это был старый неисправный телескоп с зеркалом диаметром 1,27 метра, стоявший без дела под куполом в обсерватории Маунт-Стромло поблизости от Канберры (Австралия). Об этом Беннетт узнал от работавшего в обсерватории астронома Кена Фримена, когда обратился к нему с просьбой подыскать подходящий для обзора инструмент. Речь идет о так называемом Большом Мельбурнском телескопе, который был построен в 1868 году и был тогда крупнейшим полноповоротным телескопом в мире. В 1947 году он был перемещен в обсерваторию Маунт-Стромло.

Фримен заинтересовался темной материей, еще когда занимался кривыми вращения галактик в 1970 году (см. главу 8), а во время своего пребывания в Институте перспективных исследований в Принстоне в 1985-м он узнал о теоретических работах Пачинского по микролинзированию. А что, если восстановить Большой Мельбурнский телескоп и вернуть ему прежнюю славу, отведя ему главную роль в захватывающем проекте? Вместе со своим коллегой Питером Квинном Фримен уговорил директора Алекса Ро-джерса поддержать их план, и в 1990 году было получено финансирование на восстановление телескопа.

Так родился совместный проект Ливерморской лаборатории, Калифорнийского университета в Беркли и обсерватории Маунт-Стромло, названный MACHO. Эту броскую аббревиатуру в 1991 году придумал член группы Ким Грист. Да и вообще, кому нужны эти вимпы?

Но Олкок с партнерами не были единственными. Среди присутствовавших на том «хэллоуинском» семинаре Центра космомикрофизики Калифорнийского университета в Беркли в 1989 году был Джеймс Рич из Центра ядерных исследований в Сакле (Франция). Вернувшись в Париж, Рич обсудил планы Олкока со своими коллегами Мишелем Спиро и Эриком Обургом, которые пришли в восторг при мысли о возможности найти объекты темного гало путем наблюдения микролинзирования. Спиро, Обург, Рич с коллегами сразу же приступили к выполнению собственного проекта, получившего название EROS – Experience pour la Recherche d’Objets Sombres («Эксперимент по исследованию темных объектов»)5.

Строительство Большого Мельбурнского телескопа в 1869 году. В 90-х годах XX века этот телескоп использовался для поиска МАЧО – массивных компактных объектов гало

Большинство ученых в Сакле были физиками, и разница в менталитете с астрономами сказывалась с самого начала. Группу EROS совершенно не пугала перспектива прочесывания огромного массива данных в поисках чрезвычайно редких событий – это как раз то, чем они занимались, исследуя выложенные на сайте ЦЕРНа данные измерений, выполненных на Большом электрон-позитронном коллайдере. Программисты в Сакле разработали специальные программы для автоматического анализа данных, а инженеры в отделе исследования элементарных частиц приступили к созданию большой электронной камеры.

Чтобы еще больше повысить шансы оказаться первыми, группа EROS решила не ждать, пока будет готова цифровая камера. Они начали работу по поиску микролинзирования, делая по старинке фотографические снимки Большого Магелланового Облака на (представьте себе!) стеклянных пластинках, которые потом оцифровывали для последующей компьютерной обработки. Благодаря связям Альфреда Видал-Маджара из отдела астрофизики удалось выйти на Европейскую южную обсерваторию (ЕЮО), что давало возможность использовать один из ее телескопов для получения таких снимков. У ЕЮО в Чили было целых 14 телескопов, расположенных в обсерватории Ла-Силья, в том числе и метровый телескоп Шмидта [18] – самый подходящий инструмент для получения широкоугольных снимков ночного неба. И уже в 1990 году первые фотографические пластинки со снимками Большого Магелланова Облака с изображениями около 8 миллионов слабых звезд были оцифрованы с помощью нового сканера MAMA (Machine Automatique a Mesures pour l’Astronomie – «автоматическая машина для астономических измерений») Парижской обсерватории – устройства для измерения фотопластинок, с помощью которого можно определить блеск буквально всех присутствующих на изображении звезд. Сравнивая данные, полученные в разные ночи, можно было с помощью специальной программы обнаруживать звезды с характерными для микролинзирования изменениями блеска.

В конце 1991 года заработала установленная на расположенном в обсерватории Ла-Силья 40-сантиметровом рефракторе GPO (Grand Prisme Objectif) цифровая камера EROS1. На тот момент EROS1 с 3,7 миллиона пикселов была самой большой в мире цифровой камерой. Но она покрывала лишь часть поля зрения шмидтовского телескопа, и поэтому на электронные снимки попадало лишь около 100 000 из 8 миллионов звезд. Зато цифровая камера работала с гораздо более короткими экспозициями и поэтому в принципе позволяла обнаруживать более кратковременные события, порожденные менее массивными МАЧО.

А тем временем возглавляемая Олкоком группа MACHO занималась созданием собственной цифровой камеры. В условиях конкуренции с французами следовало торопиться – открытие большой популяции темных объектов вполне могло претендовать на Нобелевскую премию. Стабсу удалось соединить четыре больших ПЗС-камеры в 16,8-мегапиксельную мозаику – это был очередной рекорд. Но в силу ряда причин, в том числе и из-за потребовавшего долгого времени восстановления Большого Мельбурнского телескопа,