18. Пулковская обсерватория во второй половине XIX в.

Когда в 1864 г. исполнилось четверть века работы Пулковской обсерватории, О.В. Струве, бывший к этому времени ее директором, с удовлетворением отмечал в своем отчете:

«Таким образом, Пулково постепенно сделалось научным средоточием всех работ, которые относятся к математической географии Российской империи, и мы радуемся возможности доставлять чрез то государству непосредственную практическую пользу».

Рис. 64. Пулковская обсерватория в 80-х годах XIX в.

Кроме того, как говорилось уже, в Пулкове обучались высшие геодезические кадры, преимущественно из военного ведомства.

Пулковская обсерватория не была и не должна была быть учебным заведением, но она была обязана предоставлять и действительно предоставляла молодым астрономам и геодезистам возможность совершенствоваться в знаниях и навыках. Молодые ученые по окончании университета и позднее отправлялись для практики в Пулково, а затем занимали в университетах кафедры астрономии или должности астрономов-наблюдателей. Зачастую практиканты, прикомандированные временно к Пулковской обсерватории, обучаясь наблюдениям или готовясь к диссертациям, в то же время работали на самой обсерватории. За очень скромное вознаграждение они выполняли роль вычислителей по обработке Пулковских звездных каталогов.

Однако необходимо отметить, что при О. Струве Пулково не имело той связи с русской астрономической наукой, которая была с таким успехом налажена при В.Я. Струве. В этот период в Пулкове астрономы подбирались почти исключительно из немцев и шведов. Вместе с тем русские астрономы получали в Пулкове любезную помощь на время командировки, но задерживаться в Пулкове они не могли: должности штатных астрономов в Пулкове им не предоставлялись. Это мотивировалось часто тем, что русские ученые, получив русскую ученую степень и владея свободно русским языком, могут поступить на любую службу, а для пулковских астрономов из иностранцев это затруднительно. Пулковскую обсерваторию пришлось, например, покинуть даже С.П. Глазенапу, впоследствии известному ученому, профессору Петербургского университета и основателю Русского астрономического общества.

Первоначальный штат Пулковской обсерватории, утвержденный при ее открытии в 1839 г., включал только директора, который должен был быть академиком, и четырех астрономов. На должности астрономов были назначены сотрудники В. Струве по Дерпту: Г.Н. Фусс, Е.Е. Саблер и сын В. Струве — Оттон. Механиком обсерватории был тоже дерптский воспитанник Порт. Вскоре на четвертую вакансию астронома был назначен Х.И. Петере, которого, как опытного астрометриста, Струве пригласил из Гамбурга.

Изменение устава и штатов обсерватории произошло в 1862 г., когда она перешла из ведения Академии наук в ведение Министерства народного просвещения. Тогда, по образцу Гриничской обсерватории, был учрежден комитет Главной обсерватории, составленный из представителей ведомств, связанных с работой обсерватории, под председательством президента Академии наук. Комитет ежегодно ревизовал обсерваторию, изучая ее деятельность, давал по ней заключение и разрешал главнейшие вопросы, связанные с работой обсерватории и ее развитием. Штат обсерватории был увеличен. Он включал директора, четырех старших астрономов, двух адъюнкт-астрономов, двух вычислителей, механика, смотрителя, письмоводителя и врача. Несколько позже в штат были включены еще два адъюнкт-астронома и ученый секретарь.

Примерно такими штаты обсерватории оставались до 1912 г., когда они были несколько увеличены. Интересно отметить, что после Великой Октябрьской социалистической революции штат Пулковской обсерватории вместе с обслуживающим персоналом возрос до 200 человек.

Помимо русских ученых, в Пулково приезжали совершенствоваться и иностранцы и часто они начинали там свою научную деятельность. Среди них были выдающиеся ученые: Фридрих Оом (впоследствии директор обсерватории в Лиссабоне), швед Линдгаген (позднее член Академии наук в Стокгольме), швейцарец Б.Я. Швейцер, ставший потом директором Московской обсерватории, итальянец Скиапарелли, прославившийся открытием «каналов» на Марсе и изучением связи комет и метеоров, Г.Х. Шумахер из Германии, Г. Гюльден из Швеции и многие другие. Для обсуждения научных проблем, знакомства с постановкой работ и для занятий в богатейшей библиотеке обсерватории в Пулково приезжали такие крупнейшие ученые мира, как Аргеландер из Германии, Эри из Англии, Бонд, Гульд и Ньюкомб из Америки.

Рис. 65. Шоссе вдоль Пулковского меридиана (вид с обсерватории, 1935 г.)

Как уже упоминалось, офицеры Генерального штаба в свое время часто прикомандировывались для обучения к Дерптской обсерватории. С основанием Пулковской обсерватории масштаб и уровень подготовки военных геодезистов сильно возрос, особенно после организации геодезического отделения при Академии Генерального штаба. По окончании этого отделения офицеры-геодезисты проходили в Пулкове двухгодичный практический стаж; для их занятий на территории обсерватории были выстроены специальные павильоны.

Рис. 66. Обсерватория Генерального штаба в Пулкове.

При разрушении немецкими фашистами столетней Пулковской обсерватории погибла в значительной части и богатейшая, одна из лучших в мире библиотека, бывшая подлинной сокровищницей мировой астрономической литературы.

Основанием ее послужила библиотека известного немецкого астронома Ольберса, купленная для Пулкова. Благодаря энергии В.Я. Струве она быстро пополнилась путем закупок, обмена и получения книг в дар. Уже к концу первых 25 лет существования обсерватории каталог библиотеки насчитывал около 20 тыс. названий. В числе величайших редкостей и сокровищ здесь находились рукописи Иоганна Кеплера, купленные еще Екатериной II и хранившиеся ранее в Академии наук. При издании в Австрии (незадолго до второй мировой войны) собрания сочинений Кеплера эти рукописи фотографировались страница за страницей в Пулкове и пересылались в Вену.

Рис. 67. Вспомогательная обсерватория в Пулкове.

Описанный выше характер и план работ Пулковской обсерватории в основном оставался неизменным до 90-х годов XIX в., когда, с одной стороны, видное место в науке завоевала новая отрасль — астрофизика, включенная в круг работ обсерватории, а с другой — стал несколько меняться состав пулковской школы астрономов. До 1861 г. обсерватория находилась под руководством В.Я. Струве (умершего в 1864 г.), а с 1861 по 1889 гг. под руководством его сына О.В. Струве (1819—1905), работавшего на обсерватории с самого ее основания. Одной из первых работ О.В. Струве было определение точного значения постоянной прецессии. Из наблюдений затмения 1852 г. О. Струве правильно заключил, что протуберанцы и корона принадлежат Солнцу, а не Луне.

Основные работы О.В. Струве были выполнены им на 15-дюймовом рефракторе, наибольшем в свое время рефракторе мира и с этим инструментом О.В. Струве проработал 43 года. Им было открыто несколько сот двойных звезд и проведено множество наблюдений их взаимных положений (опубликованы в 1878 и 1893 гг.), причем для некоторых из них было установлено и орбитальное движение. Он улучшил методику наблюдений; можно сказать, что его работы, как и работы В.Я. Струве, лежат в основе наших сведений о визуально-двойных звездах. Для выяснения личных ошибок наблюдателя О.В. Струве в 1852—1855 и 1863—1867 гг. измерял искусственные двойные звезды. Весьма ценны и до настоящего времени его измерения положений звезд в газово-пылевой туманности в созвездии Ориона, причем он установил переменность некоторых из этих звезд, принадлежащих, как теперь известно, к особому типу переменных. Он наблюдал много комет, изучая их структуру. Им независимо от других ученых за рубежом и почти одновременно с ними были открыты темное внутреннее кольцо Сатурна и один из спутников Урана. С 1882 г. его сменил на рефракторе его сын Г.О. Струве (1854—1920), измерявший по прежней программе двойные звезды и потом получивший известность своими работами по изучению движений спутников Сатурна и системы его колец. Он впервые в мире наблюдал (уже на 30-дюймовом рефракторе) затмения спутников Сатурна. В 1895 г. Г. Струве, по неизвестным до сих пор причинам, оставил Пулково и переехал в Германию, где был директором обсерватории в Кенигсберге и потом в Берлине. Как Г. Струве, так и его брат Л.О. Струве не были последними представителями «астрономической династии», основанной великим ученым В.Я. Струве. Сын Германа Струве — Георг — также занимался в Германии исследованиями системы Сатурна. Сын Л.О. Струве — выдающийся современный американский астроном О.Л. Струве (воспитанник Харьковского университета), работающий в области звездной астрономии. Им вместе с выдающимся советским астрономом акад. Г.А. Шайном было в 1927 г. установлено осевое вращение звезд.

Оттон Васильевич Струве (1819—1905)

С деятельностью О.В. Струве на посту директора Пулковской обсерватории связано сооружение 30-дюймового рефрактора, одного из крупнейших рефракторов в мире. При нем же постепенно складывались условия для последующего развития в Пулкове новой отрасли знания — астрофизики.

Рис. 68. Группа пулковских астрономов в 60-х годах XIX в. (в середине — О.В. Струве).

На Московской обсерватории астрофизические работы велись уже в 70-х годах (по фотометрии, изучению комет и даже по спектроскопии); в остальных же русских обсерваториях этого еще не было, если не говорить о фотографировании Солнца в Вильно. Правда, в 1867 г. Пулковской обсерваторией было приобретено два поляризационных фотометра Целльнера, с которыми одно время работал шведский астроном Розен, а с 1869 по 1897 гг. работу с ними продолжал воспитанник Казанского университета Э.Э. Линдеман; занимался в Пулкове астрофизическими исследованиями и астроном Б.А. Гассельберг. Однако эти исследования стояли в плане работ обсерватории особняком и много внимания им не уделялось.

В 60-х годах XIX в. знаменитый 15-дюймовый рефрактор Пулковской обсерватории перестал быть крупнейшим в мире, так как американскому оптику А. Кларку удалось изготовить 18-дюймовый объектив. При испытании нового объектива был открыт спутник Сириуса, существование которого было теоретически предсказано Бесселем. Затем Кларк изготовил для Вашингтонской обсерватории 26-дюймовый объектив, при помощи которого были открыты спутники Марса. Успешное создание таких крупных инструментов побудило О. Струве уже в 1878 г. поднять вопрос о заказе 30-дюймового рефрактора. Просьба была уважена Комитетом обсерватории, и Струве поехал за границу, чтобы обсудить с выдающимися оптиками и механиками возможность выполнения такого заказа. На новый инструмент было ассигновано 300 тыс. руб.

Рис. 69. Пулковский 30-дюймовый рефрактор.

Изготовление объектива из стекол, отлитых парижской фирмой Фейль, было поручено тому же Кларку, а изготовление механических частей установки — фирме Репсольд в Гамбурге. Заказы были выполнены в 18 месяцев. Объектив оказался превосходным, и в 1883 г. О. Струве со своим сыном Германом выехал в Кэмбриджпорт (США), где в течение двух недель новый объектив исследовался по наблюдениям звезд. 16 июня 1883 г. объектив с большими предосторожностями был доставлен в Пулково.

Рис. 70. Башня 30-дюймового рефрактора.

В августе 1884 г. лично Репсольд и его помощники за три недели собрали всю установку телескопа, и в 1885 г. величайший на земном шаре рефрактор вступил в строй. Башня и купол для него были спроектированы петербургским инженером Паукером. Огромный телескоп в первые годы был использован Г.О. Струве для точных измерений планет и их спутников. С 90-х годов он стал применяться А.А. Белопольским исключительно для астрофизических работ и служил преимущественно для изучения спектров звезд и Солнца.

Рис. 71. Здание астрофизической лаборатории в Пулкове.

В 1886 г. в Пулкове была выстроена астрофизическая лаборатория. Еще раньше — в 1882 г. — в штат обсерватории была введена должность астрофизика (в ранге старшего астронома). Первым астрофизиком был назначен Б.А. Гассельберг, изучавший в Пулкове еще с 1872 г. спектры водорода, азота, углеродистых соединений и других веществ. В спектре кометы Вельса 1882 г. им были обнаружены не только различные газы, но и пары натрия. Ему удалось воспроизвести в лаборатории спектры, сходные с кометными. Им же были проведены опыты по фотографированию звезд, которые были начаты А.А. Белопольским в Москве еще в 1883 г. В 1889 г. Гассельберг уехал в Швецию, где был избран членом Академии наук.

Более широкая постановка в Пулкове астрофизических работ и приобретение соответствующей аппаратуры были связаны с назначением на пост директора Пулковской обсерватории Ф.А. Бредихина (в декабре 1890 г.). К сожалению, Бредихин управлял Пулковской обсерваторией только пять лет, но все-таки и за это время он успел во многих отношениях значительно изменить облик обсерватории.

Вступив на новый пост, Бредихин прежде всего повел борьбу за открытие дороги в обсерваторию русским астрономам. В первом своем директорском отчете Бредихин писал: «При самом вступлении в управление обсерваторией для меня было непреложной истиной, что теоретически образованным питомцам всех русских университетов, чувствующим и заявившим свое призвание к астрономии, должен быть доставлен в пределах возможности свободный доступ к полному практическому усовершенствованию в этой науке, а затем и к занятию всех ученых должностей при обсерватории. Я счел полезным не ограничивать деятельность русских сверхштатных астрономов только механическим вычислением чужих наблюдений, но, по надлежащей подготовке под руководством штатных астрономов, допустить всех их к участию в серьезных научных наблюдениях».

Чтобы ускорить осуществление своего замысла, Бредихин отчислил одного астронома — шведского подданного и двух астрономов из остзейских немцев, найдя для них подходящие занятия в Петербурге.

Конечно, проводить эти изменения Бредихину было нелегко, он не мог не считаться и с интересами удаляемых им иностранцев. Поэтому в том же отчете Бредихин писал: «бесспорная, вероятно, доселе забытая здесь истина, что обсерватории нашей давно пора быть и давно можно бы сделаться учреждением национальным, — каковы все первоклассные заграничные обсерватории, — лежит, признаюсь, тяжелым гнетом на моих нервах, заставляя меня постоянно и тревожно искать такого исхода, который привел бы к желанной общей пользе и в то же время сопровождался бы наименьшим ущербом для отдельных лиц».

Мы видели, что В.Я. Струве в соответствии с уставом Пулковской обсерватории и своим личным настойчивым желанием обеспечить преуспеяние астрономической науки в России принимал активное участие в постройке, оснащении и выборе тематики для работ других русских обсерваторий и в подготовке кадров русских астрономов. Его сын и преемник О.В. Струве продолжал традицию отца в смысле организационной помощи обсерватории, но при нем Пулково не было «астрономическим университетом» для русских ученых.

Бредихин же сразу после своего перехода в Пулково явился подлинным опекуном русской астрономии. В первый же год своего директорства он посетил обсерватории Московскую, Казанскую, Харьковскую, Одесскую, Николаевскую, Варшавскую. Он стремился расширить и углубить там тематику научных работ, увязать ее с работой в Пулкове и оказал ряду обсерваторий помощь в приобретении нового оборудования. При его содействии для Одесской обсерватории был приобретен протуберанц-спектроскоп, а в Ташкентской был установлен нормальный астрограф. Благодаря энергичной поддержке Бредихина астрофизические исследования стали предметом занятий нескольких русских обсерваторий, и он мог с радостным чувством отметить: «Теперь, после посещения мною всех русских обсерваторий, я могу с великим удовольствием заявить, что каждая из них искренне желает находиться в дружеских отношениях к нашей обсерватории. Таким образом следует ожидать, что в ближайшем будущем все русские обсерватории составят одну дружную семью, члены которой, вследствие различия в географическом положении и климате, призваны служить, так сказать, дополнением друг другу в общей научной деятельности».

Но главным результатом близкого ознакомления Бредихина с университетскими обсерваториями было то, что он везде нашел талантливых молодых астрономов, университетских выпускников, готовых работать для науки. Верный своей традиции давать ход молодым силам, Бредихин немедленно привлек в Пулково ряд молодых ученых. Некоторые из них — А.А. Иванов и В.В. Серафимов из Петербурга, С.К. Костинский из Москвы, А.Р. Орбинский и А.С. Васильев из Одессы — проработали в Пулкове всю жизнь или большую часть жизни. Другие, например Н.Н. Евдокимов из Харькова, М.П. Диченко из Киева, совершенствовались в Пулкове, принимая полноценное участие в работах обсерватории, а потом, уже как сложившиеся ученые, возвращались в свои родные университеты. Напомним еще, что с 1888 г. в Пулкове работал А.А. Белопольский, в 1890 г. вслед за Бредихиным перешел на работу в Пулково А.П. Соколов. Вместе с тем продолжали свою деятельность и видные астрономы-иностранцы, работавшие при О.В. Струве.

С 1877 г., еще в Москве, А.А. Белопольский приступил к фотографированию солнечных пятен, а с 1890 г. начал систематически наблюдать в Пулкове солнечные протуберанцы при помощи спектроскопа. В том же году он ездил за границу, где приобрел трехпризменный спектрограф, микроскоп для измерения спектрограмм и так называемый нормальный астрограф с длиннофокусным 33-сантиметровым объективом, изготовленный братьями Анри в Париже. Астрограф был установлен в 1893 г. и новое оборудование позволило расширить астрофизические работы.

Оскар Андреевич Баклунд (1846—1916)

В 1895 г., после ухода Бредихина из Пулковской обсерватории, его сменил в качестве директора О.А. Баклунд (1846—1916), управлявший обсерваторией до конца своей жизни. При нем работа Пулковской обсерватории, развивавшаяся в тех же направлениях, как и при Бредихине, стала еще более разносторонней и продуктивной.

Из работ Пулковской обсерватории, осуществленных в XX в., следует особо упомянуть предпринятое в 1899—1901 гг. совместно с шведскими астрономами измерение дуги земного меридиана на Шпицбергене длиною 2°26′. Однако оно не было должным образом обработано и не было опубликовано.

О.А. Баклунд — швед по происхождению — начал свою научную деятельность в Упсальском университете. В 1876—1879 гг. он был астрономом-наблюдателем Дерптской обсерватории, а с 1879 г. стал адъюнкт-астрономом Пулковской обсерватории. Выдающийся ученый в области небесной механики, Баклунд особенно тщательно исследовал движение знаменитой периодической кометы Энке, у которой он обнаружил систематическое и временами скачкообразное уменьшение периода ее обращения около Солнца, что можно было приписать наличию в межпланетном пространстве некоторой сопротивляющейся среды. Эта комета с тех пор часто называется кометой Энке—Баклунда.

В 1883 г. О.А. Баклунд был выдвинут в академики на место скончавшегося А.Н. Савича. Выдвигала его «немецкая» партия Академии, незадолго до этого добившаяся забаллотирования на выборах в академики Д.И. Менделеева. В это время Баклунд еще не знал русского языка. Между тем кандидатуры выдающихся русских астрономов Ф.А. Бредихина и М.А. Ковальского даже не выдвигались. Несмотря на то, что многие академики-патриоты, в том числе великие ученые — математик П.Л. Чебышев и химик А.М. Бутлеров, поддерживаемые прогрессивной научной общественностью, протестовали против выдвижения молодого шведского ученого в академию и игнорирования русских ученых, имевших мировое имя, — Баклунд был избран академиком, а Бредихина удостоили этой чести лишь в 1890 г.

Однако следует отметить, что, став русским академиком, Баклунд быстро сблизился с русской наукой. В 1887 г., разойдясь во взглядах с О.В. Струве, он оставил Пулковскую обсерваторию и, оставаясь академиком, продолжал свои исследования движения кометы Энке. Овладев русским языком, он начал преподавать астрономию на Петербургских высших женских курсах. Став директором Пулковской обсерватории и оставаясь на этом посту два десятилетия, он много сделал для развития обсерватории.

С 1904 г. в Пулкове систематически велись исследования колебания широты при помощи специального прибора — зенит-телескопа, построенного талантливым пулковским механиком Г.А. Фрейбергом-Кондратьевым.

Другим новым прибором в Пулкове явился короткофокусный светосильный астрограф с объективом Цейсса, заказанный в 1902 г. на средства (1500 руб.), пожертвованные Ф.А. Бредихиным. С 1905 г. с помощью этого прибора непрерывно велись фотографические и фотометрические работы, часто охватывавшие большие участки неба с огромным числом звезд, которые этим объективом можно было одновременно снимать на одной пластинке. На этом инструменте работал преимущественно Г.А. Тихов (род. в 1875 г.). Он разработал много оригинальных способов фотометрического изучения звезд и, в частности, при помощи призмы, установленной перед объективом, получил денные наблюдения спектров звезд, комет, новых звезд и других объектов. Особенно велики заслуги Г.А. Тихова в разработке и систематическом развитии колориметрии (исследования цвета) небесных объектов. В 1912 г. Тихов предложил определять цвета звезд специальным продольным спектрографом, основываясь на различии в виде фотографических внефокальных изображений звезд, снятых объективом, обладающим значительной хроматической аберрацией. В 1921 г. этот способ был вторично предложен венгерским астрономом Таммом, не знавшим об открытии Тихова. Г.А. Тихов первый ввел в практику изучение планет при помощи светофильтров и, в частности, впервые установил таким способом свойства планетных атмосфер. При этом он почти с несомненностью доказал, что полярные шапки Марса состоят изо льда.

Рис. 72. Бредихинский астрограф Пулковской обсерватории (установлен в 1892 г.).

Фотографирование переменных звезд при помощи светофильтров обнаружило у них различие в моменте наступления одной и той же фазы изменения блеска, в зависимости от длины волны излучаемого света. Это явление, названное эффектом Тихова, в течение последующих десятилетий служило предметом оживленной дискуссии среди ученых всего мира. В настоящее время его объясняют смещением спектральных линий, происходящим вследствие различных эффектов в звездных атмосферах. Кроме того, Тиховым была разработана методика определения температуры небесных светил при помощи снимков через светофильтры, примененная им, в частности, к изучению солнечной короны. Он в 1908—1912 гг. установил впервые существование избирательного поглощения света в пространстве.

С.К. Костинский (1867—1936), пользуясь длиннофокусным нормальным астрографом, производил точные определения собственных движений звезд. Он был одним из пионеров фотографической астрометрии, перенесшим в эту область все совершенство пулковской школы классической визуальной астрометрии. Костинским был открыт носящий его имя фотографический эффект взаимного влияния двух близких изображений на фотопластинке. Костинский применял фотографию к изучению движения спутников планет и определял фотографическим путем параллаксы звезд. В то время это было новым направлением в науке.

Ряд лет Пулковская обсерватория принимала участие в международной работе по статистическому изучению звезд в избранных площадках неба, согласно плану, предложенному выдающимся голландским астрономом Я. Каптейном.

Пулковские астрономы очень энергично и успешно занимались фотометрическими исследованиями звезд и звездных скоплений визуальными и фотографическими методами. На 15-дюймовом астрографе пулковские астрономы произвели множество наблюдений положения малых планет и комет.

Наконец, первостепенное значение в истории науки имеют спектральные исследования Белопольского. А.А. Белопольский экспериментально подтвердил применимость принципа Допплера—Физо к свету (согласно этому принципу происходит смещение спектральных линий к красному концу спектра при удалении наблюдаемого объекта по лучу зрения и к фиолетовому концу — при его приближении). Справедливость применения принципа Допплера к свету до этого оспаривали многие видные ученые. Белопольский открыл периодические изменения лучевой скорости переменной звезды 8 Цефея и этим положил начало систематическому исследованию переменных звезд — цефеид.

При помощи спектрального анализа Белопольский детально исследовал осевое вращение Солнца и показал, что Солнце вращается с неравномерной скоростью: на экваторе быстрее, а в полярных областях — медленнее. Тем же способом он доказал метеоритное строение кольца Сатурна, о чем раньше догадывались на основании теоретических соображений. Ему же принадлежит очень остроумный метод определения скорости вращения планет вокруг оси с помощью спектральных наблюдений. Белопольский открыл и впервые исследовал ряд новых спектрально-двойных звезд, которые являются наиболее близкими друг к другу системами двойных звезд и имеют самые короткие периоды обращения. Собранная им коллекция спектров новых звезд является уникальной.

В 1916 г. А.А. Белопольский был избран директором Пулковской обсерватории на место умершего Баклунда. Имя Белопольского наравне с именем Бредихина высоко чтят ученые всех стран, как имя искуснейшего и неутомимого наблюдателя, блестящего конструктора и исследователя, одного из пионеров астрофизики. Научное наследие Белопольского до сих пор служит предметом глубокого изучения.

Перед Великой Октябрьской социалистической революцией Пулковская обсерватория, как и при своем основании, продолжала занимать в мировой науке одно из ведущих мест. Это определялось и блестящим подбором кадров и наличием первоклассного оборудования, не уступавшего, а во многом и превосходившего оборудование других лучших обсерваторий мира.