Выдающиеся «дворовые астрономы»

Чтобы подогреть ваш энтузиазм, расскажу о некоторых выдающихся астрономах-любителях. В XVII—XVIII вв. немногочисленный штат государственных обсерваторий в основном был занят прикладными исследованиями — совершенствованием службы времени и методов определения географической долготы. Поэтому поиском комет и астероидов, изучением переменных звезд и явлений на поверхности Солнца, Луны и планет в основном занимались астрономы-любители. В XIX в. профессиональные астрономы стали уделять больше внимания звездноастрономическим и астрофизическим исследованиям, но и здесь весьма часто любители науки были в первых рядах.

На рубеже XVIII и XIX вв. работал величайший из астрономов-любителей — музыкант, дирижер и композитор Вильям Гершель; с ним мы уже встречались в главе 1. Открыв планету Уран, он неожиданно для себя из «дворового астронома» стал придворным астрономом. Его верной помощницей была сестра Каролина, а позже — и сын Джон. С точки зрения любительской астрономии главная заслуга В. Гершеля состоит все же не в открытии планеты (это дело случая) и не в составлении каталогов тысяч туманностей и звездных скоплений (кропотливая работа редко привлекает любителей), а в демонстрации возможности кустарного изготовления крупных зеркальных телескопов — рефлекторов. Именно это его занятие на несколько столетий вперед определило основное направление любительского телескопостроения. Работоспособность Вильяма Гершеля потрясает воображение: одних только телескопов он построил четыре сотни, причем среди них — крупнейший в мире, на десятилетия оставшийся непревзойденным.

Рис. 2.3. «Большой 20-футовый рефлектор» В. Гершеля диаметром 18 дюймов. Этот телескоп был самым рабочим из всех инструментов Гершеля.

Первым оптическим гигантом В. Гершеля стал «Большой 20-футовый рефлектор», законченный в 1783 г. Он имел главное вогнутое зеркало диаметром 18 дюймов (46 см) и трубу длиной 20 футов (6,1 м). Хотя телескоп сначала был задуман как ньютоновский рефлектор с небольшим плоским зеркалом, отражающим изображение к расположенному сбоку окуляру, Гершель не мог смириться с потерей света, происходящей при отражении. Он убрал плоское зеркало, закрепил окуляр на верхней кромке трубы, непосредственно в фокусе телескопа, и вел наблюдения с подвижной площадки, глядя через окуляр вниз, в направлении главного зеркала, расположенного у основания телескопа.

Вскоре Гершель взялся за постройку крупнейшего в мире рефлектора длиной 40 футов (12 м) с зеркалом диаметром 49,5 дюймов (126 см). Вместе с сыном Джоном и сестрой Каролиной он строил этот телескоп с 1785 по 1789 гг. В течение полувека, вплоть до 1845 г., «Великий 40-футовый» (Great Forty-Foot) оставался крупнейшим в мире. Его труба была железной, а вогнутое металлическое зеркало было сделано из спекулума (лат. speculum зеркало) — сплава ¾ меди и ¼ олова с добавлением мышьяка. В ту эпоху зеркала всех рефлекторов делали из этого весьма твердого сплава, который, однако, хорошо полируется и отражает свет. Первое зеркало весило полтонны, но оказалось недостаточно прочным. Второе зеркало сделали вдвое толще; его в основном и использовали для наблюдений. Однако зеркала быстро тускнели, а переполировывать их было очень сложно. Телескоп оказался громоздким и неудобным в работе. Наблюдения с этим великаном прекратились в 1815 г., а в 1840 г. его разобрали, поскольку деревянная монтировка подгнила и гигант мог рухнуть. Но некоторые части телескопа сохранились; главное зеркало находится в Музее науки в Лондоне.

Рис. 2.4. «Великий 40-футовый» рефлектор В. Гершеля диаметром около 50 дюймов. Полстолетия он оставался крупнейшим в мире, но был неудобен в работе.

Менее известен другой любитель астрономии — Уильям Парсонс (1800—1867), третий лорд Росс, продолживший усилия Гершеля по развитию технологии больших рефлекторов. Его крупнейший телескоп имел главное зеркало диаметром около 2 м и был установлен в семейном поместье в Ирландии. С помощью этого гиганта лорд Росс сумел разрешить на звезды многие туманности и скопления, а также открыл множество новых деталей в туманностях, в частности спиральную структуру некоторых из них, оказавшихся галактиками. Фактически Вильям Гершель и лорд Росс открыли эру галактической (то есть звездной) и внегалактической астрономии. Напомню: фотография в те годы еще не была изобретена, наблюдения в телескоп вели глазом, как и сегодня это делают все любители астрономии и многие астрономы-любители.

В XIX в. было налажено производство высококачественных линзовых телескопов — рефракторов. Это привлекло многих профессиональных и самодеятельных астрономов к наблюдению планет и поиску новых объектов Солнечной системы. Стало очень популярным составление карт лунной поверхности. Великолепных результатов в этом достигли банкир Вильгельм Вер (1797—1850) и астроном И. Мёдлер (1794—1874), работавшие совместно. Проделав микрометрические измерения сотен деталей в качества реперных точек и измерив длину тени более тысячи гор для определения их высот, они составили в 1837 г. изумительную карту Луны с подробным описанием рельефа.

Рис. 2.5. Гигантский телескоп лорда Росса. В 1845 г. ирландский астроном Уильям Парсонс, третий лорд Росс, спроектировал и построил в своем родовом поместье Бёр-Касл колоссальный 182-сантиметровый рефлектор с фокусным расстоянием 17 м. Телескоп получил прозвище «Левиафан».

Немецкий фармацевт Генрих Швабе (1789—1875) с 1826 г регулярно наблюдал поверхность Солнца и в 1843 г. открыл 11-летнюю периодичность количества солнечных пятен. Пожалуй, открытие Гершелем планеты Уран и обнаружение Швабе цикла солнечной активности — это самые известные открытия, сделанные астрономами-любителями. Кроме этого, Швабе первым детально исследовал Большое Красное пятно на Юпитере (1831 г.). За вклад в науку его наградили Золотой медалью английского Королевского астрономического общества и в 1868 г. избрали в члены Королевского общества — весьма редкая привилегия для любителя науки.

Рис. 2.6. Телескоп лорда Росса, современное фото.

Высочайший уровень любительской астрономии XIX в. продемонстрировал Уильям Хёггинс (1824—1910), который в собственной обсерватории развил методы астрономической фотографии и спектроскопии; фактически он стал первым английским астрофизиком. В то время это было возможно, поскольку научные приборы изготавливались кустарно.

Американский врач, профессор естествознания Генри Дрэпер (1837—1882) построил частную обсерваторию с 71-сантиметровым рефлектором, зеркало для которого он шлифовал сам. На фотопластинках с мокрыми коллоидными эмульсиями Дрэпер одним из первых получил высококачественные фотографии Луны, Солнца и солнечного спектра (для этой цели он разработал точный механизм часового ведения телескопа). Он первым в 1872 г. получил спектр звезды — Веги. С 1879 г. он работал с сухими фотоэмульсиями и получил спектры ярких звезд, планет, комет и туманностей. После ранней смерти исследователя его вдова Анна Палмер-Дрэпер учредила денежный фонд, позволивший астрономам Гарвардской обсерватории создать фундаментальный каталог спектров звезд — знаменитый Дрэперовский каталог — и разработать Гарвардскую спектральную классификацию звезд, ставшую основой астрофизики.

Рис. 2.7. Генри Дрэпер.

В XX в. возможности астрономов-любителей уже не могли конкурировать с оборудованием профессиональных обсерваторий, поэтому любители сосредоточились на поисковых работах, в основном связанных с кометами. Уникальный для XX в. пример авангардной роли любительской астрономии дает работа американского радиоинженера Грота Ребера (1911—2002), который в конце 1930-х гг. единственный во всем мире проводил радиоастрономические исследования, своими силами и на собственные средства создав весьма совершенный радиотелескоп. В середине XX в., в связи с развитием космонавтики, радиоастрономия совершила колоссальный рывок, и ее уровень стал недоступен для любителей. Однако к концу XX в. любительская радиоастрономия возродилась на основе новых технологий; возникло даже Общество радиоастрономов-любителей. Примите это к сведению, любители радиотехники!

В области оптического поиска и исследования новых объектов (комет, переменных звезд и т. п.) астрономы-любители до сих пор успешно дополняют профессионалов, используя свои главные преимущества — широкоугольные оптические приборы (бинокуляры, кометоискатели), прекрасное знание звездного неба и невероятное упорство в проведении наблюдений. Такие известные «ловцы комет», как Икейя, Бредфилд, Олкок, проводят визуальные наблюдения практически каждую ночь в течение нескольких десятилетий.

Рис. 2.8. Радиоантенна Грота Ребера (1937 г.).

Англичанин Джордж Олкок (1912—2000), отслужив в армии и всю жизнь проработав школьным учителем младших классов, с юношеских лет проводил астрономические и метеорологические наблюдения, открыв за это время визуально, при помощи бинокуляра, 5 комет и 6 вспышек новых звезд. За научные заслуги он стал членом Королевского астрономического и Королевского географического обществ, был удостоен множества наград, в том числе медалей Тихоокеанского астрономического общества и Американской ассоциации наблюдателей переменных звезд; его имя присвоено малой планете. Как показал опыт Гершеля и Олкока, облачное небо Англии — вовсе не преграда для упорных наблюдателей (хотя проблемы им оно, безусловно, создает).

Используя простейшее оборудование, любители порой добиваются выдающихся результатов. Так, австралиец Пол Камильери с помощью обыкновенного фотоаппарата (фокусное расстояние объектива 135 мм, чувствительность пленки 400 ед.) только в одном 1991 г. открыл четыре вспышки новых звезд. Такая производительность в те годы сделала бы честь профессиональной обсерватории.