3. Астрометрические работы на обсерваториях

Опыты применения фотографии к целям астрометрии начались вскоре же после изобретения фотографии, но ввиду сложности фотографического процесса и малой чувствительности фотопластинок, в начальный период фотографии развитие фотографической астрометрии шло медленно.

В 1858 г. в Англии был построен фотогелиограф для фотографирования Солнца. В 1864 г. фотографирование Солнца с помощью фотогелиографа началось в России на Пулковской обсерватории, потом оно систематически проводилось на Виленской обсерватории. По фотографиям можно было измерять положение пятен на диске Солнца. Пулковские астрономы попытались в 1874 г. применить фотографию и для определения параллакса Солнца из наблюдений прохождения Венеры по его диску. Эту работу, которая была одной из первых в мире работ по фотографической астрометрии, проводил Б.А. Гассельберг, шведский астроном, долго работавший в Пулкове. Его наблюдения были использованы Тоддом для получения параллакса Солнца (8″,88). В 1887 г. в Пулкове делались опыты фотографирования звезд рефракторами (Б.А. Гассельберг и Ф.И. Блюмбах).

После вступления Ф.А. Бредихина на должность директора Пулковской обсерватории был заказан 34-сантиметровый «нормальный астрограф» с фокусным расстоянием 3½ м, дававший в масштабе 1′″в 1 мм фотографии неба площадью 2° × 2°. У этого астрографа в одном кожухе заключены фотографическая труба и такая же визуальная труба-гид, служащая для контроля за правильностью хода часового механизма, ведущего инструмент при фотографировании. В 1894 г. такой же астрограф при содействии Бредихина был построен Репсольдом (с объективами фирмы братьев Анри) и для Ташкентской обсерватории. В 1900 г. В.К. Цераским и П.К. Штернбергом в Москве был установлен двойной астрограф. Его фотографический объектив имеет диаметр 38 см и фокусное расстояние 6,2 м. Эти три инструмента позволили вести фотографические работы высокой точности.

Необходимо заметить, что основная задача этих работ состояла в определении собственных движений звезд путем сравнения снимков, сделанных с промежутком времени, по крайней мере, в несколько лет. Поэтому вначале производилась так называемая «закладка первых эпох», т. е. накопление первых фотографий. Понятно, что с течением времени они приобретают все большую ценность.

Первым наблюдателем на пулковском нормальном астрографе был А.А. Белопольский. Он произвел, в частности, по-видимому, впервые в мире, фотографические определения положения спутников Марса.

С 1895 г. работу на астрографе непрерывно по очень большой программе вел Сергей Константинович Костинский (1867—1936).

Свойства фотографических пластинок в применении к астрономическим работам в XIX в. еще не были изучены. Применение нового метода требовало тщательных испытаний, в ходе которых Костинский открыл названный его именем эффект: положения на фотографии двух близких друг к другу светящихся точек искажаются, их изображения как бы отталкивают друг друга. Из работ Костинского особую известность получили исследования движений звезд, основанные на сравнении фотографий неба, сделанных с большим промежутком времени. Относясь очень вдумчиво и критически к результатам измерения ничтожных сдвигов небесных светил за относительно короткое время их наблюдения, Костинский отверг реальность ничтожно малых движений, как будто подмеченных им и американским астрономом ван-Мааненом в спиральных туманностях. Этим самым Костинский отверг и далеко идущие выводы ван-Маанена, основанные на этих мнимых движениях. Ван-Маанен считал, что спиральные туманности, природа которых тогда не была известна, очень близки к нам и имеют небольшие размеры. Развитие науки показало, что прав был Костинский, а не ван-Маанен. Спиральные туманности оказались колоссальными звездными системами, подобными нашей звездной системе — Галактике — и удаленными от нас на расстояния, которые свет проходит в течение миллионов лет.

Сергей Константинович Костинский (1867—1936)

С.К. Костинский, избранный в 1915 г. в члены-корреспонденты Академии наук, создал школу специалистов по фотографической астрометрии и накопил огромную коллекцию фотографий неба, в частности фотографий отдельных участков неба (так называемых площадок Каптейна), установленных для выборочного изучения нашей звездной системы. Сравнение их с фотографиями, сделанными в Пулкове же, впоследствии позволило составить каталог движений 18000 звезд в ряде площадок Каптейна. Этот каталог является капитальным вкладом в дело изучения звездных движений, расстояний до различных звезд и строения звездного мира. С 1911 г. Пулковская обсерватория приняла участие в большой международной работе по изучению нашей звездной системы (эта работа до сих пор не закончена ввиду ее обширности).

Костинский получил также фотографии спутников всех больших планет, собрав ценнейший материал для изучения их движений. Эти наблюдения, начатые им в 1896 г., продолжались десятки лет. Определялись фотографически положения комет и астероида Эрос (в 1900 г.). Впоследствии эти наблюдения Эроса были использованы Хинксом в Англии для вывода значения параллакса Солнца.

В начале своей деятельности Костинский посвятил много внимания определению фотографическим путем параллаксов звезд по методу Каптейна. В 1902 г. он убедился, что параллакс выбранных им звезд по величине близок к ошибкам наблюдений. Позднее он возвращался к этим работам, стремясь достигнуть необходимой точности.

С 1903 г. Костинский для выявления и измерения заметных собственных движений звезд стал применять стереокомпаратор и опубликовал ряд работ о методике его использования. Он исследовал движения звезд в рассеянных звездных скоплениях. Однако величины движений звезд, найденные им в шаровом звездном скоплении, и обнаружение вращения спиральной туманности в Гончих Псах впоследствии не подтвердились.

Костинский энергично продолжал свою научную работу и после Великой Октябрьской социалистической революции.

Измерения положения звезд и спутников Юпитера по фотографиям в Пулкове с 1898 по 1902 гг. проводил также Ф.Ф. Ренц (1860—1941). За работу о спутниках Юпитера он получил в 1902 г. большую золотую медаль Академии наук. Эту работу Ренца голландский астроном де Ситтер использовал для улучшения теории движения спутников Юпитера.

Как мы уже упоминали, с конца XIX в. в Ташкентской обсерватории были накоплены обширные коллекции фотографий звездных скоплений и туманностей, которые в советскую эпоху послужили ценнейшим материалом для вывода собственных движений этих объектов. В Ташкенте наблюдались также положения астероидов и комет.

В истории отечественной астрономии видное место занимают труды астронома-большевика Павла Карловича Штернберга (1865—1920). Великий ученый-демократ К.А. Тимирязев охарактеризовал Штернберга так: «Это был преданный своему делу, настоящий серьезный ученый и настоящий революционер, не только сочувствующий революции и увлекавшийся ею, но и делавший ее». Окончив Московский университет в 1887 г., Штернберг был оставлен при университете, и вся его научная деятельность была связана с Московской обсерваторией.

Франц Францевич Ренц (1860—1941)

Ранние работы Штернберга по определению силы тяжести в ряде мест, проведенные им в 1888—1889 гг., были удостоены медали Географического общества. Значительно позднее Штернберг вновь вернулся к этим вопросам и в 1915 г. начал широкое изучение аномалии силы тяжести в Московской губернии, продолженное его учениками после Великой Октябрьской социалистической революции. О его работах, посвященных исследованию изменений широты, мы уже говорили ранее.

В деле применения фотографии к точным измерениям в астрономии Штернберг, как и Костинский в Пулкове, был новатором. Он показал ряд преимуществ применения фотографии к изучению взаимного обращения двойных звезд. Полученные им в начале XX в. превосходные фотографии звезд и туманностей имеют большую ценность для вывода собственных движений звезд. Его фотографии Юпитера, полученные на том же большом телескопе Московской обсерватории, измеренные через полвека после того, как они были сняты, дали основание советскому астроному Н.А. Козыреву заподозрить асимметрию фигуры Юпитера.

Как профессор университета, Штернберг воспитал многочисленных учеников. В 1916 г. он сменил В.К. Цераского на посту директора Московской обсерватории. Одновременно Штернберг преподавал астрономию на Высших женских курсах.

Активное участие Штернберга в революционной борьбе рабочего класса началось с 1905 г. Как последовательный революционер, Штернберг вступил в партию большевиков и выполнял ответственные поручения партии в самое трудное время после поражения первой русской революции, когда стояла задача — организованно отступить и готовиться к новому наступлению против самодержавия и капитализма. Штернберг хранил на обсерватории оружие и литературу и активно работал в условиях подполья в партийном военно-техническом бюро, занимавшемся вопросами подготовки вооруженного восстания. Наиболее смелым его предприятием была произведенная им в Москве съемка городских планов, предназначенных для ведения уличных и баррикадных боев во время будущего восстания. Это дело он осуществил вместе с обученными им рабочими, переодетыми в студенческую форму, под видом научных изысканий.

В 1917 г. в дни октябрьского восстания в Москве Штернберг был уполномоченным партийного центра, руководившего восстанием в Замоскворецком районе. Он проявил себя энергичным боевым руководителем, и ему принадлежала видная роль в организации и проведении боевых операций, обеспечивших победу Советской власти в Москве.

После победы Великой Октябрьской социалистической революции Штернберг был комиссаром Московской губернии, а потом комиссаром по высшим учебным заведениям. С его деятельностью на этом посту связано начало коренной перестройки высшей школы. В конце 1918 г., когда из Сибири началось наступление армии Колчака, Штернберг был назначен членом Реввоенсовета 2-й армии восточного фронта, а потом членом Реввоенсовета фронта и принял активное участие в разгроме Колчака и очищении Сибири от белогвардейцев. Штернберг скончался в 1920 г., заболев на фронте.

Павел Карлович Штернберг (1865—1920)

Его именем впоследствии был назван Институт, организованный на базе обсерватории Московского университета, с которой была связана вся научная деятельность Штернберга.