Неутомимый наблюдатель и исследователь

Научная работа в Москве была плодотворной подготовкой для основной деятельности Аристарха Аполлоновича в Пулкове.

Новый адъюнкт-астроном обсерватории вел меридиональные наблюдения небесных светил, занимался астрометрией — областью астрономии, которая изучает точное положение небесных тел, законы их вращения и другие подобные вопросы. И, хотя в астрономии у Белопольского были сделаны важные исследования, она его не особенно интересовала.

Белопольский в лаборатории за измерением спектрограмм.

Как он сам говорил, ему хотелось разгадывать тайны физических свойств и химического состава небесных светил и межзвездной материи. Иными словами, его влекла к себе астрофизика. Но любимой наукой он смог заняться только в 1893 году, когда Академия наук избрала его на должность астрофизика Пулковской обсерватории.

В этом же году Белопольский привез из-за границы и установил так называемый нормальный астрограф. С помощью нового инструмента он стал фотографировать спектры небесных тел и вскоре приобрел известность выдающегося спектроскописта.

Белопольский отличался колоссальной работоспособностью. Даже в преклонные годы он не тяготился работой, наблюдая на двух больших инструментах: рано утром — Солнце на спектрографе Литрова, вечером — звезды на 30-дюймовом рефракторе. Всю обработку наблюдений — измерения спектров и вычисления — он производил сам.

Белопольский часто говорил, что, когда стоит фотопластинка уже проявленная, сухая и годная к измерению, совсем забывается, сколько всяческого труда стоило ее получить. Бывало, зимними вечерами ученый экспонировал снимки в течение семи часов, но ни одной годной пластинки получить не удавалось. Особенную трудность доставляла Аристарху Аполлоновичу экспозиция беты Возничего вблизи меридиана. Ему приходилось подолгу лежать на спине на полу. А потом у него неделю болела шея.

На весь мир прославился Белопольский лабораторным доказательством принципа Допплера — Физо.

Теория говорила, что если источник света приближается к наблюдателю, то число световых волн увеличивается по сравнению с тем случаем, когда источник света неподвижен.

Иначе говоря, если источник света приближается, частота света как бы увеличивается, а длина волны уменьшается. Движение источника света будет отмечено положением линии в спектре.

При излучении света источником, движущимся к наблюдателю, линии должны быть сдвинуты в стороны коротковолновой части спектра. При движении источника от наблюдателя линии сдвинутся в обратную сторону.

Было давно известно, что подобное свойство присуще звуку. Тон свистка паровоза, удаляющегося от наблюдателя, становится более низким, и наоборот — повышается при приближении к наблюдателю.

Но обладает ли этим же свойством свет? Чтобы ответить на вопрос, надо было дать источнику света громадную скорость, сравнимую со скоростью движения источников света в межзвездном пространстве. Получить такую скорость в земных условиях было не так-то просто.

Белопольскому пришла блестящая мысль — воспользоваться отражением света от движущихся зеркал. Он сконструировал прибор, где зеркала, подобно лопастям, укреплялись на колесах, вращающихся в противоположные стороны.

Быстро крутящиеся зеркала перемещали с колоссальной скоростью изображение неподвижного источника света, и Белопольский как бы получил искусственную «летящую звезду».

Изменяя направление движения зеркал, он добивался изменения в положении «звезды»: она или приближалась к наблюдателю, или удалялась от него.

Сняв спектр при вращении зеркал в одну сторону — приближающийся источник света, — Аристарх Аполлонович затем менял направление и получал световой спектр удаляющегося источника. Смещение спектральных линий происходило сначала в одну, потом в другую сторону. И измеряемая величина — частота света — соответственно увеличивалась и уменьшалась. Спектральные смещения вполне совпали с вычисленными. Таким образом, был подтвержден на практике, в лаборатории, принцип Допплера — Физо. Вот почему его иногда называют принципом Допплера — Физо — Белопольского.

Новый метод исследований, введенный Белопольским, позволил нам узнать, движутся небесные светила к нам или от нас и с какой скоростью.

Аристарх Аполлонович показывал мне прибор, на котором сделал это замечательное открытие. Он был небольших размеров, колеса имели диаметр около 15 сантиметров.

Изучение законов вращения Сатурна дало ученому материал для другого выдающегося открытия.

Наблюдения подтвердили, что кольца Сатурна вращаются не как одно целое тело, а каждое со своей скоростью. Их движение происходит по тому же закону, по которому вращаются планеты вокруг Солнца и спутники вокруг планет.

Прибор Белопольского для доказательства принципа Допплера — Физо. А — колеса с зеркалами; Б — щель, через которую луч света попадает на зеркало.

Теоретическое заключение, сделанное нашей знаменитой соотечественницей С.В. Ковалевской, о том, что каждое кольцо Сатурна достоит из массы мелких тел, получило в работах Бело-польского практическое подтверждение.

Замечательный астроном открыл спектральную двойственность некоторых звезд: беты Лиры, альфы прим Близнецов, дельты Цефея и некоторых других.

Аристарх Аполлонович объездил почти все крупнейшие обсерватории за рубежом.

Участвовал Белопольский и в экспедициях.

Будучи сотрудником Московской обсерватории, был послан с экспедицией в Юрьевец в 1887 году, где фотографировал полное солнечное затмение. Еще раз он наблюдал солнечное затмение в августе 189 года, когда организовал экспедицию на Амур, в село Орловское. Незадолго до смерти, в восьмидесятилетнем возрасте, участвовал в экспедиции на Северный Кавказ для выбора места строительства новой астрофизической обсерватории.