УИЛЬЯМ ГЕРШЕЛЬ


Для того чтобы разглядеть Уран, требуется по крайней мере бинокль, а еще лучше – телескоп с 60–кратным увеличением, тогда будет возможно увидеть не просто светлую точку, а маленький диск. Из–за такой сложности наблюдений Уран был открыт лишь два века назад, то есть совсем недавно по сравнению с более близкими к Земле планетами, хорошо видимыми невооруженным глазом и известными людям уже несколько тысячелетий.

Открыл Уран 42–летний профессиональный музыкант Вильям Гершель, зарабатывавший на жизнь преподаванием музыки и игрой на скрипке и гобое в местном оркестре. Главной же страстью Гершеля была астрономия. В перерывах между уроками музыки он шлифовал металлические зеркала для телескопов, вечерами давал концерты, а ночи проводил за наблюдением звезд. Жившие вместе с ним младший брат Александр и сестра Каролина помогали ему во всем – и в изготовлении инструментов, и в обработке наблюдений. В саду своего дома Гершель установил им же изготовленный телескоп и занялся исследованием звездного неба. Уже седьмой год вел он свои наблюдения. И это не было праздным любопытством: Гершель поставил перед собой грандиозную задачу – нанести на карту неба все звезды Северного полушария.



Уильям Гершель, открывающий планету Уран
(К.Фламмарион. Живописная астрономия. – Спб, 1900)


13 марта 1781 года он изучал расположение светил в районе созвездия Тельца. Одна из звезд в пределах этого участка показалась Гершелю странной – вместо яркой точки она имела вид небольшого диска, поэтому в дневнике наблюдений он сделал такую запись: «необычного вида – либо звезда, окруженная туманностью, либо комета». Первоначально Гершель посчитал все же, что это комета, о чем вскоре и послал сообщение в Королевское общество. За свое открытие он в том же году был избран членом Лондонского Королевского общества и получил степень доктора Оксфордского университета.

Спустя два месяца после открытия Гершеля Санкт–Петербургский академик Андрей Лексель вычислил параметры орбиты этого небесного тела, показавшие, что оно вращается вокруг Солнца по кругу, радиус которого в 19 раз превышает радиус орбиты Земли. Но самое удивительное состояло в том, что небесное тело, открытое Гершелем, имело круговую орбиту, характерную исключительно для планет – кометы движутся по сильно вытянутым параболам. Стало ясно, что Гершелю удалось обнаружить еще одну, седьмую планету, а Солнечная система, границы которой до сих пор проводились по орбите Сатурна, расширилась вдвое. Вновь открытое небесное тело Гершель назвал планетой Георга в честь правившего в то время в Англии короля Георга III. Однако это имя не прижилось, а общепринятым стало более подходящее название – Уран, предложенное в год открытия планеты немецким астрономом Иоганном Боде, которое и продолжило «семейное древо» римских богов в названиях планет, расположенных во внешней части Солнечной системы.

Открытие Урана определило карьеру Гершеля. Король Георг III, сам большой любитель астрономии, присвоил исследователю рыцарский титул сэра и в 1782 году назначил Королевским астрономом, а его сестру Каролину – помощником Королевского астронома. Им было определено пожизненное ежегодное жалованье. Король также выделил средства для постройки обсерватории в Слау, к западу от Лондона, неподалеку от своего Виндзорского замка. За последующие 40 лет Гершель сделал в этой обсерватории еще множество новых наблюдений, которые принесли ему славу крупнейшего астронома–наблюдателя в истории. Все инструменты для изучения ночного неба – более сотни металлических зеркал для телескопов – он изготовил собственноручно, и его телескопы были наиболее крупными и самыми лучшими из существовавших в ту эпоху.


Биография. Вильям Гершель – английский астроном, основоположник звездной астрономии, член Лондонского королевского общества (с 1781 г.). Родился в городе Ганновере (Германия) в семье военного музыканта, получил домашнее образование (учился музыке, языкам). В 1757 г. он уехал в Англию, где стал музыкантом – педагогом.

В 35 лет Гершель увлекся астрономией, изучил ее самостоятельно и посвятил ей всю остальную жизнь. В своих наблюдениях он использовал телескопы, которые делал сам. В 1789 г. он построил крупнейший по тому времени 12-м рефлектор с диаметром зеркала 122 см. В 1781 г. Гершель открыл планету Уран. Гершель разработал новый метод изучения строения звездной системы, основанный на статистических подсчетах звезд в разных участках неба (метод "звездных черпков"). Применив метод "черпков", он впервые установил, что все наблюдаемые звезды составляют огромную сплюснутую систему – Млечный Путь (или Галактику).

Гершель открыл (к 1802 г.) более 2 тыс. новых туманностей (в том числе около двухсот двойных и кратных), а также сотни новых визуально-двойных звезд. Гершель установил, что двойные и кратные звезды существуют как системы звезд, физически связанных между собой и обращающихся вокруг общего центра тяжести. На основе огромного материала, собранного в результата многолетних наблюдений, Гершель построил свою звездно-космогоническую теорию развития космической материи под действием силы тяготения – от разреженных, хаотических форм к сложноорганизованным – звездам и звездным системам. Наиболее старыми он считал шаровые скопления, которые в ходе дальнейшего сжатия могли взрываться и давать начало новому циклу сжатия разлетевшейся материи.

Одной из главных своих задач Гершель считал изучение строения нашей галактики. Он доказал, что наше Солнце со всеми своими планетами движется по направлению к созвездию Геркулеса. Изучая спектр Солнца, он открыл инфракрасную, невидимую часть его (1800). В 1789 г. Вильям Гершель был избран почетным членом Петербургской академии наук.

• Во времена Гершеля абсолютные расстояния до звезд еще не были известны.
• Великий астроном того времени Вильям Гершель неукоснительно следовал принципу: "не принимать ничего на веру" и проверять все, что видели прежде другие.
• Успехи Гершеля не в последнюю очередь были обусловлены теми великолепными инструментами, которыми он располагал, работая в промышленно развитой Англии. Этот ученый, богатый всевозможными техническими идеями и к тому же имевший золотые руки ремесленника, за свою жизнь в науке сумел, не прекращая других исследований, собственноручно отшлифовать около 400 металлических зеркал для телескопов! Самый большой из его телескопов явился выдающимся достижением в приборостроении того времени. В огромной трубе этого инструмента помещалось металлическое зеркало диаметром 122 см. Наблюдатель мог стоять на безопасной площадке, управляя регуляторами точной фокусировки и положения телескопа. Окончательно «Большой 20-футовый рефлектор» был закончен в 1783 году.



Большой 20 - футовый телескоп Гершеля



• Обозревая ночное небо, Вильям предложил новый оригинальный способ «звездных черпков», то есть подсчета количества звезд на определенных площадках неба. Всего Гершель провел четыре систематических обзора звездного неба, причем каждый обзор занимал несколько лет наблюдений.

• Еще в 1775 году Гершель поставил перед собой грандиозную по масштабу задачу – нанести на карту неба все звезды Северного полушария. Уже седьмой год он вел свои непрерывные наблюдения. И вот ночью 13 марта 1781 года произошло событие, которое навсегда увековечило его имя в анналах мировой науки. Итак, в ходе своего второго планомерного обзора неба 13 марта в 10 часов вечера вблизи одной из звезд созвездия Близнецов Гершель заметил необычный объект, который явно не был звездой – его видимые размеры менялись в зависимости от увеличения телескопа, а главное, менялось его положение на небосводе.
• «Между 10 и 11 вечера, когда я изучал слабые звезды в соседстве с Н Близнецов, я заметил одну, которая выглядела большей, чем остальные. Удивленный ее необычным размером, я сравнил ее с Н Близнецов и небольшой звездой в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и обнаружил, что она значительно больше любой из них. Я заподозрил, что это – комета».
• Объект имел явно выраженный диск и смещался вдоль эклиптики. Сообщив другим астрономам об открытии «кометы», Гершель продолжал ее наблюдать. Последующие наблюдения 15 марта показали, что светящийся диск действительно обладает собственным движением относительно звезд. Из этого факта Гершель заключил, что им открыта новая комета, хотя не наблюдался ни хвост, ни туманная оболочка, присущая кометам, не сильно удаленным от Солнца. О своем открытии предполагаемой кометы Гершель сообщил 26 апреля 1781 года в Гринвичскую обсерваторию. Естественно, что круг наблюдателей этого странного объекта существенно расширился. Но от кометной гипотезы вскоре пришлось отказаться.
• К лету 1781 года количество наблюдений этого объекта стало достаточным, чтобы можно было вычислить параметры его орбиты. Эти сложные и громоздкие вычисления выполнил петербургский академик Андрей Иванович Лексель (1740-1784), помощник Леонарда Эйлера. Он нашел, что блуждающая звезда Гершеля движется вокруг Солнца по почти круговой орбите на расстоянии в 19 раз большем, чем расстояние от земли до Солнца. Лексель также вычислил период обращения этого тела вокруг Солнца, оказавшийся равным приблизительно 84 годам. В те времена было уже известно, что орбиты большинства комет – это сильно вытянутые эллипсы или даже гиперболы. Отсюда следовало, что Вильям Гершель открыл не комету, а новую неизвестную до сих пор планету! Проделав свои вычисления, к аналогичным выводам в это же время пришел и академик Парижской академии наук Пьер Симон Лаплас.

ДЖОН ГЕРШЕЛЬ


В 1883 году английский астроном Джон Гершель поехал на мыс Доброй Надежды, где в течение четырех лет занимался астрономическими наблюдениями. В это время американская газета «Сан», стала печатать письма якобы от его имени. О том, что на Луне удалось разглядеть растения, животных, жителей. А в 1962 году Гленн Джон Гершель-младший первым среди американцев совершил орбитальный космический полет.


ОТКРЫТИЕ УРАНА | СТРАНИЧКА О ГЕРШЕЛЕ | ЛУЧШИЕ ФОТО НАСА


АНДРЕЙ ИВАНОВИЧ ЛЕКСЕЛЬ



Лексель Андрей Иванович (Андреас Иоганн) совершил важные открытия в полигонометрии и небесной механике, в честь него названа комета. Согласно Большой французской энциклопедии, он был выдающимся математиком своего времени, пополнившим сферическую тригонометрию оригинальными и интересными результатами, которые он использовал для исследования движения планет и комет. Его имя носит одна из теорем о сферических треугольниках.

Лексель был одним из самых плодотворных членов Российской академии наук того времени, опубликовав 66 работ за 16 лет, которые он там проработал. Леонард Эйлер высоко отзывался о его работах: "Кроме Лекселя такую статью мог бы написать только Даламбер или я". Даниил Бернулли также хвалил его работы: в письме Иоганну Эйлеру он отмечал: "Я люблю работы г. Лекселя, и глубокие, и интересные, ценность которых еще повышается его редкой скромностью, украшающей великих людей".

Лексель не обзавелся семьей и был очень дружен с Леонардом Эйлером и его семьей. Он был с Эйлером, когда тот умер, и сменил его на посту заведующего математическим отделом Петербургской академии наук, но сам умер на следующий год. В его честь названы астероид 2004 Lexell, а также лунный кратер Lexell.

***


Справедливости ради и не умаляя заслуг великого исследователя небес У. Гершеля, нужно отдать должное и российскому ученому Андрею Ивановичу (Андерсу-Жану) Лекселю (1740–1784). Этот родившийся в Финляндии швед жил и работал в Петербурге, был членом здешней Академии наук и за свою короткую жизнь внес немалый вклад в астро­номию.

Когда Гершель совершенно неожиданно для себя увидел в районе созвездия Близнецов какой-то малень­кий диск, он сперва решил, что это новая комета. Но края диска были четкими, а не размытыми, как это бывает у комет. Более того, тело двигалось очень медленно, значит, было далеко за орбитой Сатурна, а на таком расстоянии от Солнца комет еще никто тогда не замечал. Да и орбита оказалась почти круг­лой, а не эллиптической, как пристало бы комете…

Гершель не знал, что и предположить. Тогда слово взял Лексель и во всеуслышание заявил: «перед нами новая планета! Она лежит много дальше от Солнца, чем Сатурн…» Потрясенный мир не сразу привык к тому, что есть планеты и за пределами видимости для самого острого глаза.

…Прошло шесть лет с той ночи, как Гершель обна­ружил тело, зачисленное Лекселем в число планет и получившее затем имя Урана. Все это время перво­открыватель не отводил от него взора, вооруженного лучшим по тогдашним меркам телескопом. Естественно, что именно он 11 января 1787 г. установил, что Уран имеет два спутника. Впоследствии тот из них, что лежит дальше от планеты, получил наименование Оберон, а более близкий стал именоваться Титанией. Традиция черпать имена из античной мифологии здесь, казалось, нарушена: так зовут короля и коро­леву фей из светлой шекспировской сказки «Сон в летнюю ночь».

Однако Шекспир эти имена тоже не сам выдумал. Еще у Овидия упоминается, что Диану, чтимую лати­нянами как богиню Луны, звали также еще и Титанией. А Оберон – это французский вариант имени Альбериха – злого владыки гномов в средневековых германских и скандинавских легендах. (Его мы встре­чаем, в частности, в вагнеровских операх.)

Таким образом мир мифов и сказок был снова почтен и традиции не слишком пострадали. Имена новооткрытым телам дал Лассел, тот самый, что на два дня опоздал с открытием спутника Сатурна Ги-периона. Однако в мире Урана его ждал другой, куда более славный и неожиданный реванш. Построив вблизи Ливерпуля собственную обсерваторию, он стал обозревать небеса при помощи отличного телескопа диаметром 61 см. 24 октября 1851 г. еще ближе к Урану, чем Титания и Оберон, Лассел заметил два неизвестных спутника, которым тут же дал названия: Ариэль и Умбриэль. Первое из имен заимствовано из шекспировской «Бури» (так там зовут духа воз­духа), а второе – у английского поэта XVIII в. А. Попа, описавшего в своей поэме «Похищенный локон» мрачного и горестного воздыхателя, носящего такое имя. Впрочем, Поп произвел имя Умбриэля от латинского слова «umbra», означающего «тень», что звучит довольно уместно в применении к спутнику далекой от Солнца планеты.

Наконец, уже в наши времена – 15 февраля 1948 г, Койпер, наблюдая в 82-дюймовый (205 см) телескоп обсерватории Мак Дональд, открыл Миранду – пятый спутник Урана, лежащий ближе всех к этой планете. Мирандой зовут героиню шекспировской же «Бури», так что в дальних краях Солнечной системы теперь существует «шекспировский уголок».

Что бросается в глаза, так это необычная компакт­ность и упорядоченность урановой системы по сравне­нию с системами соседей – Сатурна и Юпитера. Даже самый далекий – Оберон, и тот движется по орбите, отстоящей всего на 22,6 радиуса от планеты. В семье Сатурна примерно на таком расстоянии движется Диона, но ведь за ней еще лежат орбиты не менее пяти или шести спутников, в том числе Титана. Бли­жайшая же к Урану Миранда вообще не отходит от центра планеты дальше, чем на 130 000 км. Ни один из спутников Урана не позволяет себе покинуть плоскость его экватора. Может быть, Уран и обладает, подобно Юпитеру и Сатурну, далекими от него спут­никами, но при нынешней наземной технике наблюде­ний их заметить пока еще никому не удалось.


Rambler's Top100