Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

Камера все чаще применялась для исследования тонких деталей солнечных пятен, а также грануляции солнечной поверхности. Пьер Жюль Сезар Жансен был пионером в этой области. Ко времени, когда Жансен начал использовать фотографию, он уже снискал себе немалую известность благодаря остроумному устройству, сконструированному после наблюдения полного солнечного затмения 18 августа 1868 г. из Гунтура, неподалеку от Бенгальского залива. Направив щель своего спектроскопа на два огромных протуберанца, когда Солнце было полностью скрыто, он обнаружил интенсивные спектральные линии, соответствующие водороду. Ему пришло в голову, что если он пропустит свет только этой конкретной длины волны (то есть занимающей данное положение в спектре), то посредством быстрого сканирования Солнца щелью своего спектроскопа он сумеет получить фотографию Солнца и таким образом будет следить за его изменениями на регулярной основе, не дожидаясь затмений. Он сообщил своему спектроскопу вращательное движение, чтобы получить изображение Солнца из его щелевидных компонентов. Возможно, это напомнит нам принцип действия кинематографа. На деле, еще одно его изобретение – фотографический револьвер – обладает еще более близким сходством. Это приспособление он сконструировал для того, чтобы получить быструю последовательность фотографий во время прохождения Венеры в 1874 г.

Если французский народ и знал имя Жансена, то только как смельчака, покинувшего осажденный Париж на воздушном шаре во время франко-прусской войны для наблюдения затмения 22 декабря 1870 г. Локьер получил разрешение от пруссаков пропустить Жансена через их линии, но честь не позволила ему воспользоваться им, поскольку тот намеревался провезти с собой военные депеши. Попросив Академию наук поддержать его попытку, Жансен получил в свое распоряжение воздушный шар «Вольта». Вместе с помощником он достиг высоты 2000 метров и был отнесен ветром на запад, благополучно приземлившись со своими инструментами (и с депешами) недалеко от атлантического побережья. Он добрался до Орана (Алжир), чтобы наблюдать затмение, но погода оказалась менее склонной к сотрудничеству, чем Академия наук и пруссаки, и его путешествие имело скорее символическое, чем научное значение.

Исследования Жансена, сегодня бы принятые за вполне обычную астрофизику, в то время не воспринимались как нечто, имеющее непосредственное отношение к традиционной астрономии, и он, надо отметить, сталкивался со множеством трудностей в получении серьезной государственной поддержки. Его поддержка со стороны министра просвещения Виктора Дюрюи была настоящим везением. Министр хлопотал о предоставлении в распоряжение ученого оборудованной обсерватории и в итоге поменял ситуацию в его пользу. Через семь лет Жансену предложили на выбор два места, и он выбрал Медон. Ему было восемьдесят, когда штат астрономических сотрудников увеличился в общей сложности до двух человек; но все это время он выполнял в высшей степени важную исследовательскую программу, изготавливая атлас солнечных фотографий, охватывающий период с 1876 по 1903 г. (см. одну из фотографий из его работы на ил. 203). Так начинал свой путь один из наиболее выдающихся мировых центров солнечных исследований.

203

Фотография солнечного пятна, сделанная П. Ж. С. Жансеном в Медоне 1 июня 1878 г.

Первые солнечные фотографии зачастую проигрывали по сравнению с рисунками (на ил. 204 показан прекрасный пример того, что мог изобразить хороший рисовальщик). Часто претензии предъявлялись к размазанности некоторых частей фотографических изображений, но было бы неправильно видеть причину этих недостатков только в несовершенстве коллодионных пластинок. Жансен понимал: это явление вызывалось исключительно солнечными особенностями, и есть некая сетка, покрывающая Солнце, названная им réseau photosphérique (фотосферная сетка). Он гордился своим открытием сетчатой структуры солнечной поверхности и утверждал, что это первое открытие, которое просто невозможно было бы совершить без фотографии.

Еще интереснее провести параллель между карьерами Жансена и Нормана Локьера в Англии. Локьер, гражданский служащий без университетского образования, приспособил спектроскоп к своему 16-сантиметровому рефрактору в середине 1860‐х гг. и в 1866 г. задумался над той же идеей, что и Жансен в 1868 г., то есть посмотреть на Солнце только в узком участке света, соответствующем цвету протуберанцев. Правительственный грант он получил в 1867 г., но подходящий высокодисперсный спектроскоп – только через год, и смог наблюдать протуберанцы, как было запланировано, только 20 октября 1868 г. Он опробовал метод осциллирующей щели, но не добился сколько-нибудь значимых результатов, однако при помощи Уильяма Хёггинса он пришел к пониманию того, что широкой щели вполне достаточно, и красноречиво разглагольствовал о странных формах, обнаруживаемых в похожей на заросли солнечной атмосфере. Еще более странное случилось, когда он связался с Французской академией наук, чтобы сообщить о своих находках: его письмо, а также письмо, отправленное Жансеном, содержали объяснение одного и того же метода и пришли друг за другом с интервалом в считанные минуты. Со времен печальной истории с Нептуном прошло всего лишь двадцать лет. По этому случаю французское правительство щедро отметило почти одновременно совершенное открытие учреждением медали, на которой были изображены портреты обоих астрономов.

204

Прекрасный образчик зарисовки солнечного пятна (23 декабря 1873), сделанной Сэмюэлем Пирпонтом Лэнгли в Аллегейнской обсерватории в Питтсбурге, штат Пенсильвания. Лэнгли изобрел спектроболометр, очень чувствительное устройство для измерения тепла, полученного от щели спектроскопа, посредством изменения электрического сопротивления очень тонкой проволочки, размещенной за щелью. Это позволило ему получить график распределения энергии в спектре. Он использовал его в 1878 г. для получения солнечных и лунных спектров и в 1894 г. опубликовал впечатляющий график, глубоко уходящий в инфракрасный диапазон. В этот период его обсерватория являлась ведущим американским центром солнечной физики.

На деле, несмотря на свои индивидуальные достижения в астрофизике, Локьер так и не нашел себе ниши в астрономическом истеблишменте. Человек невероятной энергии, работавший с миссионерским рвением улучшить научную осведомленность населения, он в течение полувека был редактором знаменитого научного журнала Nature. Но даже при таких обстоятельствах он достиг очень незначительных результатов в своих попытках убедить правительство основать национальную астрофизическую обсерваторию. Солнечная физическая обсерватория была основана в Лондоне, в Южном Кенсингтоне, но впоследствии это место отвоевал нуждающийся в нем Музей истории науки. В возрасте семидесяти пяти лет, будучи уже разочарованным человеком, он самостоятельно построил обсерваторию в Сидмуте (графство Девоншир), где и работал в течение восьми лет до самой своей смерти.

Сегодня легко критиковать столь очевидный недостаток государственной заинтересованности в достижениях науки, но следует помнить особенности тех времен: считалось, что высокая наука подведомственна университетам, которые в Британии (в отличие от многих других европейских стран) не рассматривались как предмет главным образом правительственной опеки. Астрономия занимала периферийную позицию. Поколением ранее Эри стал первым Королевским астрономом, имевшим возможность уйти на покой, полагаясь только на свое официальное правительственное жалованье. (Галлей получил пенсию от военно-морского ведомства, и все другие лица, занимающие должность в этом ведомстве, являлись членами святого ордена, благодаря чему могли получать небольшие стипендии от церкви.) Однако Гринвич не относился к разряду исследовательских институтов, как и его американский двойник Военно-морская обсерватория в Вашингтоне, где современник Локьера Саймон Ньюком совершенно ясно отдавал себе отчет в необходимости доработки планетной и лунной теорий. Эти организации были основаны для того, чтобы обслуживать государство, поставлять таблицы и астрономические постоянные, делая их общедоступной полезной информацией, предназначенной только для практических целей. К счастью для астрономии, это не исключало щедрого финансирования обсерваторий из частных источников, особенно в Соединенных Штатах, где чувство гордости за место своего проживания было одним из ценимых факторов. В Британии,