Академик Черепащук Анатолий Михайлович

07 июля

Академик Черепащук Анатолий Михайлович

85 лет

Персональная страница

Анатолий Михайлович Черепащук родился 7 июля 1940 года в г. Сызрани Куйбышевской (Самарской) области. Его отец, лейтенант артиллерии, погиб на фронте в начале войны — в октябре 41-го; мама — санитарка на станции скорой помощи — одна поднимала сына, жили очень трудно.

В 1957 году поступил на физико-математический факультет Куйбышевского педагогического института, после третьего курса перевелся на астрономическое отделение физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова (потребовалось досдать 8 экзаменов и 11 зачётов), окончил его в 1964 году. Далее там же — аспирантура. В 1967–1987 гг. — младший научный сотрудник, старший научный сотрудник, зав. отделом Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ имени М.В. Ломоносова (ГАИШ). В 1986–2018 гг. — заведующий кафедрой астрофизики и звёздной астрономии, заведующий астрономическим отделением физического факультета. В 1986–2018 гг. — директор ГАИШ, заведующий отделом звёздной астрофизики, в настоящее время — научный руководитель ГАИШ.

С 2018 года — профессор кафедры астрофизики и звёздной астрономии физического факультета.

Член-корреспондент РАН c 1997 года, академик РАН c 2006 года — Отделение физических наук.

Академик А.М. Черепащук — учёный-астрофизик с мировым именем, им проведены пионерские исследования, получены всемирно известные научные результаты в области физики звёзд, релятивистских объектов и активных галактических ядер, звёзд Вольфа-Райе, нейтронных звёзд и черных дыр, развиты методы решения обратных некорректных задач астрофизики на компактных множествах специальной структуры. Развил новое научное направление — физика тесных двойных звёздных систем на поздних стадиях эволюции. Внёс важный вклад в решение проблемы поиска и исследования чёрных дыр во Вселенной, развил новые методы определения масс чёрных дыр, прояснил эволюционную связь между чёрными дырами, звёздами и галактиками. В 2008 году в соавторстве с академиками Д.А. Варшаловичем и A.M. Фридманом удостоен Государственной премии РФ в области науки и технологий за выдающийся вклад в познание Вселенной. Многие исследования А.М. Черепащука признаны всеми астрономами планеты.

С 2008 года — заместитель председателя учёного совета Московского планетария, член экспертной комиссии Российского совета олимпиад школьников (РСОШ) по физике, c 1979 года — член Оргкомитета комиссии Международного астрономического союза, в 2000–2005 гг. — вице-президент Европейского астрономического общества. С 2000 г. — ассоциированный член Английского Королевского астрономического общества. Председатель Научного совета по астрономии отделения физических наук РАН.

В 1967 году защитил кандидатскую диссертацию «Исследование системы V444 Лебедя. Интерпретация затменных систем как обратная задача фотометрии», в 1975 году защитил докторскую диссертацию «Методы и результаты узкополосных фотометрических исследований тесных двойных систем с протяженными атмосферами и других нестационарных объектов», с 1985 года — профессор.

Еще в школе увлекся астрономией. Когда ему было 15 лет, он при поддержке М.С. Навашина и известного поэта А.А. Тарковского (который был астрономом-любителем) изготовил самодельный телескоп-рефлектор с зеркалом диаметром 20 см, на котором проводил наблюдения переменных звёзд, Солнца и планет. Поступил в Куйбышевское отделение Всесоюзного астрономо-геодезического общества (ВАГО). Летом 1956 года, когда ему было 16 лет, произошло «великое противостояние» Марса — у этой планеты эллиптическая орбита, и в тот момент она была ближе всего расположена к Земле, поэтому Марс выгодно было наблюдать. ВАГО объявило Всесоюзную программу зарисовок Марса — тогда ещё не существовало электронных методов регистрации, и, чтобы исключить субъективные ошибки, собирались рисунки, выполненные разными авторами, так суммарно получались объективные данные. Телескоп Анатолия показал высокое качество, и он прислал свои зарисовки, они были опубликованы в 1961 году в Атласе рисунков Марса, изданном Академией наук СССР — так произошла его первая научная публикация.

Студентом он вступил в члены научного студенческого общества и участвовал в наблюдениях за последней ступенью ракеты-носителя спутника, увлекся изучением тесных двойных звёзд. Поступил в аспирантуру физфака МГУ, и в 1967 году под руководством профессора Д.Я. Мартынова защитил кандидатскую диссертацию по исследованию двойных звёздных систем — теме, которая в те годы считалась рутинной и малоинтересной. Однако перспектива определять радиусы и температуры звёзд независимо от расстояния до двойной системы А.М. Черепащука увлекла. Неожиданно тема стала выдающейся, передовой проблемой современной науки: благодаря успехам рентгеновской астрономии именно тесные двойные системы стали главным инструментом для открытия и исследования принципиально новых релятивистских объектов — нейтронных звёзд и чёрных дыр, и надо было измерять массу этих экзотических объектов. И такие методы А.М. Черепащук вместе с коллегами разработал.

Основные научные труды А.М. Черепащука посвящены физике звёзд, тесных двойных систем, изучению ядер галактик. На это ушли годы работы в высокогорных экспедициях. Он выполнил передовые работы в области физики звёзд, сделал вклад в развитие нового направления — исследования тесных двойных звёздных систем на поздних стадиях эволюции, релятивистских объектов и активных галактических ядер. Для исследования тесных двойных звёздных систем создал методику и аппаратуру, разработал эффективную теоретическую базу, методологию и инструментарий. Он исследовал проблемы поиска и анализа черных дыр во Вселенной, разработав новые методы определения их масс, выяснил связь между черными дырами, звёздами и галактиками.

В 1971–1973 гг. А.М. Черепащук совместно с В.М. Лютым впервые открыл эффект регулярного запаздывания быстрой переменности спектральных линий излучения в ядрах сейфертовских галактик относительно аналогичных изменений светимости в их непрерывном спектре. Измерение этого запаздывания дает возможность оценить расстояние от центральной черной дыры до окружающих ее газовых облаков, а это необходимо для оценки массы сверхмассивной чёрной дыры.

Сейчас изучение переменности линий и поиск эффектов запаздывания выросли в новое направление исследования структуры активных ядер галактик и определения масс сверхмассивных чёрных дыр методом эхокартирования. Этим методом определены массы тысяч чёрных дыр в ядрах галактик, которые лежат в пределах 106–1010 солнечных масс. Также измерены массы нескольких десятков чёрных дыр и нейтронных звёзд в двойных системах. Это привело к рождению нового направления в релятивистской астрофизике — демографии чёрных дыр, изучающей рождение, рост чёрных дыр, а также их связь с классическими объектами Вселенной — звёздами, галактиками и т.п.

А.М. Черепащук, совместно с А.В. Засовым, выявил корреляции между массами центральных сверхмассивных чёрных дыр и характеристиками родительских галактик. В связи с недавним открытием гравитационных волн от слияния чёрных дыр в двойных системах наука об исследованиях чёрных дыр встала на прочный наблюдательный базис. А.М. Черепащуком подчеркивалось, что окончательные доказательства существования горизонта событий у чёрных дыр могут быть получены путем гравитационно-волновых наблюдений квазинормальных мод колебаний чёрных дыр, образовавшихся после слияния. Наблюдения эффектов запаздывания позволили определить массы многих десятков сверхмассивных черных дыр. Поиск эффекта запаздывания для многих галактик в дальнейшем был включен в программу Космического телескопа имени Хаббла.

Осенью 1972 года директор ГАИШ профессор Д. Я. Мартынов предложил А.М. Черепащуку стать начальником Высокогорной экспедиции ГАИШ, расположенной вблизи города Алма-Аты в горах Заилийского Ала-Тау в Казахской ССР на высоте ~ 2800 метров над уровнем моря; проработал начальником этой экспедиции почти семь лет — с 1972 по 1979 год.

Начало эры рентгеновской астрономии в 1972–1973 гг. для советской науки ознаменовалось работами А.М. Черепащука по выявлению природы оптической переменности рентгеновских двойных звёздных систем. Одним из компонентов таких систем является экзотический объект — нейтронная звёзда или черная дыра — излучение которого наблюдается только в рентгеновском диапазоне спектра. Среди работ учёного одной из первых стала статья, написанная совместно с В.М. Лютым и Р.А. Сюняевым, в которой был изложен ныне широко применяемый метод оценки наклонения орбиты рентгеновской двойной системы по наблюдаемому эффекту эллипсоидальности оптической звезды. Использование этого метода позволило авторам получить одну из первых оценок массы черной дыры в знаменитой системе Лебедь Х-1.

А.М. Черепащук в течение многих лет совместно с математиками школы А.Н. Тихонова занимался решением обратных задач астрофизики. За достижения в области исследований физики тесных двойных систем и по еще одному новому направлению — разработке и применению современных научно обоснованных методов решения обратных некорректных задач, совместно с математиками физического факультета МГУ А.В. Гончарским и А.Г. Яголой — учениками академика А.Н. Тихонова — А.М. Черепащук в 1974 году был удостоен премии Ленинского комсомола. Разработанные ими методы сейчас активно применяются при решении самых разнообразных задач астрофизики — от определения параметров компонентов двойных звёздных систем до прямого определения угловых диаметров тех звёзд, которые Луна закрывает своим темным краем при движении по небу.

В 1968–1975 А.М. Черепащук выполнил исследования тесных двойных звёздных систем, находящихся на поздних стадиях эволюции и содержащих в качестве компонентов звёзды Вольфа-Райе (тип назван по именам открывших их учёных), белые карлики, нейтронные звёзды и чёрные дыры. Развил эффективные методы интерпретации наблюдений этих систем с применением сложных, физически обоснованных моделей, а также с использованием современных методов решения некорректных задач. В 1967 году он предсказал рентгеновское излучение от столкновения сверхзвуковых звёздных ветров в массивных тесных двойных системах, что было подтверждено дальнейшими спутниковыми наблюдениями. Определил характеристики пекулярных звёзд в двойных системах, нейтронных звёзд и звёзд Вольфа-Райе. Он показал, что звёзды Вольфа-Райе представляют собой обнаженные гелиевые ядра массивных звёзд. Определил эволюционный статус звёзд Вольфа-Райе, выявил эволюционную связь между звёздами ВР, нейтронными звёздами и чёрными дырами в тесных двойных системах.

Звёзды типа Вольфа-Райе на всю жизнь стали одним из основных направлений исследований А.М. Черепащука — это объясняется их важностью для понимания звёздной эволюции и химической эволюции Галактики.

Звёзда Вольфа-Райе представляет собой очень краткий этап в эволюции массивной звезды. Во время этого этапа звезда очень активна и претерпевает массу изменений по сравнению с ее предшествующим состоянием, остающимся практически неизменным сотни миллионов лет. Используя новые математические методы, А.М. Черепащук получил корректные определения радиусов и температур этих звёзд в двойных системах из анализа эффектов затмений и открыл, что они являются гелиевыми ядрами массивных звёзд, потерявших вследствие истечения вещества свыше половины своей первоначальной массы. Он научно доказал, что звёзды Вольфа-Райе — это достаточно старые объекты, находящиеся на поздней стадии эволюции, а вовсе не молодые образования, как полагали многие маститые учёные.

Им была создана высокоэффективная теория, методика и аппаратура для исследования тесных двойных звёздных систем. Изучены оптические проявления рентгеновских двойных систем, даны оценки масс кандидатов в черные дыры. Он развил и получил наблюдательные подтверждения концепции клочковатого, облачного ветра звёзд Вольфа-Райе.

Работы, выполненные А.М. Черепащуком совместно с Х.Ф. Халиуллиным и астрофизиком Дж.А. Итоном (США), позволили изучить структуру звёздного ветра звезды Вольфа-Райе.

В 1980 году А.М. Черепащук увидел в научном журнале статью об SS433, в которой приводились данные спектральных наблюдений этого объекта. Из них следовало, что в объекте есть две струи вещества, движущиеся с невероятными скоростями — около трети скорости света. Ничего подобного во Вселенной до этого не наблюдалось. Природа струй была совершенно непонятной. Высказывались даже предположения о том, что объект SS433 имеет отношение к внеземным цивилизациям, а сам объект был назван «загадкой века». А.М. Черепащук стал наблюдать этот объект, и стало очевидно, что он представляет собой двойную систему, в которой один компонент периодически затмевает другой, что приводит к характерным изменениям блеска. До наблюдений А.М. Черепащука гипотеза двойной звезды была аутсайдером среди других предположений о природе объекта. В 1981 году он открыл оптические затмения в объекте SS433 и показал, что этот объект с движущимися эмиссионными линиями в спектре представляет собой массивную рентгеновскую двойную систему на продвинутой стадии эволюции с прецессирующим сверхкритическим аккреционным диском вокруг вероятной чёрной дыры. Исследования объекта SS433, выполненные А.М. Черепащуком, привели к выделению нового класса объектов Галактики — микроквазаров. Эти исследования SS433 оказались очень перспективны для понимания природы ядер галактик и квазаров, где также наблюдаются релятивистские коллимированные выбросы вещества. Наблюдения эффектов запаздывания позволили определить массы сотен сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Обнаружение SS433 дало мощный толчок исследованию вопросов эволюции двойных звёздных систем от самых ранних стадий образования до их смерти. В микроквазарах — объектах, подобных SS433, в миниатюре происходят те же процессы, которые наблюдаются в квазарах и ядрах галактик.

А.М. Черепащук предложил метод поиска экзотических форм материи (одиночные чёрные дыры, кротовые норы и др.) путём анализа кривых блеска, наблюдаемых при микролинзировании далеких звёзд фона компактными тёмными телами Гало нашей Галактики.

Им с соавторами проанализированы возможности использования эффекта гравитационного микролинзирования компактными объектами для исследования распределения яркости по дискам звёзд, изучения аккреционных дисков, окружающих сверхмассивные черные дыры в активных ядрах галактик, а также получения оценок масс и компонентов собственных движений гравитационных линз. Разработана методика поиска экзотических видов материи, включающих скопления слабовзаимодействующих массивных частиц, пространственно-временные тоннели (кротовые норы) и магнитные монополи, на основе анализа фотометрических, хроматических и поляризационных эффектов гравитационного микролинзирования звёзд. В 1980-х годах была продемонстрирована связь между центральным градиентом круговой скорости галактик с массой сверхмассивных черных дыр в их ядрах.

Под руководством А.М. Черепащука научные сотрудники занимались разработкой коронографических методов получения изображений звёздных объектов с высоким контрастом.

А.М. Черепащук внёс важный вклад в решение проблемы поиска и исследования чёрных дыр во Вселенной, развил новые методы определения масс чёрных дыр, прояснил эволюционную связь между чёрными дырами, звёздами и галактиками. Работы А.М. Черепащука, опубликованные в последнее десятилетие, охватывают очень широкий спектр научных тем — от физики звёзд и исследования рентгеновских двойных звёзд до ядер галактик и космологии. А.М. Черепащук выполнил обширные оптические наблюдения ряда рентгеновских двойных систем, детально изучил оптическую переменность этих систем. Развитые им методы интерпретации кривых лучевых скоростей оптических компаньонов рентгеновких двойных систем до настоящего времени не имеют аналогов в мире. К настоящему времени с использованием методов, предложенных А.М. Черепащуком, измерены массы десятков звёздных черных дыр и нейтронных звёзд в двойных системах, а также массы многих сотен сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик.

В МГУ он читает спецкурс «Тесные двойные звёздные системы», способствовал организации на астрономическом Отделении новой Кафедры — Кафедры экспериментальной астрономии. Был организатором многих международных и всероссийских научных конференций и симпозиумов, в частности, JENAM–2000 (Joint European and National Astronomy Meeting), ВАК–2004 (Всероссийская Астрономическая Конференция), Всероссийской конференции «Астрономия и общество» (2009 г.), посвященной Международному году астрономии. Многократно был членом программных комитетов международных форумов.

Треть века А.М. Черепащук руководил Государственным астрономическим институтом имени П.К. Штернберга МГУ — крупнейшим научно-образовательным центром России, занимающим лидирующие позиции в мировой астрономической науке. Тяжелейшие условия 90-х годов болезненно сказались на состоянии и материальном обеспечении российской астрономии, на ее кадровом составе — многие талантливые учёные в то время покинули страну, а оставшиеся работали на одном энтузиазме, исследуя вопросы происхождения Вселенной, экстремальные состояния материи, нейтронные звёзды, черные дыры и кротовые норы, проблемы темной энергии, темной материи. А.М. Черепащук защищал интересы Института — и ему с коллегами удалось сохранить основной кадровый состав Института, традиционные направления работы. Директору ГАИШ, удалось сохранить Крымскую астрономическую станцию ГАИШ МГУ, которая после 2014 года получила новый импульс для своего развития. Он способствовал развитию новых перспективных научных направлений, например, космическая фотометрия (проект «Лира-Б») и обзор неба с помощью роботов-телескопов (проект «МАСТЕР»), звёздный космический коронограф (проект «Фомальгаут»).

В ГАИШ, наряду с научной работой, ведется подготовка астрономических кадров. Институт является базой для проведения учебного процесса на физическом факультете МГУ, где имеется Астрономическое отделение, состоящее из нескольких кафедр: астрофизики, звёздной астрономии, астрометрии, небесной механики, гравиметрии, экспериментальной астрономии. В научных отделах и лабораториях представлены практически все направления астрономических исследований.

Под руководством А.М. Черепащука и при активной поддержке ректора МГУ академика В.А. Садовничего ГАИШ смог построить новую Кавказскую горную обсерваторию МГУ в районе Кисловодска. Обсерватория с телескопом диаметром 2,5 метра стала базовой российской учебно-научной обсерваторией. Научные исследования, недавно начатые с новым телескопом, уже активно публикуются.

За годы работы А.М. Черепащук много сделал для развития этого крупнейшего научно-образовательного центра России, занимающего лидирующие позиции в мировой астрономической науке. В Институте работают несколько ведущих научных школ, руководителем одной из которых является сам А.М. Черепащук, созданы уникальные базы данных и звёздные каталоги. Около половины российских учебников и учебных пособий по астрономии написано сотрудниками ГАИШ МГУ и Астрономического отделения физфака МГУ, заведующим которого являлся А.М. Черепащук. Астрономы Института внесли весомый вклад в целый каскад блистательных открытий астрономической науки последнего времени.

А.М. Черепащук совместно с В.А. Садовничем активно борется за сохранение специальности «астрономия» в университетах, за введение курсов астрономии для студентов-физиков. Пока Московский планетарий был 18 лет на реконструкции, звёздное небо москвичам показывал сам ГАИШ, за вечер приходило до 700–800 посетителей, очереди были от дверей Института до дороги, прямо на улице устраивалось чтение популярных лекций по астрономии — люди их слушали, стоя в очереди, суммарно прошло более 10 тысяч посетителей. С 2007 года А.М. Черепащук — президент Ассоциации планетариев России.

До 2013 года вел программу «Большая наука. Человек. Земля. Вселенная» на Общественном телевидении России. В названии программы заложено следующее: человек — это биология, Земля — это геология и география, а Вселенная — это астрономия, астрофизика и космос.

С 1996 года руководит ведущей научной школой России по физике тесных двойных звёздных систем — подготовил 28 кандидатов и 7 докторов наук.

Автор около 500 научных работ, в т. ч. автор и соавтор 20 монографий, сделал множество докладов на конференциях, подготовил учебный курс, выполнил 21 НИР, 37 научных отчётов, два издания каталога, суммирующего известные параметры двойных звёздных систем. В 1978, 1985, 1991 гг. совместно с математиками опубликовал три монографии с описанием современных методов решения обратных задач астрофизики. Из монографий А.М. Черепащука особо отмечают двухтомную монографию «Тесные двойные звёзды» объёмом 90 авторских листов (2013 г.), а также коллективную монографию (А.М. Черепащук — редактор-составитель и автор одной главы) «Многоканальая астрономия», 40 авторских листов. Справочник «Астрономы России», изданный под редакторством А.М. Черепащука в 2022 году в издательстве РАН и приуроченный к ее 300-летию, используется научной общественностью в России и в мире. Широко известны его научные обзоры, опубликованные в журнале «Успехи физических наук» по наблюдательным проявлениям астрофизических чёрных дыр в тесных двойных системах и ядрах галактик. Специалистам известны его труды, написанные индивидуально или в соавторстве: « Численные методы решения обратных задач астрофизики», «Некорректные задачи астрофизики», «Конечно-параметрические обратные задачи астрофизики», «Highly Evolved Close Binary Stars: Catalog», «Природа оптической переменности HZ Геркулеса = Геркулеса X-1 и BD+34°3815 = Лебедь X-1», «Rapid Variations of H-alfa Intensity in the Nucley of Seyfert Galaxies NGC4151, 3516, 1068», «SS433 as an Eclipsing Binary», «Ultraviolet Photometry from Orbiting Astronomical Observatory. Structure of Eclipsing Wolf-Rayet Binary V444 Cygni as Derived from Analysis of Light Curves between Lambda2460A and 3.5 micron», «Черные дыры в двойных звёздных системах и ядрах галактик», «Интерпретация кривых блеска рентгеновских двойных систем. Система Лебедь Х-1», «Характеристики объекта SS433 как массивной затменной двойной системы», «SS 433 — новый кандидат в черные дыры», «Оптическая переменность SS433 в 1978–1996 гг.», «Вселенная, жизнь, черные дыры», «Эволюция массы нейтронных звёзд в двойных системах», «Массы нейтронных звёзд и черных дыр», «Двойные звёздные системы с экзопланетами», «Черные дыры в двойных звёздных системах и ядрах галактик», «Эволюция тесных двойных звёзд», «Открытие гравитационных волн: новый этап в исследовании черных дыр», «Черные дыры в тесных двойных системах и ядрах галактик», «Оценка точности методов определения масс компонентов для маломассивных рентгеновских двойных систем», «Эволюция тесных двойных звёзд: теория и наблюдения», «Каталог тесных двойных звёзд на поздних стадиях эволюции» (под общ. ред. А.М. Черепащука) и др.

Заместитель главного редактора «Астрономического журнала» и международного журнала Astrophysics and Space Science (Нидерланды, с 1990 г.по 2010 г.), член редколлегий журналов «Природа», «Земля и Вселенная», член редакционного совета журнала «Успехи физических наук» (с 2015 г.).

Заслуженный профессор МГУ им. М.В. Ломоносова, ассоциированный член Английского королевского астрономического общества (с 1999 года).

Избирался членом бюро Отделения физических наук РАН, председатель Научного совета по астрономии отделения физических наук РАН, член Научного совета РАН по проблеме «Координатно-временное и навигационное обеспечение», член Совета РАН по космосу (по 2019 г.), член двух диссертационных советов, член учёного совета физфака МГУ им. М.В. Ломоносова.

Награждён орденом Дружбы, орденом Почёта, орденом Александра Невского.

Лауреат Государственной премии РФ в области науки и технологий — за цикл работ по комплексному исследованию процессов и закономерностей в эволюционирующей Вселенной, лауреат премии Правительства РФ в области образования, лауреат премии Ленинского комсомола — за цикл работ по обратным задачам теории двойных затменных звёзд.

Удостоен премии имени А.А. Белопольского РАН — за цикл работ «Исследования тесных двойных звёзд на поздних стадиях эволюции», Ломоносовской премии МГУ I ст. за научные исследования, Ломоносовской премии МГУ за педагогическую деятельность.

Отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук».

Именем А.М. Черепащука названа малая планета Солнечной системы 4307 Cherepashchuk.