Это самая первая обсерватория на Байкале, она основана в 1980 году и занимает огромную территорию – больше 50 гектаров, входит в структуру Института солнечно-земной физики СО РАН. В обсерватории шесть телескопов, главный из которых – Большой солнечный вакуумный телескоп. Его разрешающая способность – о,4 угловой секунды. Звучит сухо, но если бы человек обладал таким зрением, то он бы разглядел пятирублевую монету с расстояния 10 километров.

Большой телескоп спроектирован и собран в Институте солнечно-земной физики, он входит в десятку крупнейших солнечных телескопов мира и в перечень уникальных установок России. На нем не только ведут наблюдения, но и отрабатывают методику для будущего гиганта – нового супертелескопа с диаметром оптики три метра, который строят в Саянской обсерватории.

В Байкальской астрофизической обсерватории изучают Солнце. Ученые ведут постоянный мониторинг солнечной активности, следят за вспышками и другими процессами. Одна из ключевых задач иркутских ученых – понять механизмы возникновения солнечных вспышек. Исследования важны для прогнозирования космической погоды, которая влияет на работу спутников.

Саянская солнечная обсерватория – один из главных научных центров России на границе с Монголией, на высоте 2007 метров над уровнем моря. Она основана в 1966 году и входит в структуру Института солнечно-земной физики СО РАН. Как и во всей Тункинской долине, здесь идеальные условия для наблюдений.

В обсерватории изучают магнитные поля на Солнце и следят за динамическими процессами в его атмосфере. В арсенале ученых множество инструментов: горизонтальный солнечный телескоп, солнечный телескоп оперативных прогнозов, спектрографический комплекс космических лучей, астрономический комплекс. Еще одна гордость обсерватории – Большой внезатменный коронограф. Это уникальный инструмент, который остается одним из крупнейших в мире. Его задача — изучать солнечную корону вне затмений, когда диск светила не закрыт Луной.

Прямо сейчас в обсерватории строят будущее российской гелиофизики. В 2023 году заложили первый камень в основании будущего солнечного телескопа-коронографа. Это будет крупнейший инструмент такого класса в Евразии. Высота башни составит 42 метра, а сам телескоп разместят на вращающейся платформе, чтобы компенсировать суточное вращение Земли. Запустить его планируют к 2023 году.

Важная деталь: Саянская обсерватория находится на границе, поэтому туристам для посещения нужно оформить пропуск в погранзону.

Радиофизическая обсерватория в Бадарах тоже принадлежит Институту солнечно-земной физики. Основные инструменты обсерватории – комплекс спектрополяриметров интегрального потока и единственный в мире действующий многоволновой радиогелиограф, который позволяет наблюдать за Солнцем одновременно в разных диапазонах радиоволн.

А еще здесь есть Сибирский солнечный радиотелескоп. Он состоит из более 520 параболических антенн, выстроенных в две длинные линии, которые пересекаются под прямым углом.

В обсерватории изучают нагрев солнечной короны, физику солнечных вспышек, измеряют корональные магнитные поля, ведут мониторинг корональных выбросов массы и солнечной активности, исследуют интегральный поток излучения Солнца и проводят другие исследования.

В магнитно-ионосферную обсерваторию входят две обсерватории: на Ольхоне и вблизи Иркутска. Здесь изучают магнитное поле Земли, включая характеристики постоянного геомагнитного поля и его изменений.

Байкальская магнитотеллурическая обсерватория, местность Узуры, остров Ольхон

В Байкальской магнитотеллурической обсерватории Института солнечно-земной физики СО РАН изучают происхождение и проводят диагностику геоэффективных образований в солнечном ветре. Также ученые моделируют магнитосферные возмущения и исследуют электромагнитные волны в магнитосфере. Основной инструмент – кольцевая калибровочная установка.

Магнитная обсерватория, поселок Патроны, Иркутский район

Магнитная обсерватория неподалеку от Иркутска изучает характеристики постоянного геомагнитного поля и его изменений. Геофизики с помощью специального оборудования непрерывно следят за тем, как сложные конвективные и электромагнитные процессы в глубинах земного шара отражаются на состоянии магнитного поля на поверхности Земли. Регулярные непрерывные измерения геомагнитного поля проводятся мировой сетью магнитных обсерваторий в течение многих десятилетий.

Иркутская магнитная обсерватория такие измерения производит с 1887 года.

Геофизическая обсерватория в Торах – еще одна научная площадка Института солнечно-земной физики. Здесь круглосуточно мониторят состояние верхней и средней атмосферы Земли.

Ученые используют уникальные инструменты: радиофизический комплекс изучает ионосферу, оптические приборы ловят слабое свечение атмосферы на высотах до 250 километров, а ультрафиолетовый спектрометр следит за солнечной радиацией. Все это нужно, чтобы понимать, как движутся воздушные потоки, где возникают помехи для связи и как на атмосферу влияют бури на Солнце.

Иркутский радар некогерентного рассеяния, созданный на базе радиолокационной системы «Днепр», – один из самых сложных и дорогих научных инструментов страны. Он входит в мировую сеть радаров НР, которая состоит из девяти установок. Иркутский радар - единственный в России и включен в перечень уникальных экспериментальных установок национальной значимости.

Радар измеряет все, что происходит в ионосфере: сколько там электронов, какая у них температура, из каких ионов состоит воздух и с какой скоростью все это движется. Данные передают ученым по всему миру.

Гамма-обсерватория TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic ray physics and Gamma Astronomy) расположена в Тункинской долине, на астрофизическом полигоне Иркутского государственного университета. Установка принадлежит НИИ прикладной физики ИГУ.

TAIGA – это международный проект, в котором участвуют ученые из России, Германии, Италии и других стран. Обсерватория представляет собой гибридный комплекс из нескольких типов установок. В нее входят три атмосферных черенковских телескопа (их количество планируют увеличить до пяти), 120 широкоугольных оптических детекторов TAIGA-HiSCORE, размещенных на площади один квадратный километр, мюонные детекторы, расположенные под землей. Такая комбинация инструментов позволяет регистрировать разные компоненты широких атмосферных ливней, которые возникают при попадании в атмосферу частиц сверхвысоких энергий из космоса.

Главная задача обсерватории - изучение гамма-квантов и космических лучей с энергиями выше 10 в 16-й степени электронвольт. Ученые исследуют источники этого излучения: остатки сверхновых, активные ядра галактик, пульсары. Полученные данные помогают понять природу происхождения космических лучей, механизмы их ускорения во Вселенной, и проверять фундаментальные законы физики за пределами Стандартной модели.

На дне Байкала, в нескольких километрах от берега, на глубине больше километра работает один из самых необычных научных инструментов в мире - нейтринный телескоп Baikal-GVD. Это крупнейшая установка такого класса в Северном полушарии и одна из трех в мире наряду с антарктическим IceCube и европейским KM3NeT. Запуском и работой телескопа занимается коллаборация ученых из российских институтов - главным образом Института ядерных исследований РАН и Объединенного института ядерных исследований в Дубне. В работе участвуют и их коллеги из Германии, Польши, Чехии и других стран.

Устроен телескоп как гигантская гирлянда. На вертикальных тросах, закрепленных на дне, висят стеклянные сферы размером с баскетбольный мяч. Внутри каждой - сверхчувствительные датчики света. Таких сфер уже больше четырех тысяч, они собраны в 13 кластеров, и установка продолжает расти. Свет эти сферы ловят не обычный, а черенковское излучение - слабые вспышки, которые возникают, когда заряженные частицы проходят сквозь толщу байкальской воды. По этим вспышкам ученые восстанавливают, что именно произошло высоко в атмосфере или далеко в космосе.

Главная задача телескопа - поймать нейтрино. Это электрически нейтральные элементарные частицы, которые почти не взаимодействуют с веществом и приходят к нам из самых мощных источников во Вселенной: от взорвавшихся звезд, из центров галактик, от пульсаров. Нейтрино несут информацию о процессах, которые невозможно увидеть иначе. Их регистрация помогает понять, как устроены космические ускорители, из чего состоит темная материя и какие процессы происходили во Вселенной миллиарды лет назад. И Байкал для этого подходит идеально: глубина убирает лишний шум, а лед зимой позволяет монтировать оборудование прямо с поверхности.