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 в нас были синтезированы в недрах красных гигантов задолго до того, как появилась Земля.»

От полётов на борту летной обсерватории НАСА SOFIA, базирующейся на «Boeing 747», до расшифровки атмосфер экзопланет — астроном Дана Э. Бэкман переводит сложные космические открытия в увлекательные рассказы для студентов, преподавателей и пожизненных учеников. Он также приносит десятилетия наблюдений звёзд и научного повествования пассажирам круизов Swan Hellenic. Его карьера охватывает НАСА, академию и Институт SETI — но любовь к космосу началась дома, под ночным небом…

Привет, Дана! Что разожгло в вас любовь к астрономии?

Дана: Моя страсть началась с ранних лет. Мой отец, самоучка и рабочий, знал созвездия и научил меня, используя небольшой набор планетария, который он подарил мне на день рождения. Примерно в то же время первые астронавты и космонавты отправлялись в космос, и это воодушевление заставило меня впитывать всё, что я мог узнать о космической науке и астрономии.

Что входит в вашу роль в программе НАСА AAA?

Дана: Я поддерживаю учителей естественных наук — от средней школы до общественных колледжей — через профессиональное развитие и углубление предмета. Астрономия может иметь дело с отдалёнными объектами, но это одна из наиболее доступных наук. Сейчас, когда науку и само понятие экспертизы часто ставят под сомнение, у меня есть опыт как в классе, так и вне его, что астрономия помогает людям понять, как работает наука.

Как началось ваше сотрудничество с Институтом SETI?

Дана: В детстве меня завораживала мысль о жизни во Вселенной. В колледже я нашёл копию книги «Разумная жизнь во Вселенной» Иосифа Шкловского и Карла Сагана и читал её снова и снова, пока не выучил почти наизусть. Десятилетия спустя меня наняли в Институт SETI руководить образовательными и просветительскими программами миссии летной обсерватории SOFIA для НАСА (Институт имел субподряд с НАСА на управление этой программой). Так, после долгих лет желания быть связанным с Институтом SETI, внезапно появилась такая возможность. Я даже оставил штатную профессорскую должность, чтобы принять эту работу.

Почему Чили стало таким центром астрономии?

Дана: Прежде всего сухой климат пустыни Атакама и прилегающих районов обеспечивает постояннейшее чистое небо в мире. Во‑вторых, чилийские горы с обсерваториями находятся на низких широтах — примерно от 24 до 31 градусов южной широты; чем ближе обсерватория к экватору, тем большую часть неба она может наблюдать в течение года. В‑третьих, многие хорошие площадки для обсерваторий расположены близко к побережью рядом с крупными городами, такими как Антофагаста, что обеспечивает удобную логистику и источники персонала для строительства и эксплуатации обсерваторий. Я бывал там семь раз, и каждый раз моё прежнее представление только подтверждалось красотой неба южного полушария.

Каково делиться астрономией на круизном судне?

Дана: Я не ожидал читать лекции по ночному небу, но был рад иметь такую возможность (одна на берегу и три на борту). Думаю, люди, посетившие дневные лекции, выходили ночью и приводили друзей, и нам всем было очень весело. Среди множества других объектов мне удалось указать на Марс, Юпитер и туманность Ориона. Стоит отметить, что для пассажиров из Северной Америки или Европы половина неба южного полушария содержала созвездия и звёзды, которых они никогда прежде не видели — или даже о которых не слышали.

Как вы адаптируете свои лекции для разных слушателей?

Дана: За последний год я выступал перед учёными, преподавателями, пенсионерами и студентами колледжей. Думаю, я довольно хорошо умею подстраивать стиль общения под разную аудиторию. Я всегда поощряю вопросы — они помогают мне на ходу подстраивать лекцию под слушателей. А как только люди понимают, что я не кусаюсь, вопросы обычно посыпаются один за другим.

Вы в лекциях обсуждаете такие темы, как океанические миры и внеземная вода. Какие недавние открытия волнуют вас больше всего?

Дана: Свет от внесолнечных планет, собранный космическим телескопом «Джеймс Уэбб», выявил несколько планет размером с Юпитер с водяным паром в атмосферах — это лишь вопрос времени, когда будет обнаружена экзопланета размером с Землю, содержащая воду. Также марсоход «Кьюриосити» проанализировал образцы пород и обнаружил глины, которые, вероятно, образовались на дне древнего марсианского озера. Между тем наблюдения Луны летной обсерваторией SOFIA показали, что значительные количества воды связаны с частицами лунного реголита. Иными словами, вода появляется повсюду.

Чему Марс и Венера могут научить нас о судьбе Земли?

Дана: Венера демонстрирует сценарий «бегущего парникового эффекта» — будущее, к которому в конечном счёте приведёт эволюция Солнца, независимо от того, что сделает или не сделает человечество. Марс показывает результаты сценария «бегущего похолодания», процесс, который вряд ли затронет Землю в будущем. Тем не менее Земля переживала в прошлом эпизоды, которые геологи называют «Снежной Землёй», и их можно сравнить с аспектами истории Марса. Важно также, что есть свидетельства того, что и Марс, и Венера первоначально имели океаны, но в конечном итоге их потеряли. Только Земля сохранила свои океаны.

Какие истории находят наибольший отклик у гостей?

Дана: У меня «профессорская болезнь» — никогда не хватает времени на все мои истории! Как и в моих книгах, я стараюсь подчеркнуть, как мы знаем то, что знаем, и как элементы жизни на Земле встречаются повсеместно во Вселенной. К счастью, на корабле всегда находится время для новых историй за ужином и бокалом вина!

Что вы надеетесь, гости Swan Hellenic вынесут из ваших лекций?

Дана: Гости Swan Hellenic и так уже любопытны относительно Вселенной. Я надеюсь, что они уйдут не только с интересными фактами — но и, надеюсь, с ощущением взаимосвязи людей, Земли и космоса.

Фото предоставлено Вилли Альфаро, биолог и экологический консультант.

Вы помогали разрабатывать университетские учебники. Как вы делаете так, чтобы сложные идеи доходили до начинающих?

Дана: Мои учебники предназначены для студентов первого курса, которые не собираются делать науку своей профессией — для людей, испытывающих острах перед наукой и математикой. Мой подход: свести математический аппарат к минимуму, но использовать изысканную лексику — другими словами, не «упрощать до глупости», а адресовать материалы гуманитариям. Две темы, проходящие через все книги, это: (1) Как мы знаем то, что знаем? и (2) Какова история атомов в наших телах? Я считаю, что эти темы увлекательны для всех студентов, независимо от их научной направленности.

Какой совет вы дали бы студентам и преподавателям, увлечённым космосом, которые мечтают работать в Институте SETI или в похожем месте?

Дана: Мне часто задают похожие вопросы, когда я выступаю перед школьными группами. Студенты ожидают услышать очевидное — сосредоточьтесь на математике и естественных науках. Я говорю им другое, и это их удивляет — что в обычный рабочий день учёного 70% времени уходит на письмо, 25% — на разговоры и не более 5% (в лучшем случае) — на математику. Так что учите языки и литературу, если хотите стать хорошим учёным! (Как сказала героиня Джоди Фостер в фильме «Контакт»: «Надо было послать поэта!»)

Расскажите о вашей работе в миссии SOFIA — летной обсерватории на борту Боинга 747…

Дана: Я присоединился к миссии SOFIA в 2003 году в качестве директора программ по образованию и общественному просвещению. Одна из моих задач заключалась в подготовке пресс‑релизов о открытиях SOFIA для широкой публики, поэтому я продолжал практику — восходящую к моей работе в качестве профессора колледжа и автора учебников — перевода передовой астрономической науки понятным языком. Моя главная обязанность состояла в том, чтобы брать учителей естественных наук на полёты SOFIA, чтобы они могли увидеть учёных в работе, понять, как проектируются и проводятся исследования, и затем привезти эти знания и опыт в свои классы. Мои 52 полёта с учителями на борту SOFIA стали незабываемым опытом.

За десятилетия в науке и образовании, какая концепция в астрономии до сих пор поражает вас больше всего?

Дана: Идея о том, что атомы углерода, кислорода и азота в нас и других живых существах были синтезированы в недрах красных гигантов задолго до того, как сформировались Солнце и Земля — и что атомы драгоценных металлов, таких как золото, серебро и платина в наших украшениях, образовались за несколько секунд при взрывах сверхновых — до сих пор поражает меня.

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

Дана: Я уже не занимаюсь научными исследованиями, и моя область была посвящена формированию звёзд и планет, так что я не эксперт в текущих рубежах астробиологии. Моя умеренно информированная точка зрения такова: в конце концов мы, вероятно, найдём признаки микробной жизни в других местах Солнечной системы — но, скорее всего, она будет родственной земной жизни (общего происхождения), а не полностью независимого происхождения. Я думаю, что в наши дни есть некоторый шанс, что «Джеймс Уэбб» или более продвинутый будущий космический телескоп обнаружит признаки неравновесной атмосферы на какой‑то экзопланете, подобной земной, — указывающие на наличие биосферы — но я не стал бы затаивать дыхание.

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

Дана: Астрономия действительно уникальна среди наук тем, что гражданские учёные и любители всё ещё могут вносить заметный вклад. Я думаю, что огромные объёмы общедоступных данных, которые будут поступать от установок вроде телескопа Рубина и проекта Legacy Survey of Space and Time (LSST), позволят этому продолжаться.

Были ли какие‑то особые или неожиданные вопросы от аудитории, которые запомнились вам?

Дана: Однажды вечером лидеры экспедиции попросили меня подменить местного астронома, который не смог поддержать прибрежную программу на закате и звездное наблюдение. В ту ночь мы отправились в чрезвычайно тёмное место, и я указывал на созвездия и звёзды, пока на фоне играла андинская музыкальная ансамбль. Я получил два особенно запоминающихся вопроса: 1) Что самое далёкое, что мы можем увидеть сегодня вечером? Я указал на Большое Магелланово Облако, в 150 000 световых лет отсюда (которое, между прочим, видно только из южного полушария). И 2) Как выглядело бы наше Солнце и Солнечная система с расстояния? Я указал на Альфу Центавру и сказал, что эта звезда, в четырёх световых годах от нас, почти дубликат нашего Солнца. Если бы мы стояли на планете, обращающейся вокруг той звезды, наше Солнце имело бы ту же яркость и цвет.

Если бы вы могли взять гостей в круиз к любой космической цели, куда бы вы отправились?

Дана: Луна Сатурна Гиперион. Её орбита наклонена к плоскости колец Сатурна, поэтому кольца были бы видны под углом и казались бы в 13 раз шире по видимому размеру, чем Луна выглядит с Земли!

Могли ли вы представить, что окажетесь тесно сотрудничающим с НАСА и Институтом SETI — и будете преподавать под звёздами на борту полярных экспедиционных круизов?

Дана: Я работаю в NASA более 36 лет на различных должностях. Мне хотелось быть лектором на круизном судне с тех пор, как в 1991 году я отправилась в круиз для наблюдения затмения в Баха-Калифорнии — несколько старших коллег были приглашёнными лекторами в той поездке. Я в восторге, что это, наконец, произошло!