Звездные треки над Паранальской обсерваторией

обсерватории звезды
Звездные треки над Паранальской обсерваторией: концентрические дуги вокруг южного полюса мира и телескоп AT 3
Звездные треки над обсерваторией Паранал в чилийской пустыне Атакама. Снимок сложен из 300 последовательных выдержек по 25 секунд. Фото: Osvaldo Castillo.

Триста кадров, снятых один за другим с обычного штатива, сложились в картинку, которую невозможно увидеть глазом: вращение Земли. Звезды над чилийской пустыней Атакама расчертили небо концентрическими дугами, а в центре этих дуг – точка, вокруг которой каждую ночь поворачивается все южное небо.

Под ней в желтом свете стоит телескоп с цифрой 3 на боку.

Камера стояла неподвижно на штативе, а небо – нет. За каждую 25-секундную выдержку звезда успевала сместиться на заметную долю градуса, и вместо точки на матрице оставался короткий штрих. Автор снимка Освальдо Кастильо сделал 300 таких кадров подряд и сложил их в один: штрихи состыковались в непрерывные дуги.

Арифметика простая. 300 кадров по 25 секунд – это 7500 секунд, около двух часов пяти минут. Небо поворачивается примерно на 15 градусов в час, значит, за это время звезды прошли около 31 градуса – меньше десятой части полного круга. Именно такой сектор и занимает каждая дуга на снимке.

Где находится центр, вокруг которого закручены треки

Все дуги концентричны и сходятся к южному полюсу мира – точке, в которую упирается продолженная в космос ось вращения Земли. У Северного полушария есть свой полюс мира, рядом с ним стоит Полярная звезда.

Высота полюса мира над горизонтом всегда равна широте места наблюдения. Паранал лежит примерно на 24,6 градуса южной широты, поэтому центр вращения висит невысоко над горизонтом – ровно там, где на снимке стоит купол телескопа.

Южному полушарию с ориентиром не повезло. Ближайшая к южному полюсу мира звезда, видимая невооруженным глазом, – Сигма Октанта: она удалена от полюса чуть больше чем на градус и имеет блеск около 5,6 звездной величины. Это предел различимости для глаза даже под идеальным небом, так что для навигации она не годится – направление на юг в Южном полушарии традиционно ищут по Южному Кресту.

С какой скоростью мы летим на восток прямо сейчас

На экваторе поверхность планеты движется на восток со скоростью около 1670 километров в час. На широте Паранала эта скорость больше 1500 км/ч – это быстрее скорости звука у поверхности моря (около 1235 км/ч).

Мы этого не чувствуем по той же причине, по которой не чувствуем движения в самолете на эшелоне: движение равномерное, вместе с нами летит вся атмосфера, а ускорений, которые ощущает вестибулярный аппарат, почти нет. Единственное доступное глазу доказательство – как раз такое: медленный поворот всего неба, растянутый на часы и «пойманный» фотографией.

Что за телескоп стоит под полюсом мира

В кадре – AT 3, один из четырех вспомогательных телескопов Паранальской обсерватории Европейской южной обсерватории (ESO). Диаметр зеркала 1,8 метра: по меркам любителя это огромный инструмент, но на фоне четырех главных 8,2-метровых телескопов VLT он выглядит малышом.

Вспомогательные телескопы не работают поодиночке. Они стоят на рельсах и переезжают между три десятками стационарных точек, чтобы их можно было разносить друг от друга на расстояние до 200 метров. Свет от них сводится под землей в общий интерферометр VLTI, и в этом режиме система различает детали так, как это делал бы телескоп с зеркалом размером, равным расстоянию между отдельными телесеопами. Именно поэтому маленькие AT ценны сами по себе: они дают обсерватории «длинную базу» тогда, когда большие телескопы заняты собственными программами.

Почему такие снимки получаются именно на Паранале

Гора Серро-Паранал поднимается на 2635 метров посреди Атакамы – самой сухой пустыни планеты. Сочетание высоты, сухости и спокойной атмосферы дает почти круглый год чистое небо, а по итогам исследования 2023 года площадка Паранала была признана самым темным местом среди крупных обсерваторий мира.

Эту темноту едва не потеряли. В конце 2024 года компания AES Andes подала на экологическую экспертизу проект INNA – промышленный комплекс по производству «зеленого» водорода и аммиака площадью более 3000 гектаров, в 5–11 километрах от телескопов. Расчеты ESO показали, что засветка над VLT выросла бы минимум на 35 процентов, а над южной площадкой гамма-обсерватории CTAO – более чем на 50. В январе 2026 года компания от проекта отказалась, а в феврале официально отозвала заявку из чилийской системы экологической оценки. Небо на этом снимке – то самое, которое удалось отстоять.

Как снять звездные треки самому

Для такого кадра не нужен ни телескоп, ни монтировка – только терпение и тренога.

Что понадобится: устойчивый штатив, широкоугольный объектив со светосилой f/2,8–f/4, пульт или интервалометр (у многих камер он встроен), заряженные аккумуляторы. Фокус – вручную на бесконечность, по яркой звезде в режиме увеличения на экране.

Снимайте серию кадров по 20–30 секунд с минимальными паузами между ними, ISO 800–1600, и не останавливайтесь раньше чем через час: полтора-два часа дают дуги, которые уже читаются как окружности. Потом кадры складываются бесплатными программами вроде StarStaX или Sequator.

Почему серия лучше одной длинной выдержки на два часа: матрица не успевает нагреться и «зашуметь», небо не выбеливается городской засветкой, а случайно въехавшая в кадр машина или самолет портят один кадр из трехсот, а не весь снимок целиком. В Северном полушарии камеру наводят на север – центром вращения будет Полярная звезда.


Часто задаваемые вопросы

Сколько времени нужно снимать, чтобы дуги стали заметными?

Небо поворачивается на 15 градусов в час. Через 15 минут треки уже видны, но выглядят как короткие штрихи. Час съемки дает дуги в 15 градусов, два часа – около 30 градусов, и именно с этого момента картинка начинает читаться как вращение вокруг полюса мира.

Почему звездные треки на фото разного цвета?

Цвет трека – это собственный цвет звезды, растянутый в линию. Голубые дуги оставляют горячие звезды с температурой поверхности в 10–30 тысяч градусов, белые и желтые – звезды солнечного типа, красноватые – холодные гиганты вроде Бетельгейзе. На длинной выдержке камера набирает достаточно света, чтобы показать оттенки, которые глаз почти не различает.

Зачем обсерватории 1,8-метровые телескопы рядом с восьмиметровыми?

Вспомогательные телескопы работают в режиме интерферометра: свет от нескольких инструментов сводится вместе, и система различает детали так, как это делал бы один телескоп размером с расстояние между ними. Четыре подвижных вспомогательных телескопа можно разносить на сотни метров, поэтому по способности разделять близкие объекты связка маленьких телескопов превосходит любой одиночный гигант.

Можно ли снять такие же треки в России?

Да, техника ровно та же, но камеру наводят на север: центром вращения будет Полярная звезда, а не пустая точка южного неба. На средних широтах России полюс мира стоит высоко – от 45 до 60 градусов над горизонтом, поэтому в кадр удобно вписывать пейзаж под ним. Главное условие – темное небо за городом и безлунная ночь.