Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

первые хронографы не обладали такой уж высокой точностью. Как отозвался о первом из них (находящемся в Военно-морской обсерватории в Вашингтоне) Саймон Ньюком, «его единственным недостатком является то, что он не отсчитывает и никогда не будет отсчитывать время; до сих пор, насколько мне известно, он нес некоторую полезную нагрузку, но исключительно декоративную».

Если кто-то и выделялся на фоне всех остальных в вопросе достижения точности, так это Фридрих Вильгельм Бессель. Он начал свое обучение в большой коммерческой компании в Бремене в возрасте четырнадцати лет, но в часы досуга полностью посвящал себя астрономическим вычислениям, делая это с таким усердием и настолько успешно, что Вильгельм Ольберс взял его под свое крыло. Бессель, любопытно отметить, испытал сильное вдохновение, прочитав о наблюдении Хэрриотом в 1607 г. того объекта, который впоследствии был назван кометой Галлея. Использовав работы Лаланда и Ольберса, Бессель (в возрасте двадцати лет) составил блистательный расчет того, каким образом можно улучшить элементы кометных орбит. Именно после прочтения рукописи этого расчета Ольберс в полной мере оценил его неукротимый темперамент. Спустя долгое время Ольберс скромно заметил, что покровительство, которое он оказывал Бесселю, было его наибольшим вкладом в астрономию. Он устроил Бесселя на службу в частную обсерваторию недалеко от Бремена, где тот продолжил совершенствовать свои технические приемы, а затем, по предложению Ольберса, занялся обработкой наблюдений более 3000 звезд, осуществленных Брэдли. Он добился настолько значительного успеха уже на самых ранних стадиях работы, что когда король Пруссии Фридрих Вильгельм III основал в 1810 г. новую обсерваторию в Кенигсберге (отошедшем после Второй мировой войны к Советскому Союзу и переименованном в Калининград), Бессель был назначен ее директором. Здесь он и провел остаток своей жизни, постоянно сетуя на климат и отклоняя предложения переехать в какое-нибудь другое место. Кенигсберг, бывшая столица герцогства Пруссия, был городом, где располагался известный университет, в котором преподавал Иммануил Кант. Философ умер в 1804 г., его надгробие в соборе напоминает нам о его широких интересах часто цитируемым посвящением: «Звездное небо надо мною и моральный закон во мне».

Опубликованные наблюдения Брэдли были необычайно важны, потому что он самостоятельно определял ошибки своих инструментов или производил наблюдения, из которых они могли быть выведены. Для их обработки Бесселю были нужны точные значения фундаментальных астрономических констант, таких как аберрация и рефракция. Даже небольшая поправка на рефракцию составляет от двух до трех минут дуги, что может в несколько тысяч раз превышать вероятную ошибку, требуемую для координаты склонения. Самое главное затруднение заключалось в учете температуры и давления атмосферы. Бессель начал с изучения астрономической рефракции, следствием чего стало вручение ему в 1811 г. премии Института Франции за составленные им таблицы. Покончив с этой первой задачей, он опубликовал в 1818 г. результаты своих редукций, озаглавив их «Основы астрономии».

Все это привлекло к имени Бесселя внимание астрономического мира, благодарного за предоставленную возможность гораздо точнее определять собственные движения, чем это было возможно ранее. Вскоре после этого входившие в оснащение обсерватории пассажный инструмент Доллонда и круг Кэри заменили прекрасным новым меридианным кругом Рейхенбаха – Эртеля (1819). Впоследствии в 1841 г. к нему присоединился круг Репсольда, к тому времени «Tabula Regiomontae» Бесселя – Кенигсбергские таблицы – использовались лучшими обсерваториями мира уже в течение одиннадцати лет. Влияние Бесселя было тем более велико, что он собственным примером придал меридианному кругу статус чуть ли не культового инструмента. Каждая новая обсерватория – и большая и малая – обязана была иметь его в своем парке. Гринвич последовал этому примеру, и недавно назначенный туда Королевским астрономом Джордж Бидделл Эри приобрел в 1835 г. одну из его немецких моделей. Начиная с этого периода и далее астрономы регулярно регистрировали звездные склонения с точностью до сотой доли секунды дуги и прямые восхождения с точностью до одной тысячной секунды времени. Измерение координат звезд стало почти самоцелью – стремлением к точности и благочестию, вне зависимости от ожидаемой полезности, хотя она, безусловно, время от времени проявлялась в том или ином виде.

В 1844 г. Бессель самостоятельно совершил важное открытие, касающееся измерения положений звезд Процион и Сириус, входивших в список фундаментальных звезд Маскелайна: он обнаружил изменение их собственных движений. У каждой из них, заключил ученый, есть невидимый спутник, достаточно массивный, чтобы сделать видимым движение более яркого компонента вокруг общего центра масс. Он не был первым, кто высказал такое предположение, и на деле споры по поводу утверждений подобного рода бушевали с того момента, когда гринвичский астроном Джон Понд высказался на эту тему в 1825 и 1833 гг. в отношении большего числа звезд. Бессель успешно отклонил доводы Понда, заявив, что его звезды слишком далеки для возможного проявления эффектов подобного рода; спутник же Сириуса действительно телескопически разрешил Алван Кларк в 1862 г., когда он тестировал новый изготовленный им телескоп. Это оказалась звезда восьмой звездной величины, обладающая тем не менее массой (как впоследствии вывели из ее орбиты) в два раза меньшей массы Сириуса. (Ее орбиту аналитически определил Х. А. Ф. Петерс в 1850 г. еще до ее наблюдения.) Темный спутник Проциона обнаружил Джон Мартин Шеберле с помощью телескопа Ликской обсерватории в 1895 г. Он был еще более тусклым – тринадцатой звездной величины. Когда, наконец, определили расстояние до Сириуса, оказалось возможным вывести размеры его орбиты, а следовательно, массы его компонентов. Они оказались порядка одной и двух солнечных масс; и когда аналогичные вычисления были применены к другим двойным, стало ясно (к великому удивлению всех вовлеченных в эту работу), что если яркость звезд может разниться в миллионы раз, то массы редко когда отличаются больше чем в десять раз от массы Солнца – как в меньшую, так и в большую сторону.

190

Карл Фридрих Гаусс (1777–1855), «Король математики». Изображен на западногерманской марке, выпущенной в честь двухсотлетней годовщины его рождения.

В качестве постскриптума обратим внимание на огромную ценность первичного необработанного материала, доставшегося в наследство от Брэдли; следует отметить, что многие его неопубликованные работы были использованы в ходе того же столетия астрономом Эри, дополнившим ими свои собственные наблюдения в Гринвиче. Затем в 1860‐х гг. они перешли к Артуру Ю. Г. Ф. фон Ауверсу, также работавшему в Кенигсберге, но в этот период он был в Берлине, и фон Ауверс сделал еще одну обработку того же материала, улучшив редукции Бесселя. Трехтомный каталог фон Ауверса (1882–1903) задал новый стандарт точности, и наряду с каталогом Бесселя 75 000 звезд ярче девятой звездной величины он занял важное место на главном стволе генеалогического древа данных наблюдений, полученных позже.

Работу Бесселя продолжил человек, чьи труды он долго поощрял, – Фридрих Аргеландер, также ограничившийся пределом девятой звездной величины. Их совместная работа легла в основу «Bonner Durchmusterung» («Боннское обозрение»), продолжавшим с момента своего появления в 1859 г. служить эталоном в том числе в создании универсальной системы идентификации звезд. (Старые греко-арабские названия, и даже греческие буквы Байера, можно применить для обозначения только тысячи звезд или около того.) Положения более ста тысяч звезд были привязаны к избранным фундаментальным звездам, координаты которых измерялись с высочайшей тщательностью – будь то изначально выбранные 36 звезд Маскелайна (Бессель увеличил их число до 38), или 400 и более так называемых звезд «Морского ежегодника», либо гораздо более длинный список Брэдли.

Хотя позднейшие фундаментальные таблицы слишком обширны для перечисления их здесь, они компоновались таким образом, что астрономия стала выделяться на фоне остальных наук как преимущественно интернациональная. В 1871 г.