Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

из пятен могли появиться из‐за столкновения Солнца с огромными метеоритами. В 1860‐х и в 1870‐х гг. Норман Локьер потратил много времени и сил на «метеоритную гипотезу», перекликавшуюся с идеями Гершеля. Локьер построил схему космической эволюции, предвосхитившую, несмотря на отсутствие широкой поддержки, несколько современных идей. Согласно Локьеру, все небесные тела, светящие собственным светом, состоят либо из множества метеоритов, либо из масс метеоритного пара, порождаемого тепловой энергией. Он разработал последовательную программу, охватывающую все стадии космической эволюции (какой он ее себе представлял), начиная с бесформенного скопления метеороидов. Небольшие скопления будут формировать кометы, в то время как большие – будут объединяться в звезды; первым, после возникновения и потери температуры, суждено в итоге блуждать по холодному, мертвому и бесцельному космосу. Не будь у Локьера стремления к тому, чтобы строго доказать эту сверхамбициозную гипотезу, он никогда не взялся бы за свое пространное исследование метеорных спектров, которые, без сомнения, были и важны и полезны.

201

Иллюстрация объяснения структуры Солнца, основанного на эффекте «затенения» солнечных пятен, приведенного Уильямом Гершелем. Взята из его статьи в «Философских трудах Королевского общества» (1801), вкладка XVIII.

В солнечной спектроскопии 1840‐х гг. существовало два любопытных, стоящих особняком достижения, и первое из них имеет почти все основания считаться фотографическим. Это случилось, когда Джон Гершель изобрел способ регистрации спектра в инфракрасной области путем смачивания в спирте черной бумаги и наблюдения «темных» линий в силу того факта, что они высыхали последними. Другие находили его опубликованные результаты невоспроизводимыми, но много позже, в 1880‐х гг., они убедились в их вполне реальном существовании, когда было обнаружено, что установленные длины волн соответствуют волнам, поглощающимся водяными парами земной атмосферы. Другое достижение, которое не могло быть сразу же воспроизведено, относится к 1842 г., когда Эдмон Беккерель использовал пластинку дагеротипа для регистрации всего фраунгоферова спектра Солнца. Он получил на ней даже ультрафиолет, к которому пластинка по вполне естественным причинам обладала чувствительностью, и ему удалось расширить фраунгоферову систему обозначения темных линий. Беккерель был сыном и отцом талантливых парижских физиков. Судя по всему, его достижение никому не удавалось повторить в течение более чем тридцати лет, хотя в ходе этого периода (в 1852 г.) ультрафиолетовый спектр Солнца наблюдался Джорджем Стоксом, воспользовавшимся своим умением изготавливать определенные флуоресцирующие вещества.

У Уоррена де ла Рю были и другие фотографические достижения. Его незаурядная изобретательность не позволила ему удовлетвориться обычным моментальным снимком Солнца. Чтобы найти ответы на вопросы, возникшие в связи с аргументацией Гершелей, он хотел получить трехмерное изображение Солнца. Профили солнечных пятен могли изучаться, как он знал, когда они из‐за вращения Солнца подходили к его видимому краю. Александр Уилсон из Глазго исследовал таким образом очень большое пятно в 1769 г. и обнаружил перспективный эффект, что понудило его к более тщательному исследованию данной проблемы. Позже этим же стали заниматься и многие другие. Как мы увидим далее, к 1866 г., когда Норман Локьер применит спектроскоп для изучения солнечных пятен самих по себе, внимание будет привлечено к совершенно другому типу свидетельств. Однако более ранний подход де ла Рю к этой проблеме был одновременно и остроумным, и более легким для понимания. В то время пользовались особой популярностью стереоскопические фотографии обычных сцен. Две фотографии снимались одновременно двумя камерами, отстоящими друг от друга на расстоянии, примерно равном расстоянию между зрачками. Если затем посмотреть на эти фотографии в демонстрационное устройство, в котором каждая фотография видима только одним глазом, то место действия предстанет в виде трехмерного изображения. Для Солнца такой прием не работал, поскольку его вид для каждого глаза фактически один и тот же. Тем не менее, вдохновившись скорее самой идеей, чем фотографированием Солнца с отстоящих друг от друга точек, де ла Рю просто сфотографировал Солнце один раз и, подождав, пока Солнце повернется вокруг своей оси, сфотографировал его второй раз, обеспечив таким образом такой его вид, каким оно выглядело бы с очень далекой точки. Он нашел, что 26‐минутный интервал является вполне приемлемым. (Он также применил похожий прием к фотографированию Луны, полагаясь на ее медленное покачивание по отношению к Земле, а именно – либрацию.)

Применив такой способ трехмерного анализа, де ла Рю обнаружил: яркие солнечные faculae (в переводе с латинского – «маленькие факелы») расположены выше в солнечной фотосфере (видимом слое), а темная часть солнечного пятна кажется более низкой, чем окружающая их полутень, над которой, по всей видимости, плавают факелы. Это сразу же отбросило уйму причудливых догадок о Солнце, не только тех, что были порождены Деремом, доказывавшим вулканическое происхождение солнечных пятен, но также и замечание Лаланда о солнечном пятне как гористом острове в море света, очерченном полутенью, так сказать, песчаной отмелью у берега.

Как и в случае астрономического использования первых телескопов, опробование новых методов наблюдения оказалось гораздо более простым занятием, чем выведение теоретических результатов из увиденного. Де ла Рю заслужил записать на свой счет то, что можно назвать первым вкладом фотографии в астрономическую теорию. Имелось несколько более ранних попыток применить фотографию к решению проблемы сверкающей corona («короны») Солнца, видимой в момент полного затмения Луной, и небольших розовых протуберанцев в ней. Они были описаны задолго до этого – на деле, уже в 1185 г., в средневековой русской летописи, где содержится упоминание о языках пламени, вырывающихся из затмившегося Солнца, как из раскаленных до красна древесных углей. Но принадлежат ли эти языки пламени (протуберанцы) самому Солнцу? Не являются ли они оптической иллюзией или, быть может, миражом? Биргер Вассениус, наблюдавший их в 1733 г. из Гетеборга в Швеции, описал их как красные облака в лунной атмосфере. Однако затмение 1851 г., также видимое с территории Швеции, по общему убеждению, указало на то, что протуберанцы действительно располагаются на Солнце. Полное солнечное затмение 18 июля 1860 г. было для европейских астрономов ниспосланным с неба шансом решить этот вопрос раз и навсегда. Полоса тени полного затмения проходила через юго-запад Ирландии, Нормандские острова и северо-запад Франции, потом пересекала Европу до Сицилии. Де ла Рю наблюдал его из верхней части долины Эбро, в то время как Анджело Секки – из Десьерто-де-лас-Палмас, в 400 километрах к юго-востоку от него. Сходство увиденного ими и того, что теперь было запечатлено для всеобщего обозрения на фотографиях, окончательно убедило профессиональных астрономов в солнечной природе протуберанцев.

202

Фотография солнечной короны, полученная Артуром Шустером в Египте во время затмения 1882 г. Обратите внимание на комету, которая была открыта по счастливой случайности благодаря этой фотографии.

В последующие десятилетия было сделано множество рисунков протуберанцев и короны, зарисованных из многих различных мест наблюдения полных затмений. В 1879 г. А. К. Раньяр и У. Г. Уэсли опубликовали более сотни ранних зарисовок и фотографий. У многих вызвало удивление широкое разнообразие форм, которые может принимать корона, и значительный диапазон изменений этих форм за интервалы времени существенно менее часа (как это наблюдалось из различных пунктов). Полученная слишком поздно, чтобы быть включенной в этот сборник, фотография короны, сделанная молодым спектроскопистом немецкого происхождения Артуром Шустером в Египте во время полного затмения 1882 г., зафиксировала незнакомую комету (ил. 202). Начиная с 1882 г. фотографический спектр короны регистрировался каждый раз, когда это становилось возможным во время затмения, и в ультрафиолетовой области (где человеческий глаз не может идти вровень с фотометрической эмульсией) был найден богатый