Космос. Иллюстрированная история астрономии и космологии - Джон Норт

Лувена, а сам он обучался во Франции. Его семья проводила бо́льшую часть времени в поездках по всей Европе, обзаводясь влиятельными связями с ведущими астрономами. Отец Эдуарда, Натаниэль, был достаточно богат, чтобы покупать астрономические инструменты у лучших лондонских мастеров, и даже имел достаточно времени для обследования за свой счет большей части южных Нидерландов. По возвращении в Йорк, он уже располагал построенной специально для него прекрасной обсерваторией, оснащенной еще более совершенными инструментами, к великой пользе его сына. Будучи должным образом проинструктированным, Эдуард сделал несколько небольших открытий, включая открытие новой кометы, и вступил в переписку с Уильямом Гершелем в те времена, когда Гершель был еще музыкантом в Бате. Однако наиболее значимым стало для него знакомство с его близким соседом по Йорку Джоном Гудрайком.

Гудрайк, будучи младше Пиготта на одиннадцать лет, родился в 1764 г. в Гронингене (Нидерланды) в семье работника Британского консульства, его мать была француженкой. У него действительно обнаруживается много общего с Пиготтом, за исключением здоровья. Гудрайка, глухонемого с детства, в возрасте восьми лет отправили в Эдинбургскую школу для глухонемых. Позже он перевелся в академию для диссидентов в Ланкашире и, несмотря на свои немощи, получил там высокую оценку как человек, хорошо знающий математику. Его семья переехала из Нидерландов в Йорк, а в 1781 г. в тот же район приехали Натаниэль и Эдуард Пиготты, после чего они быстро обнаружили общие интересы, связанные со звездной астрономией. Гудрайк, унаследовавший в семнадцать лет состояние своего деда, сэра Джона Гудрайка, не испытывал финансовых затруднений. Он приобрел на свои средства телескоп Доллонда, и они с Пиготтом регулярно производили совместные наблюдения в полной тишине. И тот и другой находились в переписке с Гершелем, обсуждая его новую «комету», еще до того как выяснилось, что на самом деле это – планета Уран. Кроме того, они объединили усилия в поиске литературы с данными о переменных звездах.

В ноябре 1782 г. Гудрайк заново открыл то, что уже было известно, – Алголь является переменной звездой. Систематически наблюдая эту звезду с даты открытия до прекращения ее ночной видимости, он пошел дальше и зафиксировал короткопериодическую природу изменения ее блеска. Ему исполнилось всего лишь восемнадцать лет, когда он написал о своих выводах плюмианскому профессору астрономии в Кембридже. Три дня спустя его письмо было зачитано Королевскому обществу, и его члены настолько впечатлились, что наградили Гудрайка одной из двух медалей Копли за 1783 г. Полученное им значение продолжительности цикла составляло 2d20h45m, которое отличалось от принятого сегодня значения всего на четыре минуты. Приведенное им объяснение изменений блеска тоже в каком-то смысле выдержало испытание временем. Согласно его предположению, вокруг Алголя обращается какое-то большое тело, периодически его затмевающее. Как мы видели ранее в начале этой главы, лишь в 1889 г. Герману Фогелю удалось показать с помощью его спектроскопа, что спектр Алголя также испытывает колебания. Фогель интерпретировал это через эффект Доплера, полагая, что совмещение двух компонентов звезды совпадает с временами минимума блеска, наблюдаемого нами визуально. Короче говоря, Алголь был одной из спектрально-двойных звезд Фогеля. На самом деле, последние спектроскопические исследования указывают на существование третьей звезды и на то, что между главной и двумя другими звездами имеет место перетекание вещества.

Вскоре Гудрайк открыл еще несколько переменных. В некоторых из них он был менее уверен, но β Лиры и δ Цефея удалось надежно подтвердить. Позже каждая из них стала прототипом нового класса переменных. Он, как следует из его записных книжек, начал догадываться о том, что уровни минимума блеска одной и той же переменной звезды не идентичны, как он думал ранее. Тем временем Пиготт также обнаружил переменность звезды η Орла и начал долгую серию исследований этой и других переменных звезд, продолжавшуюся почти непрерывно вплоть до 1820‐х гг. Количество астрономов, находившихся под впечатлением от их работ, быстро росло, и в 1786 г. Гудрайк был избран членом Королевского общества. Но его счастливая судьба длилась недолго. Двумя неделями позже он скончался в возрасте двадцати одного года «от воздействия холодного ночного воздуха во время астрономических наблюдений».

Оставшись в одиночестве, Пиготт сохранил интерес к переменным звездам и сделал огромный вклад в новую область, быстро ставшую предметом самостоятельного исследования. В качестве иллюстрации самоотверженности Пиготта отметим его отчет о не менее чем пяти годах наблюдений переменной R Щита – «переменной звезды в Щите Собеского», как он назвал ее, когда опубликовал свои выводы в издании Королевского общества «Philosophical Transaction» в 1805 г. Как он решил еще раньше, причиной видимых изменений блеска найденных им и Гудрайком короткопериодических переменных являются находящиеся на них пятна, если принять во внимание тот факт, что они вращаются. В 1793 г. он переехал в Бат, прежнее место жительства Гершеля. Пиготт изучал работы Гершеля, посвященные строению Солнца и возможной его обитаемости. После того как Гершель рассказал ему об использовании физических моделей для проверки разнообразных гипотез, Пиготт последовал его примеру и построил свои модели, которые позволили бы ему сделать выбор между причинами переменности. Он изложил свое окончательное заключение в статье 1805 г. – работе, одну часть которой он написал в Бате, а другую в Фонтенбло, – где он мог свободно находиться после Амьенского мирного договора 1802 г., но был арестован французами после возобновления боевых действий. Во Франции он читал лекции, излагая свои идеи, и его здешние старые научные знакомства, без сомнения, помогли ему укрепить свою репутацию в Англии, вне зависимости от войны.

Переменные звезды, как полагал Пиготт, это темные, твердые, вращающиеся тела, и их вращение довольно правильное, но среда, которая их окружает, ведет себя хаотично (ил. 224). Среда, говорил он, производит и поглощает частички света «очень сходно с тем, что было так талантливо проиллюстрировано великим открывателем небес доктором Гершелем в отношении солнечной атмосферы» (см. ил. 201 в главе 15). Его гипотеза о том, что звезда может время от времени находиться в «неосвещенном» состоянии, давала ему дополнительный бонус: она могла объяснить причину того, почему определенные области неба кажутся нам содержащими мало звезд. Насколько многочисленны такие темные звезды? Он задавался вопросом, могут ли они быть столь же многочисленны, как и яркие звезды; и выразил мнение о том, что наше Солнце тоже может, наконец, сократиться до небольшого светлого пятнышка. Такие пугающие сценарии звездной эволюции легко опровергались, поскольку были основаны на шатких гипотезах, но нет сомнений в том, что они помогли избавиться от традиционного представления о неизменности и совершенстве звезд.

Уильям Гершель открыл с помощью своего телескопа новые переменные, и Пиготту в итоге удалось составить перечень, общим счетом в тридцать девять звезд, который медленно пополнялся в ходе первой половины XIX в. Отчасти проблема заключалась в том, что оценка блеска делалась относительно бессистемно. Имелось несколько полезных наработок в этом отношении. Очень простое, но остроумное новшество внедрил в практику наблюдений Гершель, который размещал звезды какой-либо ограниченной группы в порядке возрастания блеска, повторяя эту процедуру для многих групп, а затем связывал группы друг с другом, выбирая звезды, общие для нескольких групп. Таким образом можно было постепенно построить целую сеть. И все же ощущалась острая нужда в удобном фотометрическом инструменте, и шаг в этом направлении сделал Джон Гершель. Во время посещения мыса Доброй Надежды (1837–1838) он открыл необычную переменную звезду η Корабля Арго, находившуюся примерно в середине туманности, и это пробудило его интерес к фотометрии. Он изобрел прибор, который сам называл «астрометром»; в нем размещалась искусственная звезда с регулируемой