От полётов SOFIA к науке Института SETI: Дана Э. Бэкман — звёздные небеса и южные ночи

«Астрономия помогает людям понять, как мы знаем то, что знаем, — и почему наука по-прежнему важна».

«Углерод, кислород и азот, из которых состоим мы, сварились в недрах красных гигантов задолго до того, как сформировалась даже Земля».

От полётов на борту летающей обсерватории NASA SOFIA на базе Boeing 747 до расшифровки состава атмосфер экзопланет астроном Дана Э. Бэкман переводит сложные космические открытия в увлекательные истории для студентов, учителей и всех, кто учится на протяжении всей жизни. Он также делится с путешественниками на круизах Swan Hellenic десятилетиями наблюдений за звёздами и опытом научного рассказчика. Его карьера связана с NASA, академической наукой и Институтом SETI, однако любовь к космосу зародилась у него дома, под ночным небом…

Привет, Дана! Что пробудило вашу любовь к астрономии?

Дана: Моя страсть проявилась рано. Мой отец, самоучка-рабочий, знал созвездия и учил меня с помощью небольшого набора для сборки планетария, который подарил мне на день рождения. В то же время первые астронавты и космонавты отправлялись в космос, и этот восторг побудил меня впитывать всё, что только можно было узнать о космических науках и астрономии.

Что входит в вашу роль в программе NASA AAA?

Дана: Я поддерживаю учителей естественных наук — от средней школы до двухгодичных колледжей — через повышение квалификации и предметное обогащение учебных программ. Астрономия имеет дело с далёкими объектами, но это одна из самых доступных наук. Сейчас кажется, что наука и даже само понятие экспертизы находятся под угрозой. По моему опыту, как в классе, так и вне его, астрономия помогает людям понять, как работает наука.

Как начался ваш путь в Институте SETI?

Дана: В детстве меня завораживала жизнь во Вселенной. В колледже я нашёл экземпляр книги «Вселенная, жизнь, разум» Иосифа Шкловского и Карла Сагана и перечитывал её, пока не выучил наизусть! Спустя десятилетия меня пригласили в Институт SETI руководить образовательными и просветительскими программами по миссии NASA с летающей обсерваторией SOFIA (Институт заключил субподряд с NASA на управление этой программой). Так, после десятилетий стремления быть связанным с Институтом SETI, эта возможность внезапно и неожиданно представилась сама. Ради этой работы я даже оставил должность профессора с постоянным контрактом.

Почему Чили — такой центр астрономических наблюдений?

Дана: Прежде всего, сухой климат пустыни Атакама и окрестных регионов создаёт постоянно самое чистое небо в мире. Во-вторых, чилийские горы с обсерваториями расположены на низких широтах — от 24 до 31 градуса южной широты; чем ближе обсерватория к экватору, тем бо́льшую часть всего неба она может наблюдать в течение года. В-третьих, здесь много хороших площадок для обсерваторий недалеко от побережья, рядом с крупными городами, например Антофагастой, что обеспечивает удобную логистическую поддержку и источники персонала для строительства и эксплуатации обсерваторий. Я бывал там семь раз, и каждый раз, когда я туда приезжаю, мои прежние представления лишь укрепляются красотой южного звёздного неба.

Каково это — рассказывать об астрономии на борту круизного лайнера?

Дана: Я не ожидал, что буду проводить вечерние беседы о наблюдении звёздного неба, но был рад такой возможности (одна на берегу, три на борту). Думаю, люди, которые приходили на дневные лекции, выходили ночью и приводили с собой друзей, и мы все прекрасно проводили время. Среди прочего я смог показать Марс, Юпитер и Туманность Ориона. Стоит отметить, что для пассажиров из Северной Америки или Европы половина неба южного полушария состояла из созвездий и звёзд, которых они никогда не видели и даже не слышали о них.

Как вы адаптируете свои выступления для разных слушателей?

Дана: За последний год я выступал перед учёными, учителями, пенсионерами и студентами колледжей. Думаю, я довольно хорошо умею подстраивать стиль общения под разную аудиторию. Я всегда призываю задавать вопросы — они помогают мне по ходу дела подстраивать лекцию под слушателей. А когда люди понимают, что я не кусаюсь, вопросы обычно так и сыплются.

Вы рассказываете в лекциях о таких темах, как океанические миры и внеземная вода. Какие недавние открытия вас больше всего воодушевляют?

Дана: Свет от внесолнечных планет, собранный космическим телескопом «Уэбб», выявил несколько планет размером с Юпитер с водяным паром в атмосферах — это лишь вопрос времени, когда у экзопланеты размером с Землю обнаружат воду. Кроме того, марсоход Curiosity проанализировал образцы горных пород и нашёл глины, которые, вероятно, образовались на дне древнего марсианского озера. Тем временем наблюдения за Луной, проведённые обсерваторией SOFIA, показали, что значительное количество воды связано с частицами лунного грунта. Другими словами, вода встречается повсюду.

Что Марс и Венера могут рассказать нам о судьбе Земли?

Дана: Венера показывает будущее «неконтролируемого парникового эффекта» — это окончательная судьба Земли из-за эволюции Солнца, независимо от того, что предпринимает человечество или не предпринимает. Марс демонстрирует последствия эффекта «неконтролируемого холодильника» — процесса, который вряд ли затронет Землю в будущем. Однако в прошлом Земля переживала периоды, которые геологи называют событиями «Земля-снежок»; их можно сравнить с некоторыми аспектами истории Марса. Один важный момент: есть свидетельства того, что и у Марса, и у Венеры когда-то были океаны, но в конце концов они их потеряли. Только Земля сохранила свои океаны.

Какие истории находят самый сильный отклик у гостей?

Дана: У меня «профессорская болезнь» — историй всегда не хватает на всё! Как и в моих книгах, я стараюсь подчеркнуть, как мы знаем то, что знаем, и как элементы жизни на Земле встречаются по всей Вселенной. К счастью, на корабле всегда найдётся время для новых историй за ужином и напитками!

Чего вы хотели бы, чтобы гости Swan Hellenic унесли с собой с ваших лекций?

Дана: Гости Swan Hellenic уже проявляют любопытство ко Вселенной. Я надеюсь, что они уйдут не только с интересными фактами, но и с ощущением взаимосвязи людей, Земли и космоса.

Фото предоставлено Вилли Альфаро, биолог и консультант по вопросам окружающей среды.

Вы помогали создавать учебники для колледжей. Как вы делаете сложные идеи понятными для новичков?

Дана: Мои учебники рассчитаны на студентов первого курса колледжа, которые не собираются специализироваться в естественных науках, — людей, которые, так сказать, боятся науки и математики. Мой подход состоял в том, чтобы сделать книги очень лёгкими по математическому содержанию, но при этом использовать изощрённый язык: иначе говоря, не «упрощать», а ориентироваться на студентов-гуманитариев. Две темы проходят через все книги: (1) Как мы знаем то, что знаем? и (2) Какова история атомов в нашем теле? Я считаю, что эти темы увлекают всех студентов, независимо от того, ориентированы ли они на науку.

Какой совет вы бы дали студентам и преподавателям, которые любят космос и мечтают работать в таком месте, как Институт SETI?

Дана: Похожие вопросы я получаю, когда выступаю перед школьными группами. Ученики ожидают, что я скажу очевидное — сосредоточьтесь на курсах математики и естественных наук. Вместо этого я говорю то, что их удивляет: в обычный рабочий день учёного я провожу 70 % времени за письмом, 25 % — за разговорами и 5 % (не больше) — за математикой. Поэтому, если хотите стать хорошим учёным, изучайте язык и литературу! (Как сказал персонаж Джоди Фостер в фильме «Контакт»: «Надо было отправить поэта!»)

Расскажите о вашей работе в миссии SOFIA — летающей обсерватории на борту Boeing 747…

Дана: Я присоединился к миссии SOFIA в 2003 году в качестве директора программ образования и связей с общественностью этой миссии. Одной из моих обязанностей было готовить пресс-релизы об открытиях SOFIA для широкой публики, поэтому я продолжил практику, начатую ещё в работе профессора колледжа и автора учебников: переводить передовые астрономические исследования на понятный язык. Моей главной задачей было возить учителей естественных наук на полёты SOFIA, чтобы они могли увидеть учёных в работе, понять, как проектируются и проводятся исследовательские проекты, и привезти эти знания и опыт обратно в свои классы. Мои 52 полёта с учителями на борту SOFIA стали незабываемым опытом.

Имея за плечами десятилетия исследований и преподавания, какая концепция в астрономии до сих пор поражает вас до глубины души?

Дана: Идея о том, что атомы углерода, кислорода и азота, из которых состоим мы и другие живые существа, сварились в недрах красных гигантов задолго до образования Солнца и Земли, — а атомы драгоценных металлов, таких как золото, серебро и платина в наших украшениях, были созданы всего за несколько секунд во время взрывов сверхновых звёзд.

Учитывая вашу роль в Институте SETI, считаете ли вы, что мы близки к открытию внеземной жизни?

Дана: Ну, я больше не занимаюсь исследованиями, а моя специальность — формирование звёзд и планет, поэтому я не эксперт в современных рубежах астробиологии. Однако моё скромное, но осведомлённое мнение таково: в конце концов мы найдём признаки микробной жизни где-то ещё в Солнечной системе, но эта жизнь будет узнаваемо родственной земной (иметь с ней общее происхождение), а не развившейся независимо. Думаю, есть некоторый шанс, что при нашей жизни «Уэбб» или более совершенный телескоп будущего обнаружит признаки того, что у какой-то экзопланеты есть неравновесная атмосфера, подобная земной, — что указывало бы на наличие биосферы, — но я не буду затаивать дыхание!

Как, по вашему мнению, гражданские учёные и астрономы-любители будут вносить вклад в астрономию в будущем?

Дана: Астрономия среди наук по-настоящему особенна тем, что гражданские учёные и астрономы-любители до сих пор могут вносить значительный вклад. Думаю, огромные объёмы общедоступных данных, которые будут поступать с таких установок, как телескоп Рубина и его программа Legacy Survey of Space and Time, позволят этому продолжаться.

Были ли особые и неожиданные вопросы аудитории, которые вам запомнились?

Дана: Однажды вечером руководители экспедиции попросили меня заменить местного астронома, который не смог провести вечернюю экскурсию по наблюдению заката и звёзд на берегу. В ту ночь мы отправились в очень тёмное место, и я показывал созвездия и звёзды, пока на фоне играл андский музыкальный ансамбль. Мне задали два особенно запоминающихся вопроса: 1) Что самое далёкое, что мы можем увидеть сегодня ночью? Я показал на Большое Магелланово Облако, которое находится в 150 000 световых лет от нас (и которое, кстати, можно увидеть только из Южного полушария). 2) Как бы выглядели наше Солнце и Солнечная система издалека? Я указал на Альфу Центавра и сказал, что эта звезда, находящаяся в 4 световых годах от нас, почти двойник нашего Солнца. Если бы мы стояли на планете, вращающейся вокруг неё, наше Солнце имело бы такую же яркость и цвет.

Если бы вы могли отвезти гостей в круиз к любому космическому объекту, куда бы вы отправились?

Дана: Спутник Сатурна Гиперион. Его орбита наклонена к плоскости колец Сатурна, поэтому кольца были бы видны под углом и казались бы в 13 раз шире Луны, какой она видна с Земли!

Могли ли вы представить, что будете так тесно работать с NASA и SETI и вести занятия под звёздами на борту полярных экспедиционных круизов?

Дана: Я работаю с NASA более 36 лет в разных ролях. Я мечтал стать спикером на круизном лайнере с тех пор, как в 1991 году отправился в круиз для наблюдения затмения в Нижней Калифорнии — несколько старших коллег были приглашёнными докладчиками в той поездке. Я в восторге, что это наконец случилось!