Моя жизнь в астрономии

На протяжении нескольких месяцев я получал фотоснимки областей захода и восхода Солнца с целью обнаружить серебристые облака. Наблюдения велись с помощью специальной широкоугольной фотокамеры (НАФА) на широкоформатной фотопленке. Летом 1958 года, когда я перешел на второй курс института, в Москве, в МГУ имени М. В. Ломоносова, состоялся съезд Международного астрономического союза (МАС). Я был командирован в Москву, в Институт прикладной геофизики с отчетом о моих наблюдениях серебристых облаков и побывал в главном здании МГУ на заседаниях МАС. На этих заседаниях я впервые в жизни увидел выдающихся отечественных и зарубежных астрономов и послушал их научные доклады. Все это произвело на меня огромное впечатление, и уже тогда у меня зародилась идея о переводе из пединститута в университет, на отделение астрономии. Летом 1960 года после окончания третьего курса пединститута я поехал переводиться в университет. Основания для этого у меня были: в моей зачетной книжке была лишь одна четверка, остальные – пятерки. Четверку я получил по аналитической геометрии, когда сдавал первый экзамен в первую сессию, – сказался недостаток опыта подготовки к экзаменационной сессии в институте.

Проблема перевода в университет имела и материальную сторону – требовались деньги на поездки в разные города. Жил я практически на одну стипендию (правда, повышенную). Мама мне особенно помогать не могла – она лишь покупала мне кое-что из одежды. Иногда мне помогали родственники моего отца с Украины, за что я им очень благодарен. Каждое лето я вынужден был подрабатывать: например, работал грузчиком в Куйбышевском речном порту. И вот я, в надежде перевестись в университет, еду поездом в плацкартном вагоне в Казань (здесь опять сказался мой провинциализм – хотелось быть поближе к дому, к родному городу Сызрани). В Казанском университете я получил твердый отказ – мне сказали, что у них вакансий на третьем курсе нет и не предвидится (я собирался переводиться с потерей одного года обучения – с третьего курса пединститута на третий курс университета). Тогда прямо из Казани я поехал в Москву, в МГУ.

Помню, когда я оказался у клубной части МГУ вблизи памятника Ломоносову и посмотрел на великолепное главное здание МГУ, у меня мелькнула мысль: неужели я когда-нибудь смогу быть победителем этого дворца науки. К моему удивлению, на физическом факультете МГУ, после просмотра моей зачетки, меня приняли вполне благосклонно. Оказалось, что на физическом факультете МГУ вполне возможно появление вакансий ввиду того, что учиться там очень трудно и на втором курсе ряд студентов не выдерживают весенней экзаменационной сессии. У меня забрали документы и сказали, что при появлении вакансий меня вызовут телеграммой. Я вернулся в Сызрань, а затем к 1 сентября 1960 года поехал в Куйбышев, в пединститут учиться на четвертом курсе. И вдруг в середине сентября получаю телеграмму, где меня приглашают в МГУ на третий курс физического факультета! И я прямо из Куйбышева уехал в Москву, в МГУ, в одном плаще (другой теплой одежды я не захватил с собой из Сызрани). Так я и проходил в одном плаще в МГУ весь осенне-зимний семестр, совмещая учебу на третьем курсе физического факультета МГУ с ликвидацией разницы в учебных планах пединститута и университета. А эта разница оказалась огромной: в течение сентября–ноября 1960 года мне необходимо было досдать восемь экзаменов и одиннадцать зачетов. Так что мне пришлось, без преувеличения, героически поработать. За все последующие годы моей жизни я не припомню случая, чтобы мне пришлось так интенсивно и напряженно трудиться, как в том заветном осеннем семестре 1960 года. Здесь я с благодарностью вспоминаю ту помощь и поддержку, которую оказали мне мои однокурсники и друзья из астрономической группы – Боря Комберг (впоследствии доктор наук, профессор) и Толя Засов (ныне доктор наук, профессор, лауреат Госпремии РФ).

К декабрю 1960 года я сдал все экзамены и зачеты и тем самым ликвидировал разницу в учебных программах пединститута и университета. Затем я сдал зачеты и экзамены текущей сессии и поехал (в одном плаще) на зимние каникулы домой, в Сызрань, где в течение двух недель отдыхал и приходил в себя.

Учеба на астрономическом отделении физического факультета МГУ и пребывание в ГАИШ привели меня в восторг. Во-первых, здесь я встретил целую плеяду выдающихся астрономов, книги которых я читал взапой в мои школьные годы. Во-вторых, глубина содержания читаемых курсов и высокие требования со стороны преподавателей заставляли нас, студентов, относиться к учебному процессу весьма ответственно. Поэтому получаемые знания доставляли нам большое чувство удовлетворения.

Известно, что физический и механико-математический факультеты – самые трудные для обучения факультеты в МГУ имени М. В. Ломоносова. Не буду останавливаться на наших трудностях при изучении сложных курсов теоретической и математической физики, а также при решении задач физического практикума. Основными учебниками для нас в данном случае были знаменитый многотомный курс теоретической физики Л. Д. Ландау и И. М. Лифшица (механика, теория поля, квантовая механика, термодинамика и статистическая физика и др.), а также прекрасный и весьма солидный по объему учебник А. Н. Тихонова и А. А. Самарского «Уравнения математической физики». Лекции нам читали ведущие профессора физического факультета (А. Г. Свешников, Д. П. Костомаров, Ю. Н. Днестровский, Н. П. Клепиков, Я. П. Терлецкий, Ю. М. Лоскутов, В. А. Петухов и др.). Лекции сопровождались семинарскими занятиями, на которых мы отчитывались о выполнении домашних заданий, решали новые задачи, а также выполняли контрольные работы. Самым трудным и ответственным делом для студентов являлась сдача зачетов по изучаемым предметам и по задачам физического практикума, поскольку «хвосты» по зачетам не допускались. Если студент не сдал в срок хотя бы один зачет, он не допускался к экзаменационной сессии. Вспоминаю такой случай. В мае 1961 года мы, студенты астрономической группы, пришли сдавать зачет по теоретической механике профессору Ю. М. Лоскутову. Рассевшись по своим местам в аудитории на пятом этаже физфака, мы с волнением ожидали, когда Юрий Михайлович начнет вызывать нас к своему столу для сдачи зачета, втайне надеясь, что некоторым из нас, наиболее активно работавшим на семинарах, он поставит автоматический зачет («автомат», как мы называли такой счастливый случай). Юрий Михайлович строго посмотрел на нас и сказал: «Ну что, надеетесь, что я поставлю вам „автоматы“? Не надейтесь. „Автомат“ я поставлю только одному из вас, А. В. Засову, а остальные будут сдавать зачет». Тогда мне удалось получить зачет с первого раза, а некоторым из нас пришлось получать зачет лишь со второй и даже с третьей попытки. Мне тоже иногда приходилось получать зачет не с первой попытки. Например, зачет по методам математической физики я получил со второй попытки. Зато экзамен по этому курсу я сдал на пятерку – помогла интенсивная работа при подготовке к зачету. Неудачи в сдаче зачетов и экзаменов во время сессии могли повлечь за собой постановку вопроса об уходе студента в академический отпуск (при наличии уважительных причин неудач), а также об отчислении студента с факультета. При рассмотрении таких критически важных для студентов вопросов решающую роль играло мнение декана физического факультета МГУ профессора Василия Степановича Фурсова. Василий Степанович как декан был строг, но справедлив. Мы, студенты физфака, его очень уважали. При Василии Степановиче на физическом факультете царила деловая и творчески активная атмосфера. Он был прекрасным деканом и руководил факультетом много лет.

Илл. 6. Студент 4‑го курса физического факультета МГУ. Общежитие МГУ. Апрель 1961 г. (после запуска Юрия Гагарина в космос)

Трудности обучения на физическом факультете ярко отражены в словах знаменитого гимна физфака МГУ «Дубинушка». Вот характерные слова из этого замечательного студенческого произведения:

Сто экзаменов сдал,Реферат написал,А остался дубина дубиной.

Тем не менее, помня слова известной суворовской поговорки «Тяжело в учении – легко в бою», большинство из нас, студентов физфака, успешно преодолевали эти трудности и получали прочные знания. Однажды, в студенческие годы, мне удалось применить эти знания на практике. Мой приятель, студент мехмата МГУ, готовясь к зачету по курсу общей физики, задал мне такой наивный вопрос: почему в стационарном уравнении Шрёдингера Hψ = Eψ величина ψ не сокращается? В ответ я пояснил, что это не алгебраическое, а дифференциальное уравнение. В его левой части отражена процедура действия оператора Гамильтона H на волновую функцию ψ, а в правой части этого уравнения стоит произведение собственного значения E оператора H и волновой функции ψ. Поэтому сокращать величину ψ нельзя. Моего приятеля-математика этот ответ удовлетворил.

Будучи оптимистами, мы, студенты физфака, старались не унывать, активно работать и не менее активно отдыхать. Студенческий оптимизм и искрящийся юмор отражен, например, в широко известной веселой песенке «Мама, я физика люблю». Мы, студенты-астрономы, добавили к веселым и озорным словам этой песенки свой, астрономический куплет. Вот два последних куплета из астрономического варианта этой песенки:

Мама, биофизика люблю,Я за биофизика пойду,Знает он такие штукиИ целует по науке,Вот за это я его люблю!Мама, я астро́нома люблю,Я за астро́нома пойду,Ночью звезды он считает,Вечно дома не бывает,Вот за это я его люблю!

Илл. 7. На студенческой вечеринке. Общежитие МГУ, 1963 г.

Я уже писал о том, что учебники Л. Д. Ландау и И. М. Лифшица по теоретической физике были настольными книгами для нас, студентов физического факультета МГУ (как и для студентов естественно-научных факультетов всех вузов). Поэтому я испытал шок и большое огорчение, когда впервые убедился в том, что в новой, капиталистической России выдающиеся достижения интеллектуальной деятельности перестали цениться. В начале 1990‑х годов я зашел в магазин «Дом книги» на Калининском проспекте в Москве. Среди бесчисленного множества прекрасно изданных детективных романов я обнаружил сиротливо стоящий учебник «Теория поля» Ландау и Лифшица. Цена каждого из детективных романов составляла в среднем несколько сот рублей, в то время как на учебнике «Теория поля» стояла цена 3 рубля 50 копеек. Вначале я подумал, что это не цена учебника, а лишь цена одного просмотра этого учебника. Спросив об этом продавщицу, я убедился, что это полная цена учебника. На мой вопрос, почему эта цена такая низкая, продавщица ответила: «Мы такие книги продаем по себестоимости». В этот момент я впервые четко осознал, что российские наука и образование вступают в качественно новый, трагический этап своего развития.

Общие физические и математические курсы читались нам в аудиториях корпуса физического факультета, а специальные курсы, непосредственно связанные с астрономией, – в аудиториях ГАИШ. Я начал посещать лекции профессора Д. Я. Мартынова по курсу практической астрофизики и после одной из лекций подошел к нему и представился. Он вспомнил, как в свое время мы обменялись телеграммами относительно «Кометы». Я попросил у него тему курсовой работы для третьего курса. Он предложил мне заняться исследованием фотоумножителей – в то время наиболее совершенных приемников излучения. После выполнения этой курсовой работы и окончания третьего курса я получил от Дмитрия Яковлевича новую тему курсовой работы, уже для четвертого курса.

Помню, в середине августа 1961 года я приехал в Москву и поселился в общежитии МГУ. Идя от главного здания МГУ в ГАИШ, я встретил Дмитрия Яковлевича и поздоровался с ним, слегка робея (Д. Я. Мартынов был авторитетнейшим ученым, директором ГАИШ и заведующим кафедрой астрофизики физического факультета МГУ). Дмитрий Яковлевич спросил меня, почему я так рано приехал, ведь до начала учебного года еще две недели. Я ответил, что хочу поработать в роскошной библиотеке ГАИШ и почитать научную литературу. Он удовлетворенно кивнул головой и пригласил меня к себе в кабинет (кабинет директора ГАИШ). «Работали ли вы когда-нибудь с такой книгой?» – спросил он и протянул мне том Общего каталога переменных звезд (ОКПЗ). Поскольку на обсерватории Куйбышевского отделения ВАГО в поселке Зубчаниновка мне приходилось пользоваться ОКПЗ, я ответил утвердительно. Тогда Дмитрий Яковлевич попросил меня найти в этом каталоге звезду под названием V444 Cyg. Найдя эту звезду, я спросил, чем интересна эта переменная звезда. Дмитрий Яковлевич объяснил мне, что это затменная двойная звездная система, одна из компонент которой – горячая массивная звезда спектрального класса O5, а вторая компонента – звезда типа Вольфа–Райе, имеющая протяженную атмосферу и мощные линии излучения в спектре. Анализируя затмения в этой системе, можно определить важнейшие характеристики звезд и, прежде всего, радиус и температуру звезды Вольфа–Райе, природа которой пока окончательно не выяснена. В то время существовало несколько моделей звезд Вольфа–Райе, из которых наиболее обсуждаемыми в научной литературе были следующие: хромосферно-корональная модель Томаса и небулярная модель Билса. В модели Томаса предполагалось, что мощные линии излучения в спектрах звезд Вольфа–Райе возникают в протяженной хромосфере молодой массивной звезды с высокой температурой электронов. Возбуждение эмиссионных линий в спектрах звезд Вольфа–Райе в этой модели производится электронными ударами. Радиусы звезд Вольфа–Райе в модели Томаса относительно велики, а температуры излучения их поверхностей – сравнительно низки.

В модели Билса предполагается, что протяженная атмосфера звезды Вольфа–Райе обусловлена давлением излучения горячего ядра, которое разгоняет вещество атмосферы до высоких скоростей ~ 1000 км/с. При этом мощные эмиссионные линии в спектрах звезд Вольфа–Райе возбуждаются не электронными ударами, а ультрафиолетовым излучением горячего «ядра» звезды. Радиус этого «ядра» – основного тела звезды Вольфа–Райе – должен быть относительно мал, а температура его поверхности – высока. Поскольку из анализа затмений можно определить радиус и температуру «ядра» звезды Вольфа–Райе, исследование затменной двойной системы V444 Cyg имело принципиальное значение для выяснения природы таких резко пекулярных объектов, как звезды Вольфа–Райе.

Этот разговор с Д. Я. Мартыновым в середине августа 1961 года был для меня судьбоносным и определил главное направление моих дальнейших научных исследований – изучение тесных двойных звездных систем с пекулярными компонентами. Хотя проблема тесных двойных систем в те годы казалась сугубо классической и была отнюдь не «модной», перспектива определять радиусы и температуры звезд независимо от расстояния до двойной системы меня увлекла. Я очень благодарен моему учителю профессору Д. Я. Мартынову за то, что он привил мне интерес к проблеме тесных двойных систем. В дальнейшем эта проблема стала одной из центральных в астрономии, поскольку благодаря успехам рентгеновской астрономии именно тесные двойные системы стали главным инструментом для открытия и исследования принципиально новых релятивистских объектов – нейтронных звезд и черных дыр.

Итак, с осени 1961 года, будучи четверокурсником, я стал заниматься систематическим исследованием тесных двойных систем (ТДС). Изучил классические труды Д. Я. Мартынова, В. П. Цесевича, О. Струве, З. Копала, Дж. Сахаде, Г. Рассела и других известных специалистов в области исследования ТДС. Поскольку моей целью было исследование ТДС с компонентами-звездами Вольфа–Райе, я ознакомился также с классическими работами В. В. Соболева по теории движущихся атмосфер, а также с трудами В. Г. Горбацкого, А. А. Боярчука, И. Н. Минина по физике нестационарных звездных атмосфер. Начал переписку с С. В. Рублевым, который занимался интерпретацией спектров звезд Вольфа–Райе.

Вначале я остановился на случае классической ТДС, состоящей из двух нормальных звезд с тонкими атмосферами. Кривая блеска такой системы описывается сложной системой нелинейных алгебраических уравнений, содержащих несколько искомых параметров: относительных радиусов звезд, их светимостей, наклонения плоскости орбиты двойной системы к картинной плоскости и коэффициентов потемнения к краю дисков звезд. В те времена мощных компьютеров еще не существовало, поэтому моя курсовая работа состояла в разработке метода решения такой обратной задачи, пригодного для определения искомых параметров «вручную», например с помощью арифмометра. Такие методы уже были развиты ранее в работах Рассела, Копала, Мартынова, Цесевича, я лишь слегка усовершенствовал алгоритм решения соответствующей системы уравнений. В этом состояла суть моей курсовой работы на четвертом курсе, которую я защитил в мае 1962 года. Наступило лето, и Д. Я. Мартынов направил меня на студенческую практику в Крымскую астрофизическую обсерваторию АН СССР (КрАО). Рядом с КрАО соседствует Крымская станция ГАИШ, оснащенная телескопом с диаметром главного зеркала в 1,25 метра. Дмитрий Яковлевич поставил передо мной задачу – получить высокоточные кривые блеска затменной двойной системы V444 Cyg в трех цветах U, B, V, дальнейший анализ которых мог стать предметом моей дипломной работы. Он попросил своего ученика, кандидата физико-математических наук Павла Федоровича Чугайнова, который работал в КрАО, взять надо мной шефство и научить меня прогрессивным в то время методам фотоэлектрической фотометрии звезд. Павел Федорович выделил в мое распоряжение небольшой телескоп обсерватории с электрофотометром, работающим в режиме постоянного тока с регистрацией сигнала на самописце. На этом электрофотометре я в течение месяца наблюдал мою звезду. С погодой мне повезло, и я получил хороший наблюдательный материал, который лег в основу моей дипломной работы. Я очень благодарен Павлу Федоровичу за то, что он уделил много внимания моему обучению.

С этой производственной практикой было связано несколько интересных событий в моей жизни. Прежде всего, я умудрился опоздать с прибытием на мою практику на два дня. Помню, когда в середине июля 1962 года я заявился в лабораторный корпус Крымской станции ГАИШ, то первый, кого я там повстречал, был мой шеф Д. Я. Мартынов. Дмитрий Яковлевич высказал мне свое недовольство в связи с моим опозданием и сказал: «Идите к Дибаю и оформляйте вашу командировку». Э. А. Дибай тогда был начальником Крымской станции ГАИШ (ныне эта станция носит имя Э. А. Дибая). Услышав слово «Дибай» и вспомнив, что мы проходили по курсу общей физики понятие Дебаевского радиуса (радиуса обрезания дальнодействующих взаимодействий ионов в плазме), я пришел в ужас. От волнения я не расслышал разницы в наименовании фамилий и подумал, что Д. Я. Мартынов отправляет меня к великому физику Дебаю, перед которым мне предстоит извиняться за мое злополучное опоздание. Робея и смущаясь, я предстал перед начальником станции, протянул ему мое командировочное удостоверение и что-то пролепетал о моем опоздании. Эрнест Апушевич, улыбаясь, отметил мою командировку и направил меня в общежитие Крымской станции, где я жил все время моего пребывания на практике. А через несколько дней я услышал стук в дверь моей комнаты и вновь увидел улыбающегося Эрнеста Апушевича (Эрика, как любовно называли его друзья и коллеги), который стоял, держа в руках кларнет. «Я слышал, что вы играете на гитаре, а я немного владею кларнетом, – сказал он. – Давайте помузицируем». Я с готовностью согласился, и часто по вечерам перед наблюдениями мы с Э. А. Дибаем играли дуэтом разные пьесы. Затем к нам присоединилась супруга Эрнеста Апушевича Юлия Измайловна Дибай, которая обладала чудесным голосом, и мы втроем исполняли романсы, сидя на балконе в квартире Э. А. Дибая. Я, конечно, скоро убедился, что Э. А. Дибай – ученик Д. Я. Мартынова, крупный астрофизик, а не великий физик Дебай. Эрнест Апушевич был прекрасным начальником станции, он вывел научные исследования на Крымской станции ГАИШ на мировой уровень. Особенно это относится к спектральным наблюдениям ядер сейфертовских галактик с помощью новых тогда электронных усилителей изображений ЭОПов. Здесь Э. А. Дибай и его коллега из ГАИШ В. Ф. Есипов выполнили ряд пионерских исследований, получивших всемирную известность.

В порядке прохождения общеобразовательной практики мы, студенты МГУ, посетили основные телескопы и лаборатории Крымской астрофизической обсерватории и ознакомились с их работой. С благодарностью вспоминаю, как сотрудница КрАО Нина Полосухина увлеченно рассказывала нам о пекулярных Ap-звездах и методах их исследования. Мы с Борей Комбергом в течение нескольких ночей помогали Нине выполнять фотометрические наблюдения нескольких звезд этого типа.

Еще одна интересная история была также связана с моей игрой на гитаре. Наблюдая мою звезду V444 Cyg на электрофотометре с небольшим телескопом диаметром 200 миллиметров, я вынужден был делать довольно продолжительные экспозиции в каждом фильтре, чтобы с достаточной точностью зарегистрировать сигнал на самописце. Чтобы не скучать в это время, я принес в мою будку (с откатной крышей) гитару и во время экспозиции музицировал, а иногда и подпевал под аккомпанемент. В то время, по молодости, я имел привычку возить с собой на каникулы и на практику гитару и две гантели, каждая по 4 килограмма весом. Во время ночных наблюдений на обсерватории тихо, и моя музыка была слышна другим наблюдателям, которые стали навещать меня. И вот в конце моей командировки, когда замдиректора КрАО проставлял оценки за прохождение практики, он, услышав фамилию Черепащук, сказал: «Это тот пижон, который все время играл на гитаре, пел и отвлекал наших сотрудников от работы? Ему я не могу поставить пятерку за практику и ставлю четверку». Так «успешно» закончилась моя первая производственная практика в КрАО. Программа обучения на пятом курсе состояла в основном из специальных курсов. Общие курсы (математика, теоретическая физика) к этому времени были в основном завершены. Я с благодарностью вспоминаю наших профессоров и преподавателей на Астрономическом отделении: профессора Г. Н. Дубошина, профессора Б. М. Щиголева (небесная механика), профессора К. А. Куликова, профессора В. В. Подобеда (астрометрия), профессора Б. В. Кукаркина, доцента П. Г. Куликовского (звездная астрономия), профессора Д. Я. Мартынова, профессора С. Б. Пикельнера, профессора И. С. Шкловского, профессора Г. Ф. Ситника, профессора Ю. Н. Липского, профессора Б. А. Воронцова-Вельяминова, доцента Э. В. Кононовича (астрофизика), профессора М. У. Сагитова, профессора Н. П. Грушинского (гравиметрия). Особенно мы любили профессора С. Б. Пикельнера, блестящие лекции которого по теоретической астрофизике доставляли нам истинное наслаждение. Соломон Борисович читал на Астрономическом отделении курс теоретической астрофизики (общий курс для кафедры астрофизики и кафедры звездной астрономии), а также спецкурс по магнитной гидродинамике (для кафедры астрофизики). Он написал прекрасную монографию по магнитной гидродинамике, которой мы пользовались при изучении этого курса. Он также принимал у нас – студентов кафедры астрофизики – экзамены по этим предметам. Во время приема экзамена он сначала внимательно заслушивал ответ студента по экзаменационному билету, а затем задавал контрольный вопрос, требующий сообразительности. Ответ на этот вопрос являлся определяющим для назначения окончательной отметки по предмету. Чаще всего, если ответ на дополнительный вопрос был правильный, Соломон Борисович ставил студенту отметку «отлично», несмотря на некоторые шероховатости при ответе на вопросы, содержащиеся в экзаменационном билете. Я слушал лекции Соломона Борисовича и сдавал ему экзамены. Мне удалось получить пятерки по обоим предметам – теоретической астрофизике и магнитной гидродинамике.

О вежливости и деликатности Соломона Борисовича ходили легенды. Одна из них следующая: если за единицу деликатности принять деликатность Соломона Борисовича (один Пик), то деликатность обычного человека можно оценить величиной в один пико-Пик.

Запомнились мне также лекции по небесной механике профессора Георгия Николаевича Дубошина. Поскольку началась эра космических исследований, мы, студенты Астрономического отделения, относились к предмету «небесная механика» весьма ответственно. Нас восхищало то, что Георгий Николаевич во время своих лекций выводил все сложные и громоздкие формулы небесной механики на доске по памяти, пользуясь лишь кусочком мела. И при этом он никогда не делал ошибок. Для Георгия Николаевича была характерна приверженность к французскому диалекту. Он говорил: интеграл Ляпляса, уравнение Лягранжа и т. п. (а не Лапласа и Лагранжа, как обычно принято говорить). Я прослушал курс лекций Георгия Николаевича и сдал ему экзамен на пятерку.

Особенности произношения астрономических терминов были характерны и для доцента Петра Григорьевича Куликовского, который читал нам курс звездной астрономии. Вместо слов «звёздная астрономия» он произносил «звездная астрономия» (вместо буквы «ё» употреблял букву «е»). Экзамен по звездной астрономии я сдал на пятерку.