13.4.2 . Рождение звездной астрономии

Открытие Галлеем собственных движений звезд (вскоре подтвержденное рядом других наблюдателей) стало первым шагом в новый необъятный мир –мир звезд, туманностей, галактик прочих экзотических объектов, до сих пор волнующих астрономов, физиков, философов и даже широкую публику. Естественно, этими объектами заинтересовались многие европейские ученые, однако именно Гринвичская обсерватория стала флагманом звездных исследований благодаря работам и идеям Брадлея и Гершеля, а также их последователям. Джеймс Брадлей (1692—1762) – третий по счету королевский астроном Англии (после Флемстида и Галлея) – окончил в 1717 г. Оксфордский университет по отделению словесности и собирался делать церковную карьеру, однако благодаря своему дяде Дж.Паунду, считавшемуся лучшим наблюдателем своего времени, увлекся астрономией. Сделав ряд интересных астрономических наблюдений, молодой магистр в 1718 г. был избран членом ЛКО, а в 1721 г. стал профессором Оксфордского университета. Следуя стезе своего дяди, Брадлей серьезно занялся наблюдательной астрономией, приобретая и совершенствуя астрономическую аппаратуру. Через 10 лет после смерти Галлея он, став королевским астрономом, довольно быстро привел в порядок изрядно запущенное оборудование Гринвичской обсерватории, а все последующие годы своей жизни посвятил повышению точности астрономических наблюдений. Целью их было разобраться в микродвижениях звезд по небосводу, обусловленных различными факторами.

Наиболее очевидным было т.н параллактическое смещение звезд , обусловленное годичным движением Земли вокруг Солнца (аналогичное кажущемуся смещению деревьев на берегу при взгляде на них с плывущего по реке судна). Естественно, что угол такого смещения – звездный параллекс –был тем меньше ,чем дальше от Земли была звезда. Согласно полученным Брадлеем оценкам, величина его для ближайших звезд не могла превышать 1" , и такой параллакс не мог быть зафиксирован даже на самых точных инструментах. Однако Брадлей сумел в 1725 г. зафиксировать у одной из звезд периодическое смещение (с периодом в 1 год) с амплитудой 40". Он быстро понял , что это не параллакс, и продолжил исследования соседних звезд, у которых также существовали подобные, но не одинаковые смещения. И после 3-х летних размышлений он убедился, что этот эффект обусловлен аберрацией света, т.е. кажущимся поворотом светового луча из-за непараллельности вектора скорости орбитального движения Земли и направления на звезду. Дальнейшие наблюдения Брадлея показали, что существует еще одно кажущееся микродвижение, звезд вызванное, нутацией земной оси за счет лунных возмущений. Окончательные результаты своих открытий Брадлей опубликовал только в 1748 г. и они сразу стали классикой астрономической картины мира. Получивший широкую известность их автор был награжден золотой медалью ЛКО, а также избран членом ряда Академий наук, в том числе и ПИАН (с 1754 г.).

Настоящий прорыв в наблюдательной астрономии совершил знаменитый английский астроном немецкого происхождения Вильям Гершель(1738—1822). Родившись в Ганновере в многодетной семье бедного музыканта, Фридрих Вильгельм Гершель рано обнаружил музыкальный талант и проявил активное стремление к знаниям. Чтобы уберечь сына от военной службы в период 7-летней войны, родители в 1758 г. отправили его в Англию, где он англифицировал свое имя и начал поиски счастья, работая учителем музыки, органистом, дирижером оркестра и сочиняя собственные композиции. Заинтересовавшись математикой (что свойственно многим музыкантам), юный Гершель начал изучать трактат по математической теории гармонии, а затем и курс оптики, написанный тем же автором. В результате он увлекся полировкой зеркал и изготовлением телескопов, приобщив к этому увлечению а затем и к астрономии своих братьев и сестру (впоследствии и сына).

Первый работоспособный рефлектор астроном-любитель изготовил только на 36-м году жизни (в 1774 г.) и этот год стал началом его новой профессии, которой он стал отдавать все свое время , свободное от концертов и представлений. Окрыленный первым успехом, Гершель со временем стал первоклассным мастером-оптиком и занялся постройкой ньютоновского рефлектора длиной 7 футов и диаметром 47 см. Посредством которого он в марте 1781 г. открыл новую планету — Уран, — "увеличив" тем самым в 2 раза радиус Солнечной системы. Став после этого знаменитым, Гершель был вскоре избран членом ЛКО, а король Георг III назначил его королевским астрономом с окладом 200 фунтов в год. Продолжая изучение Солнечной системы он вскоре пополнил ее 6-ю спутниками Урана и 2-мя спутниками Сатурна, обнаружил сезонные изменения полярных шапок на Марсе, объяснил происхождение полос и пятен на Юпитере облачными явлениями в его атмосфере, и, наконец, определил период вращения колец Сатурна. И все это было сделано вне стен Гринвичской обсерватории, в домашних условиях и на самодельных рефлекторах! Необходимые средства для работы и для проживания совместно с сестрой Каролиной (которая всю жизнь была его помощницей, а со временем сама стала крупным специалистом в наблюдательной астрономии). Гершель зарабатывал путем изготовления и продажи своих уникальных телескопов состоятельным любителям и профессионалам. И только благодаря женитьбе в 1788 г. на богатой английской леди он смог полностью отдаться научным исследованиям и снять отдельную квартиру для своей сестры -помощницы. После смерти брата именно она вместе с его сыном Джоном Гершелем стали продолжателями исследований своего великого родственника. Позднее к этим же исследованиям обратились российский астроном В.Я.Струве (основатель Пулковской обсерватории в С-Петербурге) и ирландский конструктор крупных телескопов В. Парсонс("Лорд Росс").

Постепенно увеличивая размеры и дальнозоркость своих рефлекторов ( самый лучший из которых имел 12 метров в длину и диаметр зеркала 122 см), Гершель буквально «распахнул небо» в мир далеких звезд и туманностей, доведя их наблюдаемость до 15-й звездной величины. Выполняя грандиозную программу звездных наблюдений, Гершель обнаружил , что вся Солнечная система движется в направлении созвездия Геркулеса, определил чечевицеобразную форму и примерные размеры нашей Галактики, дал ей название «Млечный путь», установил существование других галактик, а

также изучил и классифицировал множество туманностей. Оценив размеры некоторых туманностей и расстояния до них, измеряемые миллионами световых лет, Гершель сделал эпохальный вывод о том, что вопреки библейским утверждениям Вселенная существует миллионы лет. Это было первое экспериментальное опровержение Библии.

Фактически В.Гершель стал пионером звездной астрономии, заложив ее фундамент и придав ей огромный импульс дальнейшего развития. Вскоре он был избран почетным членом многих европейских Академий, в том числе и ИПАН. Не перечисляя здесь множества разнообразных открытий, сделанных великим астрономом на протяжении его долгой 84-летней жизни, назовем ту цель, которую он преследовал, создавая уникальные телескопы и проводя грандиозную программу исследований неба по специально изобретенной методике. Как он выразился уже на склоне лет (в 1811г.), "Ознакомление" с устройством небес – вот что всегда составляло конечную цель моих наблюдений ". И он добился этой цели, о чем говорят слова знаменитого французского астронома и популязатора науки (окончившего в 1803 г. ППШ), Д.Ф.Араго (1786—1853) о "Доме-обсерватории " Гершеля в Слоу: " уголок мира, в котором сделано было наибольшее число открытий ".

Резюме: Гринвичская обсерватория, королевские астрономы Флеместид и Галлей, их роль в построении астрономической картины, взаимоотношения с Ньютоном. Проблема наблюдений прохождений Венеры по диску Солнца. Комета Галлея, ускорение Луны .

Микродвижения звезд в наблюдениях Галлея и Брадлея, их параллакс, аберрация и нутация. В . Гершель, его уникальные телескопы, открытия планет и их спутников , проникновение в мир звезд и туманностей, основные результаты звездной астрономии.