Любительская астрономия: люди открывшее небо

Позднякова Ирина Е.

Совокупность всех этих открытий делает Гершеля основоположником такого раздела современной науки, как звездная астрономия.

2. Верная сестра

Говоря о Гершеле, невозможно не упомянуть еще о его сестре, Каролине Гершель.

Каролина была единственной девушкой среди пяти выживших детей военного музыканта Исаака Гершеля. Вопреки воле своей матери, которая предпочла бы, чтобы она была швеей, Каролина, как и ее братья, получила музыкальное образование и стала певицей.

Когда ей было 22, она переехала

в Англию к брату (он был старше ее на двенадцать лет). В доме брата Каролина стала выполнять обязанности экономки, но в то же время он дал ей возможность выступить в качестве солистки в своих концертах. Она могла бы сделать большую музыкальную карьеру, если бы ее не заразила страсть брата к астрономии. Без сомнения, это была необычная семья, среди которых даже двойные таланты (музыка и астрономия), по-видимому, были скорее правилом: брат Гершеля Александр, тоже музыкант, также помогал Вильяму в изучении неба.

Каролина научилась шлифовать и полировать зеркала для телескопов, освоила математику, необходимую для астрономических расчетов.

После открытия Вильямом Урана, когда астрономия стала главным его занятием, Каролина Гершель стала перед выбором: продолжать ли свою карьеру в качестве певицы или «служить» своему брату в качестве его научного ассистента. Она выбрала последнее и была назначена судом в качестве квалифицированного помощника с зарплатой в 50 фунтов стерлингов в год – первая зарплата, которую женщина когда-либо получала за научную работу.

Теперь Каролина начала свои собственные астрономические исследования, сосредоточившись на поиске комет. Между 1786 и 1797 гг. она обнаружила восемь «хвостатых светил». Она также обнаружила четырнадцать туманностей, измерив положение еще более сотни, и составила каталог звездных скоплений и туманностей. Кроме того, она подготовила дополнительный каталог для звездного атласа Флемстида. За эту работу ее высоко ценили, в числе других ученых, великий математик Карл Фридрих Гаусс и астроном Иоганн Франц Энке. Несмотря на определенный успех в своих исследованиях, она оставалась очень скромной женщиной.

В 1822 году, через несколько недель после смерти своего брата, Каролина Гершель вернулась в свой родной город Ганновер, который она оставила почти пятьдесят лет назад. Знаменитые ученые искали теперь ее в простом доме на Marktstrasse (Марктшрассе, одна из улиц Ганновера). К 1828 году она закончила работу над каталогом 2500 туманностей и звездных скоплений, наблюдавшихся её братом, а также двумя дополнениями к нему. Впоследствии именно этот каталог вместе с данными наблюдений ее племянника – сына Уильяма, Джона Гершеля – послужит одним из основных источников для Нового общего каталога (NGC), составленного Дрейером в 1888 году.

Она была награждена многочисленными наградами: например, в 1828 году получила золотую медаль Королевского астрономического общества, в котором она была избрана почетным членом в 1835 г. В 1838 году Королевская Ирландская академия наук в Дублине избрала 88-летнюю Каролину Гершель в свои члены. И в 1846 году, в возрасте 96 лет, Каролина была награждена от имени короля Пруссии золотой медалью Прусской академии наук.

Ни одна из обнаруженных ее комет не была названа в честь нее, но кратер на Луне, а также один из астероидов увековечили ее имя на просторах Солнечной системы.

Судьбы Уильяма и Каролины Гершелей могут служить примером для тех, кто хочет найти свой путь как в науке, так и в жизни. Их не остановила ни смена профессии, ни, в случае с Каролиной, нетипичность таких занятий для женщин в те времена…

3. «Левиафан» и мир туманностей

Инструменты Вильяма Гершеля оставались самыми крупными в мире около полувека. В 1847 году вступил в строй новый гигантский для того времени телескоп с зеркалом диаметром 72 дюйма (1,87 м) и фокусным расстоянием 17 метров. За свои размеры он получил прозвище в честь библейского чудовища – «Левиафан». Он оставался

крупнейшим телескопом в мире до начала XX века.

На строительство телескопа ушли огромные средства и, конечно, труд многих людей, изготовивших зеркало, трубу, и громадную конструкцию, служившую им опорой. Но главного инженера и одновременно спонсора этого строительства Уильяма Парсонса, третьего лорда Росса – тоже можно назвать астрономом-любителем. Ведь он удовлетворял прежде всего собственную страсть к астрономии и сам проводил наблюдения при помощи этого инструмента. Но для реализации своего смелого замысла ему пришлось не только купить дорогостоящие материалы и оборудование для мастерских, но и обучить окрестных крестьян оптике и механике, поскольку специалистов найти было очень трудно.

«Левиафан», телескоп лорда Росса

«Левиафан» получился поистине гигантским. Вес трубы вместе с металлическим зеркалом достигал 12-ти тонн. Управлять такой громоздкой махиной было тяжело. Приводилась она в движение системой платформ, подпорок и рычагов. Опорой для трубы и защитой от ветра служили две огромные каменные стены. Нижний конец 12-тонной трубы опирался на чугунный шарнир, верхний был закреплен на цепях. Свободно двигаться эта конструкция могла лишь по высоте (вверх и вниз). По азимуту (т. е. вправо и влево) труба смещалась лишь на 15 градусов. Следить за объектом, таким образом, можно было лишь сравнительно короткое время и только тогда, когда он оказывался в узком интервале доступных телескопу азимутов (то есть в узкой полосе неба, на которую он мог быть направлен). Такая конструкция исключала и применение фотографических методов наблюдения, которые уже начинали входить в астрономическую практику. «Левиафан» не мог удерживать объект в поле зрения в течение длительной выдержки.

Лорд Росс

У бронзовых зеркал, которыми оснащались тогда все телескопы-рефлекторы, имелись серьезные недостатки: они были тяжелы, прогибались под собственным весом, к тому же быстро тускнели и требовали повторной полировки.

Не самым удачным было и расположение гиганта: климат Ирландии не изобилует ясными ночами: их бывает всего 60–80 за год…

Однако, несмотря на все эти трудности, телескоп лорда Росса (и несколько меньших инструментов, построенных им же) сослужил хорошую службу науке. С его помощью в каталоги были внесены новые звездные скопления и туманности. Лорд Росс делал детальные зарисовки этих объектов. Ему принадлежит, например, авторство названия «Крабовидная туманность», под которым мы знаем самый известный на небе остаток сверхновой [11] . Некоторые из туманностей, которые в приборах Гершеля казались лишь облачками, оказались для «Левиафана» тесными звездными скоплениями. У некоторых, например у Туманности Андромеды и туманности в Гончих Псах, выявилась спиральная структура. Но то, что одни туманности представляют собой газовые облака нашей галактики, а другие – сами являются далекими гигантскими звездными системами – галактиками – стало окончательно ясно лишь в XX веке.

11

Сверхновая – звезда, увеличивающая свой блеск в течение нескольких суток в миллионы и миллиарды раз, а потом угасающая в течение нескольких месяцев или лет. Причина – мощный взрыв, почти полностью разрушающий звезду.