Page 1


Â. Ã. Ñóðäèí

Ðàçâåäêà äàëåêèõ ïëàíåò

Ìîñêâà ÔÈÇÌÀÒËÈÒ® 2011


Îòïðàâëÿÿñü â ðàçâåäêó

«Ñ

êîëüêî ïëàíåò îòêðûëè àñòðîíîìû?» — âîïðîñ, îòâåòèòü íà êîòîðûé ñ êàæäûì ãîäîì ñòàíîâèòñÿ âñå ñëîæíåå. Çàäàéòå åãî ñâîèì çíàêîìûì, è ðàçíîáîé îòâåòîâ âàñ íåìàëî óäèâèò. Íåêîòîðûå, íå çàäóìûâàÿñü, ñêàæóò: «Âñå çíàþò, ÷òî ïëàíåò äåâÿòü!» È äàæå ïåðå÷èñëÿò èõ áåç çàïèíêè: Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Çåìëÿ, Ìàðñ, Þïèòåð, Ñàòóðí, Óðàí, Íåïòóí è Ïëóòîí. Äðóãèå óòî÷íÿò: «Òåïåðü — âîñåìü: Ïëóòîí áîëüøå íå ïëàíåòà, õîòÿ è íå ÿñíî, êòî æå îí òåïåðü òàêîé». Åùå áîëåå îñâåäîìëåííûå èç íàñ, âîçìîæíî, çàìåòÿò: «Êàæåòñÿ, òåïåðü ïëàíåò óæå áîëüøå äþæèíû: íàéäåíû íîâûå âäàëè îò Ñîëíöà, â ïîÿñå Êîéïåðà». À ëþáèòåëè àñòðîíîìè÷åñêèõ íîâîñòåé óòî÷íÿò: «Åñëè âû èìååòå â âèäó âîîáùå âñå ïëàíåòû, òî èõ óæå îòêðûòî íåñêîëüêî ñîòåí, ïðè÷åì áîëüøèíñòâî — íå ðÿäîì ñ Ñîëíöåì, à âáëèçè äðóãèõ çâåçä». Íó è êòî æå ïðàâ? Ñêîëüêî ïëàíåò íà ñàìîì äåëå èçâåñòíî ñåé÷àñ àñòðîíîìàì? Êàê àñòðîíîì, ÿ ñêàæó âàì ñ ïîëíîé îïðåäåëåííîñòüþ: òî÷íîãî êîëè÷åñòâà ïëàíåò óæå íå çíàåò íèêòî. Ðàíüøå çíàëè. Ñ äðåâíîñòè è âïëîòü äî ñåðåäèíû XVI â. ïëàíåò áûëî 7. Òî÷íåå, 5 «íàñòîÿùèõ» ïëàíåò (Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Ìàðñ, Þïèòåð è Ñàòóðí), à òàêæå Ëóíà è Ñîëíöå, òîæå íàçûâàâøèåñÿ òîãäà ïëàíåòàìè; âñåãî 7. Íî ïîñëå òîãî êàê Êîïåðíèê «ïåðåìåñòèë» öåíòð ìèðà îò Çåìëè ê Ñîëíöó, Çåìëÿ òîæå ñòàëà ïëàíåòîé, òàê ÷òî èõ ïîëíîå êîëè÷åñòâî… óìåíüøèëîñü äî 6. Âåäü òåïåðü Ñîëíöå ñòàëî öåíòðàëüíûì ñâåòèëîì, à Ëóíà — ñïóòíèêîì Çåìëè. «Âîññòàíîâèë ñïðàâåäëèâîñòü» Âèëüÿì Ãåðøåëü, îòêðûâøèé â êîíöå XVIII â. Óðàí: ïëàíåò âíîâü ñòàëî 7.  ñåðåäèíå XIX â. áûë îòêðûò Íåïòóí, à ñïóñòÿ âåê — Ïëóòîí. Íûíåøíåå ïîêîëåíèå çåìëÿí ñ äåòñòâà çíàåò, ÷òî â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå 9 ïëàíåò. Äàæå ñàéò â Èíòåðíåòå òàêîé åñòü, î÷åíü èçâåñòíûé, íàçûâàåòñÿ «Nine planets». Âñþ âòîðóþ ïîëîâèíó ÕÕ â. àñòðîíîìû èñêàëè äåñÿòóþ ïëàíåòó, à ïóáëèêà ñ íåòåðïåíèåì æäàëà ýòîãî ìîìåíòà. Íàêîíåö îòêðûòèå ñîñòîÿëîñü, è ïëàíåò ñòàëî… 8. Àñòðîíîìû ðåøèëè, ÷òî Ïëóòîí è ïîõîæèå íà íåãî òåëà — íå íàñòîÿùèå ïëàíåòû, à êàðëèêîâûå. Èõ â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå îáíàðóæåíî óæå íåìàëî. Îòïðàâëÿÿñü â ðàçâåäêó

3


Íî ÷òîáû òåì èç íàñ, êòî îæèäàë îòêðûòèÿ íàñòîÿùåé, êðóïíîé ïëàíåòû, íå áûëî îáèäíî, àñòðîíîìû îòêðûëè è òàêèå ïëàíåòû, ïðè÷åì íàñòîëüêî êðóïíûå, ÷òî äàæå ãèãàíò Þïèòåð ðÿäîì ñ íèìè ïî÷óâñòâîâàë áû ñåáÿ íåóâåðåííî. Ê ñ÷àñòüþ, ýòè íîâîîòêðûòûå «ñóïåðãèãàíòû» îáíàðóæèëèñü äàëåêî îò íàñ — â ïëàíåòíûõ ñèñòåìàõ èíûõ çâåçä.  ïîñëåäíèå ãîäû àñòðîíîìû îòêðûâàþò â ñðåäíåì ïî îäíîé ïëàíåòå â íåäåëþ. Õîòÿ èçâåñòèÿ îá îòêðûòèè íîâûõ íåáåñíûõ òåë íûíå ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ ìîëíèåíîñíî è â Èíòåðíåòå âû áåç òðóäà îáíàðóæèòå òåêóùèå êàòàëîãè ëþáûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ îáúåêòîâ, ÷åòêîé èõ êëàññèôèêàöèè äî ñèõ ïîð íåò, è ýòî çàòðóäíÿåò ïîäñ÷åò îáúåêòîâ òîãî èëè èíîãî òèïà. Âïðî÷åì, ïîäâèæíîñòü íîìåíêëàòóðíûõ ãðàíèö õàðàêòåðíà äëÿ ëþáîé æèâîé, áûñòðî ðàçâèâàþùåéñÿ íàóêè, à àñòðîíîìèÿ ñåé÷àñ ðàçâèâàåòñÿ ñòðåìèòåëüíî. Êàæäûé ãîä îáíàðóæèâàþòñÿ íå òîëüêî íîâûå îáúåêòû, íî äàæå íîâûå êëàññû êîñìè÷åñêèõ òåë è íîâûå âàæíûå ñâîéñòâà Âñåëåííîé.  ýòîé êíèãå ÿ îãðàíè÷óñü ðàññêàçîì î íîâûõ ïëàíåòàõ, ïðè÷åì ïîä ñëîâîì «ïëàíåòà» áóäó ïîíèìàòü áîëåå øèðîêèé êëàññ îáúåêòîâ, ÷åì ýòî ïîêà äåëàþò àâòîðû ó÷åáíèêîâ. Íàïðèìåð, ìû ïîçíàêîìèìñÿ ñ «ïëàíåòîé Ëóíà», êîòîðóþ «íåóâàæèòåëüíî» íàçûâàþò ñïóòíèêîì ïëàíåòû Çåìëÿ. Ìû âñòðåòèìñÿ ñ ïëàíåòàìè Òèòàí è Ýíöåëàä (òîæå ñïóòíèêàìè ïî îôèöèàëüíîé íîìåíêëàòóðå), à òàêæå ñ ïëàíåòàìè Ñåäíà, Êâàâàð, Ýðèäà è èõ ñîñåäÿìè ïî ãðóïïå êàðëèêîâûõ ïëàíåò. Ìû òàêæå ïîçíàêîìèìñÿ ñ ïëàíåòíûìè ñèñòåìàìè èíûõ çâåçä. Ðàçóìååòñÿ, ìû óçíàåì, êàê èùóò íîâûå ïëàíåòû è êàê äàþò èì èìåíà. Íà ïåðâûé âçãëÿä ìîæåò ïîêàçàòüñÿ, ÷òî îòêðûòèå íîâîé ïëàíåòû ñòàëî òåïåðü ëåãêèì äåëîì: â áûëûå âðåìåíà ïëàíåòó îáíàðóæèâàëè ðàç â ñòîëåòèå, à íûíå — êàæäóþ íåäåëþ. Ìåëêèå ïëàíåòêè — àñòåðîèäû — âîîáùå îòêðûâàþò ïî íåñêîëüêó ñîòåí çà íî÷ü! Íî ýòî ëåãêîñòü îáìàí÷èâà. Ñîâðåìåííûé êðóïíûé àâòîìàòèçèðîâàííûé òåëåñêîï ñòî2èò áîëüøå, ÷åì âñå òåëåñêîïû â ìèðå, ïîñòðîåííûå äî íà÷àëà ÕÕ â. Îí âîáðàë â ñåáÿ ñàìûå äîðîãèå òåõíîëîãèè ñîâðåìåííîñòè: îïòèêó, ìåõàíèêó, ýëåêòðîíèêó, ïîýòîìó è ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû âîçðîñëà âî ìíîãî ðàç. Íî êàê ðàíüøå, òàê è òåïåðü îòêðûòèÿ äåëàþòñÿ íà ïðåäåëå âîçìîæíîñòåé ïðèáîðîâ è ÷åëîâåêà. Ìíå âñïîìèíàåòñÿ îäíà ñòàðàÿ èñòîðèÿ. Íà ìåæäóíàðîäíîì êîíãðåññå ðàäèîàñòðîíîìîâ â ôîéå áûë âûñòàâëåí æóðíàëüíûé ñòîëèê, íà êîòîðîì ëåæàëè ñòîïêîé íåáîëüøèå ëèñòèêè. Êîãäà ïîäîøåäøèé áðàë áóìàæêó, îí ìîã ïðî÷èòàòü íà íåé ñëåäóþùåå: «Ïîäíÿâ ýòîò ëèñò ê ãëàçàì, Âû çàòðàòèëè áîëüøå ýíåðãèè, ÷åì áûëî ñîáðàíî âñåìè ðàäèîòåëåñêîïàìè ìèðà çà âñþ èñòîðèþ ñóùåñòâîâàíèÿ ðàäèîàñòðî4

Îòïðàâëÿÿñü â ðàçâåäêó


Ïîäîáíî äàëüíîáîéíîìó îðóäèþ, íàïðàâëåííîìó â áîéíèöó êðåïîñòíîãî ôîðòà, òåëåñêîï çàùèùàåò Çåìëþ îò êîñìè÷åñêèõ óãðîç. Èçó÷àÿ Âñåëåííóþ, ìû îáðåòàåì âëàñòü íàä íåé.

íîìèè». Ýòî ñîîáùåíèå ïîðîþ øîêèðîâàëî ñàìèõ ðàäèîàñòðîíîìîâ. Îíè èñêðåííå óäèâëÿëèñü, êàê èì óäàëîñü óçíàòü ñòîëüêî èíòåðåñíîãî è âàæíîãî î Âñåëåííîé èç àíàëèçà òàêîãî ìèçåðíîãî êîëè÷åñòâà ýíåðãèè. Íå çíàþ, ïîëó÷èë ëè ýòîò ïðèìåð ïðîäîëæåíèå, íî, áåçóñëîâíî, ìîã áû. Àñòðîíîìû-îïòèêè óæå äàâíî ïåðåøëè ê èçìåðåíèþ ñâåòà çâåçä ïóòåì ñ÷åòà ôîòîíîâ. À â òàêèõ îáëàñòÿõ, êàê ðåíòãåíîâñêàÿ è îñîáåííî ãàììà-àñòðîíîìèÿ, âîîáùå âñå ïîéìàííûå êâàíòû ó÷òåíû ïîøòó÷íî, çà êàæäûì èç íèõ èäåò îõîòà. Ýòî æå õàðàêòåðíî è äëÿ ôèçèêè êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé: ÷àñòèö ñ ïðåäåëüíî âûñîêîé ýíåðãèåé çà ãîä ïîïàäàåòñÿ ëèøü íåñêîëüêî øòóê! Ïðàâäà, îò ýíåðãèè îäíîé òàêîé ÷àñòèöû — íàïðèìåð, îäíîãî áûñòðîãî ïðîòîíà — ìîæåò ïåðåãîðåòü íàñòîëüíàÿ ëàìïà! Âåäü êèíåòè÷åñêàÿ ýíåðãèÿ òàêîé ìèêðî÷àñòèöû ðàâíà ýíåðãèè òåííèñíîãî ìÿ÷à, ëåòÿùåãî ñî ñêîðîñòüþ 80 êì/÷àñ. Íî ýòèõ ñâåðõýíåðãè÷íûõ (è ïîýòîìó ñâåðõèíòåðåñíûõ) ÷àñòèö î÷åíü ìàëî. Äà è ïîïàäàþòñÿ îíè ëèøü ïîòîìó, ÷òî «ñåòü» äëÿ èõ ïîèìêè èìååò ãðîìàäíûå ðàçìåðû: ñîâðåìåííûå äåòåêòîðû êîñìè÷åñêèõ ÷àñòèö çàíèìàþò ó÷àñòêè ïîðîþ â òûñÿ÷è êâàäðàòíûõ êèëîìåòðîâ, èìåþò ñóììàðíóþ ïîâåðõíîñòü äåòåêòîðîâ ïëîùàäüþ íåñêîëüêî ôóòáîëüíûõ ïîëåé è ñîäåðæàò àêòèâíîãî âåùåñòâà ìàññîé äåñÿòêè òûñÿ÷ òîíí. Îòïðàâëÿÿñü â ðàçâåäêó

5


Íå òîëüêî äëÿ àñòðîíîìèè õàðàêòåðåí ãèãàíòèçì è äîðîãîâèçíà ïðèáîðîâ ïðè ñêðîìíûõ êîëè÷åñòâåííûõ õàðàêòåðèñòèêàõ ðåçóëüòàòîâ (â îòëè÷èå îò êîëè÷åñòâà èíôîðìàöèè, åå êà÷åñòâî íå ïîääàåòñÿ èçìåðåíèþ). Òà æå ñèòóàöèÿ íàáëþäàåòñÿ â ëþáîé ôóíäàìåíòàëüíîé íàóêå. ßðêèé ïðèìåð èç ôèçèêè — Áîëüøîé àäðîííûé êîëëàéäåð, ñàìûé ìàññèâíûé è äîðîãîé ïðèáîð â èñòîðèè ÷åëîâå÷åñòâà, êîòîðûé, âîçìîæíî, ïîçâîëèò íàì îáíàðóæèòü íåñêîëüêî íîâûõ ÷àñòèö è êîå-÷òî ïðîÿñíèò â êàðòèíå ïåðâûõ ìãíîâåíèé æèçíè Âñåëåííîé. Íà âçãëÿä îáûâàòåëÿ, ïîëüçû îò ýòîãî ãèãàíòñêîãî óñêîðèòåëÿ íå áîëüøå, ÷åì îò ãèãàíòñêîãî òåëåñêîïà äëÿ ïîèñêà ïëàíåò, íà ïîâåðõíîñòü êîòîðûõ íèêîãäà íå ñòóïèò íîãà ÷åëîâåêà. Íóæíî ëè òðàòèòü òàêèå óñèëèÿ íà ïîèñê íåñêîëüêèõ ýêçîòè÷åñêèõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö èëè íåñêîëüêèõ ÿâíî íåïðèãîäíûõ äëÿ æèçíè äàëåêèõ ïëàíåò? Íå ëó÷øå ëè ñîñðåäîòî÷èòüñÿ íà áëàãîïîëó÷èè ñâîåé ðîäíîé ïëàíåòû? Âîïðîñ ðèòîðè÷åñêèé: èñòîðèÿ íàóêè óæå äàâíî îòâåòèëà íà íåãî. Òî, ÷òî ñåãîäíÿ âûãëÿäèò ïðîñòî èíòåðåñíûì äëÿ íåñêîëüêèõ ÷åëîâåê â ìèðå, çàâòðà, âîçìîæíî, îêàæåòñÿ æèçíåííî âàæíûì äëÿ âñåãî ÷åëîâå÷åñòâà. Íà âîéíå îäèí ðàçâåä÷èê, áûâàëî, îáåñïå÷èâàë óñïåõ àðìèè. Íàóêà — òà æå ðàçâåäêà. Íèêîãäà íå çíàåøü, ñ ÷åì âåðíåøüñÿ. Íî íè îäèí êîìàíäèð íå ïîâåäåò â áîé îòðÿäû áåç ïðåäâàðèòåëüíîé ðàçâåäêè. Ðàçâåä÷èêè — ýòî ýëèòà àðìèè. Èì äàþò ñàìîå ëó÷øåå ñíàðÿæåíèå è íå òðåáóþò îò÷åòà. Êàê äåéñòâîâàòü, ðàçâåä÷èê ðåøàåò ñàì. Îò íåãî òðåáóåòñÿ ëèøü îäíî — äîáûòü âåðíóþ èíôîðìàöèþ. Ñîâðåìåííàÿ àñòðîíîìèÿ — ýòî ðàçâåäêà Âñåëåííîé. Íàøè ïðèáîðû — ëó÷øèå èç ëó÷øèõ. Íàøà çàäà÷à — ïðîíèêíóòü íà ïðåäåëüíóþ ãëóáèíó â ïðîñòðàíñòâå è âðåìåíè. È õîòÿ êàæåòñÿ, ÷òî êîñìîñ — ýòî ïóñòîòà, ïðîäâèãàòüñÿ â íåãî íå ëåã÷å, ÷åì â ãëóáèíû Çåìëè: êàæäûé íîâûé ìåòð äàåòñÿ ñ áî2ëüøèì òðóäîì, ÷åì ïðåäûäóùèé. Êîñìîñ äëÿ íàc — è äðóã, è âðàã. ×òîáû âûæèòü è ðàçâèâàòüñÿ, íóæíî çíàòü î íåì âñ¸. Ïëàíåòû — íå ñàìàÿ âàæíàÿ ÷àñòü Âñåëåííîé, ïðÿìî ñêàæåì, ïî÷òè íåçàìåòíàÿ åå ÷àñòü. Íî ìû æèâåì íà ïëàíåòå è äðóãîãî âàðèàíòà ïîêà íå âèäèì. Äëÿ íàñ ïëàíåòû — ýòî âàæíåéøèå, æèçíåííî íåîáõîäèìûå êðóïèöû Âñåëåííîé; íåäàðîì ðàíüøå ïëàíåòû íàçûâàëè «ìèðàìè». Èòàê, ìû îòïðàâëÿåìñÿ íà ðàçâåäêó äàëåêèõ ìèðîâ.

Ü


1

Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Î

òïðàâëÿÿñü â ïóòåøåñòâèå, íóæíî èçó÷èòü êàðòó, íàìåòèòü ìàðøðóò, çàïàñòèñü íåîáõîäèìûìè ïðèáîðàìè è èíñòðóìåíòàìè.  ïóòåøåñòâèè ê ïëàíåòàì íàø ìàðøðóò ïðîëÿæåò ïî Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå è åå îêðåñòíîñòÿì. Íàñêîëüêî øèðîêè ýòè îêðåñòíîñòè, íàì åùå ïðåäñòîèò âûÿñíèòü. À íà÷íåì ìû ïîäãîòîâêó ê ïóòåøåñòâèþ, ðàçóìååòñÿ, ñ êàðòû — ñ êàðòû çâåçäíîãî íåáà. Èìåííî íà íåé ïîêàçàíî ïîëîæåíèå «íåïîäâèæíûõ» çâåçä, íàñòîëüêî äàëåêèõ îò íàñ, ÷òî íè èõ ñîáñòâåííîå äâèæåíèå â ïðîñòðàíñòâå, íè äâèæåíèå íàáëþäàòåëÿ âìåñòå ñ Çåìëåé è Ñîëíöåì äàæå çà òûñÿ÷è ëåò íå ìîãóò çàìåòíî èçìåíèòü èõ âçàèìíîå ïîëîæåíèå. Ðàçóìååòñÿ, àñòðîíîì ñ òåëåñêîïîì â ðåçóëüòàòå êðîïîòëèâûõ íàáëþäåíèé èíîãäà çàìå÷àåò ýòè ïåðåìåùåíèÿ, íî äëÿ íåâîîðóæåííîãî ãëàçà îíè ñîâåðøåííî íåçàìåòíû: ïîñìîòðåâ ñåãîäíÿ íà íåáî, âû óâèäèòå òàêîé æå çâåçäíûé ðèñóíîê, êàêîé âèäåëè Ãàëèëåé, Àðèñòîòåëü, ñòðîèòåëè åãèïåòñêèõ ïèðàìèä è äàæå íåàíäåðòàëüöû.

Ïóòè ïëàíåò íà ôîíå çâåçä ïðî÷åì, íà ôîíå íåèçìåííîé äåêîðàöèè çâåçäíîãî íåáà íåêîòîðûå ñâåòèëà äîâîëüíî áûñòðî ìåíÿþò ñâîå ïîëîæåíèå. Ëåã÷å âñåãî óáåäèòüñÿ â ýòîì, íàáëþäàÿ çà Ëóíîé: âñåãî ëèøü çà íåñêîëüêî ÷àñîâ (à ïðè íàáëþäåíèè â áèíîêëü — çà íåñêîëüêî ìèíóò) Ëóíà çàìåòíî ïåðåìåùàåòñÿ îòíîñèòåëüíî çâåçä. Âîîáùå-òî Ëóíà äâèæåòñÿ â ïðîñòðàíñòâå íå î÷åíü áûñòðî: åå îðáèòàëüíàÿ ñêîðîñòü âîêðóã Çåìëè îêîëî 1 êì/ñ. Íî áëèçîñòü ê Çåìëå äåëàåò äâèæåíèå Ëóíû çàìåòíûì: îòíîñèòåëüíî íåïîäâèæíûõ çâåçä îíà ñìåùàåòñÿ íà 13° â ñóòêè, òî åñòü íà 0,55° â ÷àñ. À ýòî ÷óòü áîëüøå âèäèìîãî äèàìåòðà ëóííîãî äèñêà. Ïîýòîìó çàìåòèòü äâèæåíèå Ëóíû íà ôîíå çâåçä î÷åíü ëåãêî. Çíà÷èòåëüíî ñëîæíåå çàìåòèòü äâèæåíèå Ñîëíöà. Îáõîäÿ åãî çà ãîä ïî îðáèòå Çåìëè, ìû âèäèì ñîëíå÷íûé äèñê â ïðîåêöèè íà ðàçíûå ó÷àñòêè çâåçäíîãî íåáà. Òî÷íåå, ýòî âèäÿò êîñìîíàâòû, ðàáîòàþùèå çà ïðåäåëàìè çåìíîé àòìîñôåðû, à ìû ñ âàìè, æèâÿ íà äíå âîçäóøíîãî îêåàíà, âèäèì äèñê Ñîëíöà íà íåèçìåííîì ôîíå ãîëóáîãî íåáà, äà è òî ëèøü â áåçîáëà÷íóþ ïîãîäó. Êîñìîíàâò áåç òðóäà ìîæåò çàìåòèòü, ÷òî ñîëíå÷íûé äèñê åæåñóòî÷íî ñìåùàåòñÿ îòíîñèòåëüíî çâåçä ïðèìåðíî íà 1° (äåëèì 360° íà 365 äíåé â ãîäó). Çà ãîä Ñîëíöå îïèñûâàåò íà ôîíå çâåçä áîëüøîé êðóã — ýêëèïòèêó, ïðîõîäÿ â îñíîâíîì íà ôîíå ñîçâåçäèé Çîäèàêà. Âïðî÷åì, çà òûñÿ÷è ëåò äî ïîÿâëåíèÿ êîñìîíàâòîâ ýòîò ôàêò óñòàíîâèëè äðåâíèå àñòðîíîìû, íàáëþäàâøèå çâåçäíîå íåáî ïîñëå çàêàòà èëè ïåðåä âîñõîäîì

Â

8

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Ñîëíöà. Îíè äàæå èçîáðàçèëè ýêëèïòèêó íà ñâîèõ çâåçäíûõ êàðòàõ. Îðáèòà Çåìëè î÷åíü ñòàáèëüíà, ïîýòîìó è âèäèìûé ïóòü Ñîëíöà íà ôîíå çâåçä îñòàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè íåèçìåííûì. Òàáëèöà 1.1 Çîäèàêàëüíûå ñîçâåçäèÿ Íàçâàíèå ðóññêîå Îâåí Òåëåö Áëèçíåöû Ðàê Ëåâ Äåâà

Íàçâàíèå ëàòèíñêîå

Aries Taurus Gemini Cancer Leo Virgo

ðóññêîå Âåñû Ñêîðïèîí Ñòðåëåö Êîçåðîã Âîäîëåé Ðûáû

ëàòèíñêîå Libra Scorpio Sagittarius Capricornus Aquarius Pisces

Êàçàëîñü áû, åùå ïðîùå èçîáðàçèòü òðàåêòîðèþ Ëóíû, ñëàáûé ñâåò êîòîðîé ïî÷òè íå ìåøàåò íàì âèäåòü ðÿäîì ñ íåé çâåçäû. Íî âû íèãäå íå íàéäåòå êàðòó çâåçäíîãî íåáà ñ íàíåñåííîé íà íåé òðàåêòîðèåé Ëóíû. Ïî÷åìó? Ïðè÷èí íåñêîëüêî. Âî-ïåðâûõ, ïîä äåéñòâèåì ïðèòÿæåíèÿ Ñîëíöà è Çåìëè (ïðè÷åì ïåðâîå èç íèõ âäâîå ñèëüíåå âòîðîãî) Ëóíà äâèæåòñÿ ïî çàìûñëîâàòîé îðáèòå, îðèåíòàöèÿ è ïëîñêîñòü êîòîðîé áûñòðî èçìåíÿþòñÿ. Ðàñ÷åò äâèæåíèÿ Ëóíû — îäíà èç ñëîæíåéøèõ çàäà÷ íåáåñíîé ìåõàíèêè. Ðàçóìååòñÿ, ñåãîäíÿ îíà ðåøåíà, íî íåò ñìûñëà ðèñîâàòü íà çâåçäíîé êàðòå îðáèòó, êîòîðàÿ ïîñòîÿííî ìåíÿåòñÿ. Åñëè èñêàòü àíàëîãèþ ñ ãåîãðàôè÷åñêèìè êàðòàìè, òî Ñîëíöå ìîæíî ñðàâíèòü ñ ïîåçäîì, à Ëóíó — ñ êîðàáëåì: íåèçìåííûé æåëåçíîäîðîæíûé ïóòü èçîáðàæåí íà êàðòå ÷åòêî, à ïóòü êîðàáëÿ äàæå ðåãóëÿðíîé ëèíèè íàìå÷åí ëèøü ïðèáëèçèòåëüíî, èáî çàâèñèò îò âåòðîâ è òå÷åíèé. Âïðî÷åì, åñòü è âòîðàÿ ïðè÷èíà, ïî êîòîðîé ïóòü Ëóíû íå íàíîñÿò íà êàðòó íåáà: Ëóíà íàñòîëüêî áëèçêà ê Çåìëå, ÷òî äëÿ æèòåëåé ðàçíûõ êîíòèíåíòîâ åå âèäèìîå ïîëîæåíèå íà íåáå çàìåòíî ðàçëè÷àåòñÿ — ýòî íàçûâàþò ýôôåêòîì ïàðàëëàêñà. Íàïðèìåð, åñëè îäèí íàáëþäàòåëü íàõîäèòñÿ â Àðêòèêå, à äðóãîé â Àíòàðêòèêå, òî äëÿ íèõ ðàçëè÷èå â âèäèìîì ïîëîæåíèè Ëóíû îòíîñèòåëüíî çâåçä äîñòèãàåò 1,5°, ò. å. òðåõ ëóííûõ äèñêîâ! Äëÿ êàæäîãî èç çåìíûõ íàáëþäàòåëåé ïîòðåáîâàëàñü áû ñâîÿ êàðòà ëóííîé òðàåêòîðèè. Èìåííî ïîýòîìó åå è íå ðèñóþò íà îáùåäîñòóïíûõ êàðòàõ çâåçäíîãî íåáà. Íóæíî ëèøü ïîìíèòü, ÷òî Ëóíà âñåãäà âèäíà íåäàëåêî îò ýêëèïòèêè, ïîñêîëüêó óäàëÿåòñÿ îò íåå òî â îäíó, òî â äðóãóþ ñòîðîíó íå áîëåå ÷åì íà 6°, à çíà÷èò, ïî÷òè íå ïîêèäàåò çîäèàêàëüíûõ ñîçâåçäèé. Ïóòè ïëàíåò íà ôîíå çâåçä

9


 òå ìîìåíòû, êîãäà Ëóíà ïåðåñåêàåò ýêëèïòèêó, îíà èíîãäà âñòðå÷àåòñÿ òàì ñ Ñîëíöåì. Ñîáñòâåííî ãîâîðÿ, ñàìî ñëîâî «ýêëèïòèêà», îáîçíà÷àþùåå âèäèìûé ãîäè÷íûé ïóòü Ñîëíöà íà íåáå, ïðîèñõîäèò îò ãðå÷åñêîãî ekleipsis — çàòìåíèå — è îòðàæàåò òîò ôàêò, ÷òî ñîëíå÷íûå è ëóííûå çàòìåíèÿ íàáëþäàþòñÿ òîëüêî ïðè ïîïàäàíèè Ëóíû íà ýòó ëèíèþ. Ñîçâåçäèÿ (äîïîëíèòåëüíûå ê çîäèàêàëüíûì), â êîòîðûõ áûâàåò Ëóíà Âîçíè÷èé Êèò Âîðîí Çìååíîñåö Îðèîí Ñåêñòàíò

Îðáèòàëüíûå ïëîñêîñòè áîëüøèõ ïëàíåò — îò Ìåðêóðèÿ äî Íåïòóíà — òîæå ëåæàò íåäàëåêî îò ïëîñêîñòè ýêëèïòèêè, ïîýòîìó è ïëàíåòû âñåãäà âèäíû ïðàêòè÷åñêè â òîé æå ïîëîñå Çîäèàêà, ÷òî è Ëóíà: ±8° îò ëèíèè ýêëèïòèêè. Òðàåêòîðèè èõ ïåðåìåùåíèÿ îòíîñèòåëüíî çâåçä âûãëÿäÿò çàìûñëîâàòî, ïîñêîëüêó ìû íàáëþäàåì äâèæóùóþñÿ ïëàíåòó ñ äâèæóùåéñÿ Çåìëè. Íî îðáèòû ïëàíåò èçâåñòíû î÷åíü òî÷íî, òàê ÷òî ðàññ÷èòàòü âèäèìóþ òðàåêòîðèþ ïëàíåòû íà ãîäû âïåðåä íåñëîæíî. Ñîçâåçäèÿ (äîïîëíèòåëüíûå ê çîäèàêàëüíûì è «ëóííûì»), â êîòîðûõ áûâàþò áîëüøèå ïëàíåòû Ìàëûé Ïåñ Ïåãàñ

×àøà Ùèò

Ãèäðà Çìåÿ

 åæåãîäíûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ êàëåíäàðÿõ òðàåêòîðèè ïëàíåò îòìå÷åíû íà êàðòàõ çâåçäíîãî íåáà. Íî åñëè ýòî íåâîçìîæíî äëÿ Ëóíû, òî ïî÷åìó âîçìîæíî äëÿ ïëàíåòû? Äà ïîòîìó, ÷òî äàæå ñîñåäíèå ïëàíåòû — Âåíåðà è Ìàðñ — íå ïðèáëèæàþòñÿ ê Çåìëå ìåíåå ÷åì íà 40 ìëí êì, à ýòî â 100 ðàç áîëüøå, ÷åì ðàññòîÿíèå äî Ëóíû. Ïîýòîìó è ïàðàëëàêñ â 100 ðàç ìåíüøå: åñëè äëÿ íàáëþäàòåëåé â Àðêòèêå è Àíòàðêòèêå äèñê Ëóíû ñìåùàåòñÿ íà 1,5°, òî ïîëîæåíèå ëþáîé ïëàíåòû ñìåñòèòñÿ íå áîëåå ÷åì íà 1¢. Äëÿ íåâîîðóæåííîãî ãëàçà ýòîò óãîë ïðàêòè÷åñêè íåçàìåòåí. Åñëè íå ïðîâîäÿòñÿ îñîáî òî÷íûå íàáëþäåíèÿ, òî ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî íà âèäèìîå ïîëîæåíèå ïëàíåò ïðè èõ íàáëþäåíèè èç ðàçíûõ òî÷åê Çåìëè ýôôåêò ïàðàëëàêñà íå âëèÿåò. Òî æå ñïðàâåäëèâî è äëÿ Ñîëíöà: äëÿ íåãî óãîë ïàðàëëàêñà íå ïðåâûøàåò 18². Ïîýòîìó è ðèñóþò òðàåêòîðèþ Ñîëíöà íà çâåçäíûõ êàðòàõ â âèäå ëèíèè ýêëèïòèêè, òîëùèíà êîòîðîé íà êàðòå çíà÷èòåëüíî áîëüøå, ÷åì ýòîò ìàëåíüêèé óãîë ïàðàëëàêñà. À òåïåðü ïîçíàêîìèìñÿ ïîáëèæå ñ ñàìîé êàðòîé çâåçäíîãî íåáà, íà ôîíå êîòîðîé ïðîèñõîäèò äâèæåíèå ïëàíåò. 10

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Èìåíà è ãðàíèöû ñîçâåçäèé û íå óäèâëÿåìñÿ, íàçûâàÿ èìåíà ãîðîäîâ è óëèö: «Ìîñêâà», «Ðîñòîâ», «óëèöà Ïðîôñîþçíàÿ», «óëèöà Øàðèêîïîäøèïíèêîâñêàÿ». Ëþäè ïîñòðîèëè ãîðîäà, ïðîëîæèëè óëèöû è äàëè èì òàêèå îðèãèíàëüíûå èìåíà. ×òîáû íå çàáëóäèòüñÿ. Íî âîò íàñòóïàåò íî÷ü — òåïëàÿ, ÿñíàÿ è áåçëóííàÿ àâãóñòîâñêàÿ íî÷ü. Ìû ñ äðóçüÿìè âûõîäèì âî äâîð è ñìîòðèì íà çâåçäíîå íåáî. Êòî-òî ðàäîñòíî âîñêëèöàåò: «À âîí òàì — Áîëüøàÿ Ìåäâåäèöà!» Ñòðîãèé ãîëîñ äîáàâëÿåò: «À íàä íåé — Ìàëàÿ». «Âèæó, âèæó! — âîñêëèöàåò æèçíåðàäîñòíûé. — À ñïðàâà îò Ìàëîé Ìåäâåäèöû áóêâà Ì íà áîêó ëåæèò — ýòî Êàññèîïåÿ». «Ïðàâèëüíî, — ïîäòâåðæäàåò ñòðîãèé è, ÷òîáû îêîí÷àòåëüíî ñðàçèòü âñåõ ñâîåé ýðóäèöèåé, äîáàâëÿåò: — À ìåæäó Áîëüøîé Ìåäâåäèöåé è Êàññèîïååé — Æèðàô». «Ïðàâäà? — óäèâëÿþòñÿ âñå, íå â ñèëàõ ðàçãëÿäåòü â óêàçàííîì ìåñòå íà áëåêëîì ãîðîäñêîì íåáå íè îäíîé çâåçäû. — À îòêóäà òû çíàåøü?»  ñàìîì äåëå — îòêóäà? Êòî ïðîâåë ãðàíèöû íà íåáåñàõ, êòî è êîãäà äàë èìåíà ïëàíåòàì, çâåçäàì è ñîçâåçäèÿì (ïîðîþ äàæå òàêèì, â êîòîðûõ è çâåçä-òî íå âèäíî!)? Ó âñåõ ëè íàðîäîâ ýòè èìåíà îäèíàêîâûå è ìîæíî ëè èõ èçìåíèòü, åñëè îíè êàæóòñÿ íàì íåáëàãîçâó÷íûìè? È ñàìîå èíòåðåñíîå — êòî èìååò ïðàâî äàâàòü èìåíà ìèëëèîíàì ïîêà åùå áåçûìÿííûõ çâåçä è ïëàíåò? Ýòè äåéñòâèòåëüíî èíòåðåñíûå âîïðîñû â ïîñëåäíèå ãîäû ñòàëè åùå è çëîáîäíåâíûìè, ïîñêîëüêó íåêîòîðûå ëîâêèå ãðàæäàíå íà÷àëè ïðîäàâàòü èìåíà çâåçä è, âîçìîæíî, ñêîðî äîáåðóòñÿ äî ïëàíåò. Çàêîííî ëè ýòî? Ïîïðîáóåì ðàçîáðàòüñÿ â íåâèäèìûõ ãðàíèöàõ íà íåáå è çàãàäî÷íûõ èìåíàõ íåáåñíûõ ñâåòèë. Äëÿ íà÷àëà óòî÷íèì, ÷òî òàêîå ñîçâåçäèå. Ðóññêîå ñëîâî «ñîçâåçäèå», âåðîÿòíî, ðîäèëîñü êàê ïåðåâîä ëàòèíñêîãî constellatio — ãðóïïà çâåçä.  äðåâíîñòè ñîçâåçäèÿìè íàçûâàëè âûðàçèòåëüíûå ãðóïïû ÿðêèõ çâåçä, êîòîðûå ïîçâîëÿëè ëþäÿì ëåã÷å çàïîìèíàòü óçîð çâåçäíîãî íåáà; îí ïîìîãàë îðèåíòèðîâàòüñÿ â ïðîñòðàíñòâå è âî âðåìåíè ïóòåøåñòâåííèêàì — ìîðñêèì è ñóõîïóòíûì, à íåêîòîðûì ïîìîãàåò è ñåãîäíÿ.  òå äàëåêèå âðåìåíà åùå íå ñóùåñòâîâàëî ñòðîãèõ ãðàíèö ìåæäó ñîñåäíèìè ñîçâåçäèÿìè. Ê òîìó æå ó êàæäîãî íàðîäà áûëè ñâîè òðàäèöèè ðàñïðåäåëåíèÿ çâåçä ïî ñîçâåçäèÿì. Ñîâðåìåííûå àñòðîíîìû íàâåëè â ýòîì äåëå ïîðÿäîê: â ïåðâîé ïîëîâèíå ÕÕ â. îíè ðàçäåëèëè âñå íåáî íà 88 ñîçâåçäèé, ïðîâåäÿ ìåæäó íèìè ñòðîãèå ãðàíèöû. Èìåíà ñîçâåçäèÿì è ÿðêèì çâåçäàì â íèõ äàëè â ñîîòâåòñòâèè ñ òðàäèöèÿìè åâðîïåéñêîé è áëèæíåâîñòî÷íîé êóëüòóð. Íà âîïðîñ, ïî÷åìó ñî-

Ì

Èìåíà è ãðàíèöû ñîçâåçäèé

11


çâåçäèé èìåííî 88, íèêòî òî÷íî îòâåòèòü íå ñìîæåò. Íî âïîëíå ïîíÿòíî, ïî÷åìó èõ íå 8 è íå 888: ïðè ìàëîì êîëè÷åñòâå ñîçâåçäèÿ áûëè áû áåñïîëåçíû äëÿ îðèåíòàöèè, ïðè ñëèøêîì áîëüøîì — ñëîæíû äëÿ çàïîìèíàíèÿ. Ìîæíî âñïîìíèòü, ÷òî â èíòåëëåêòóàëüíûõ èãðàõ (øàøêè, øàõìàòû, êàðòû) òàêæå íå áîëåå ñîòíè ýëåìåíòîâ. Íàïðèìåð, íà øàõìàòíîé äîñêå 64 êëåòêè è 32 ôèãóðû, íà øàøå÷íîé äîñêå îò 64 äî 144 êëåòîê, êîëîäà èãðàëüíûõ êàðò ñîäåðæèò îò 32 äî 54 ðàçíûõ êàðò. Âèäèìî, ýòè ÷èñëà óêàçûâàþò íà ðåñóðñû íàøåãî ìîçãà. Àñòðîíîìû íàçûâàþò ñîçâåçäèåì íå òîëüêî âûðàçèòåëüíóþ ôèãóðó èç ÿðêèõ çâåçä, íî è âåñü ó÷àñòîê íåáåñíîé ñôåðû â ïðåäåëàõ óñòàíîâëåííîé ãðàíèöû, ñî âñåìè ïðîåöèðóþùèìèñÿ íà íåãî — ñ òî÷êè çðåíèÿ çåìíîãî íàáëþäàòåëÿ — íåáåñíûìè îáúåêòàìè. Íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé è èõ ãðàíèöû áûëè óñòàíîâëåíû ðåøåíèÿìè Ìåæäóíàðîäíîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî ñîþçà (ÌÀÑ) â 1922–1935 ãã. Âïðåäü ðåøåíî áûëî ýòè ãðàíèöû è íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé ñ÷èòàòü íåèçìåííûìè. Íàäî ïîìíèòü, ÷òî ñîçâåçäèå — ýòî íå îãðàíè÷åííàÿ îáëàñòü êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà, íå «çâåçäíûé ãîðîä», à ëèøü íåêîòîðûé äèàïàçîí íàïðàâëåíèé ñ òî÷êè çðåíèÿ çåìíîãî íàáëþäàòåëÿ, êîíóñ, ïðîñòèðàþùèéñÿ îò Çåìëè äî áåñêîíå÷íîñòè. Çâåçäû, îáðàçóþùèå óçîð ñîçâåçäèÿ, ðàñïîëîæåíû îò íàñ íà ðàçíûõ ðàññòîÿíèÿõ, è ëèøü â ïðîåêöèè ýòà êàðòèíà ïðåäñòàâëÿåòñÿ íàì êàê íå÷òî öåëüíîå. Ïîýòîìó áåññìûñëåííîé ÿâëÿåòñÿ ôðàçà: «Êîñìè÷åñêèé êîðàáëü ïîëåòåë â ñîçâåçäèå Ïåãàñà». Âåðíî áóäåò ñêàçàòü: «Êîñìè÷åñêèé êîðàáëü ïîëåòåë â íàïðàâëåíèè ñîçâåçäèÿ Ïåãàñ». Âèäèìàÿ ïëîùàäü ñîçâåçäèÿ îïðåäåëÿåòñÿ òåëåñíûì óãëîì, êîòîðûé îíî çàíèìàåò íà íåáå. Îáû÷íî ýòó ïëîùàäü óêàçûâàþò â êâàäðàòíûõ ãðàäóñàõ. Äëÿ íåàñòðîíîìîâ òàêàÿ åäèíèöà íåïðèâû÷íà. ×òîáû ñäåëàòü åå íàãëÿäíîé, íóæíî âûòÿíóòü âïåðåä ðóêó ñ ïîäíÿòûì óêàçàòåëüíûì ïàëüöåì: åãî íîãîòü êàê ðàç ïîêðîåò íà íåáå ïëîùàäêó ïðèìåðíî â 1 êâàäðàòíûé ãðàäóñ (ëèíåéíûé ðàçìåð íîãòÿ 1 ñì ´ 1 ñì, à åãî ðàññòîÿíèå îò ãëàçà ñîñòàâëÿåò îêîëî 57 ñì, ïîýòîìó óãëîâîé ðàçìåð íîãòÿ — ïðèìåðíî 1°´1°). Äèñêè Ëóíû èëè Ñîëíöà çàíèìàþò íà íåáå ïëîùàäü îêîëî 0,2 êâ. ãðàäóñà, à ïëîùàäü âñåé íåáåñíîé ñôåðû ñîñòàâëÿåò îêîëî 41 253 êâ. ãðàäóñîâ. Èìåííî òàêóþ ïëîùàäü ïîêðûâàþò â ñóììå âñå 88 ñîçâåçäèé; îíè öåëèêîì çàíèìàþò íåáî, ñâîáîäíûõ ìåñò ìåæäó íèìè íåò.  ñðåäíåì íà îäíî ñîçâåçäèå ïðèõîäèòñÿ ïëîùàäü îêîëî 470 êâ. ãðàäóñîâ, èëè 2344 ëóííûõ äèñêîâ. Íî ïëîùàäè ðåàëüíûõ ñîçâåçäèé ñèëüíî ðàçëè÷àþòñÿ. Ñàìîå áîëüøîå èç íèõ, Ãèäðà, íå îòëè÷àåòñÿ ïîïóëÿðíîñòüþ äàæå ñðåäè ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè, õîòÿ åãî ïëîùàäü íà íåáå ïî÷òè â 20 ðàç áîëüøå, ÷åì ñàìîãî ìàëåíü12

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


êoãî, íî øèðîêî èçâåñòíîãî ñîçâåçäèÿ Þæíûé Êðåñò. Ïîïóëÿðíîñòü ñîçâåçäèÿ îïðåäåëÿåòñÿ íå åãî ïëîùàäüþ, à êîëè÷åñòâîì â íåì ÿðêèõ çâåçä è èíòåðåñíûõ îáúåêòîâ. Âïðî÷åì, äàæå íà ìàëåíüêîé òåððèòîðèè Þæíîãî Êðåñòà ëåãêî ðàçìåñòèëèñü áû îêîëî òðåõ ñîòåí ïîëíûõ ëóííûõ äèñêîâ!  òàáë. 1 ãëàâû 9 ïðèâåäåíû îñíîâíûå äàííûå î ñîçâåçäèÿõ, ðàñïîëîæåííûõ â àëôàâèòíîì ïîðÿäêå èõ ðóññêèõ íàçâàíèé. Íóæíî ïðèçíàòü, ÷òî íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé äîâîëüíî êóðüåçíû è ïðàêòè÷åñêè áåññèñòåìíû.  ýòîì ñìûñëå àñòðîíîìè÷åñêèå ñîçâåçäèÿ ñðîäíè õèìè÷åñêèì ýëåìåíòàì, íàçâàíèÿ ìíîãèõ èç êîòîðûõ âîçíèêëè â äðåâíîñòè è ñîõðàíÿþòñÿ â ñèëó èñòîðè÷åñêîé òðàäèöèè. Âåðîÿòíî, íîìåíêëàòóðó ýëåìåíòîâ ìîæíî áûëî áû èñêóññòâåííî ôîðìàëèçîâàòü êàêèì-ëèáî ñïîñîáîì, îäíàêî ñëîæèâøèåñÿ íàçâàíèÿ æèâû è íå ñîáèðàþòñÿ óõîäèòü ñî ñöåíû; òî æå è ñ ñîçâåçäèÿìè. Âïðî÷åì, â íàó÷íûõ ðàáîòàõ íàöèîíàëüíûå íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé ïî÷òè íå óïîòðåáëÿþòñÿ: âìåñòî íèõ îáû÷íî èñïîëüçóþò ëàòèíñêîå íàçâàíèå ñîçâåçäèÿ ëèáî åãî êðàòêîå òðåõáóêâåííîå îáîçíà÷åíèå. À â ïîñëåäíåå âðåìÿ ó÷åíûå âîîáùå ñòàðàþòñÿ íå óïîìèíàòü ñîçâåçäèÿ â îáîçíà÷åíèÿõ îáúåêòîâ, èñïîëüçóÿ âìåñòî ýòîãî êîîðäèíàòû îáúåêòà êàê ÷àñòü åãî èìåíè. Åùå Äæîí Ãåðøåëü ãîâîðèë î íåñêëàäíûõ ôèãóðàõ íà íåáåñíûõ êàðòàõ è îòìå÷àë, ÷òî «àñòðîíîìû ìàëî èëè âîâñå íå îáðàùàþò íà íèõ âíèìàíèÿ, à ïîëüçóþòñÿ èìè òîëüêî äëÿ íàçâàíèÿ çàìå÷àòåëüíûõ çâåçä, îáîçíà÷àÿ èõ áóêâàìè ãðå÷åñêîé àçáóêè» (Herschel J. Outlines of Astronomy. 1875, ñ. 195). Óâåðåí, ÷òî ìàëî êòî èç àñòðîíîìîâ ñìîã áû âñïîìíèòü âñå 88 èìåí ñîçâåçäèé è óæ òåì áîëåå óêàçàòü áåç êàðòû èõ ãðàíèöû. Íåðåäêî àñòðîíîìû-ëþáèòåëè îðèåíòèðóþòñÿ â ñîçâåçäèÿõ ëó÷øå ïðîôåññèîíàëüíûõ ó÷åíûõ. Äëÿ ëþáèòåëåé íåáà èíòåðåñ ê ñîçâåçäèþ îïðåäåëÿåòñÿ íå åãî ðàçìåðîì, à ôèãóðîé, êîòîðóþ ìîæíî ñîñòàâèòü èç ÿðêèõ çâåçä. Ýòè õàðàêòåðíûå ôèãóðû íàçûâàþò àñòåðèçìàìè. «Àñòåðèçì» — äðåâíèé òåðìèí; â íà÷àëå XVII â. îí åùå áûë â õîäó è îçíà÷àë «ñîçâåçäèå», íî ïîçæå â ýòîì çíà÷åíèè åãî ïîòåñíèë òåðìèí «constellatio», è àñòåðèçìàìè ñòàëè íàçûâàòü, êàê ïðàâèëî, áîëåå ìåëêèå ãðóïïû çâåçä — ÷àñòè ñîçâåçäèé, ôèãóðû èç ÿðêèõ çâåçä. Âñåì èçâåñòíûé àñòåðèçì — Êîâø Áîëüøîé Ìåäâåäèöû. Ìíîãèì çíàêîìû òàêæå Ïîÿñ Îðèîíà, «áóêâà Ì» â Êàññèîïåå, Ëåòíèé òðåóãîëüíèê — Âåãà, Äåíåá, Àëüòàèð. Íåêîòîðûå àñòåðèçìû ñîñòîÿò èç òóñêëûõ çâåçä, íàïðèìåð Ïëåÿäû â ñîçâåçäèè Òåëåö. Åñëè ÿðêèõ çâåçä â ñîçâåçäèè íåò èëè îíè íå îáðàçóþò ÷åòêîãî ðèñóíêà, òî òàêîå ñîçâåçäèå íå ïðèâëåêàåò âíèìàíèÿ ïóáëèêè. Èìåíà è ãðàíèöû ñîçâåçäèé

13


 ïîñëåäíåé êîëîíêå òàáë. 1 ãëàâû 9 äëÿ êàæäîãî ñîçâåçäèÿ ïðèâåäåíî ïîëíîå ÷èñëî çâåçä, âèäèìûõ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì, òî÷íåå, êîëè÷åñòâî çâåçä äî 5,5 çâåçäíîé âåëè÷èíû. Íàø ãëàç ïðè 100-ïðîöåíòíîì çðåíèè â èäåàëüíûõ óñëîâèÿõ (ÿñíàÿ áåçëóííàÿ íî÷ü â ñòåïè èëè â ãîðàõ) ðàçëè÷àåò çâåçäû øåñòîé âåëè÷èíû (6m). Íî èäåàëüíûå óñëîâèÿ áûâàþò ðåäêî. Èìåííî ïîýòîìó ìû âûáðàëè äëÿ ïðåäåëüíî ñëàáûõ çâåçä â ñîçâåçäèÿõ áëåñê â 5,5m: ýòî ñîîòâåòñòâóåò ðåàëüíîé ãðàíèöå âèäèìîñòè â îáû÷íûõ óñëîâèÿõ. Íà âñåì íåáå 3 047 çâåçä èìåþò áëåñê ÿð÷å ýòîé ãðàíèöû; èìåííî îíè, êàê ïðàâèëî, äîñòóïíû íàøåìó íå âîîðóæåííîìó îïòè÷åñêèìè ïðèáîðàìè ãëàçó. Íàáëþäàÿ íà îòêðûòîì ìåñòå, ìû âèäèì ïîëîâèíó íåáåñíîé ñôåðû, ñîäåðæàùóþ îêîëî 1500 äîñòóïíûõ ãëàçó çâåçä. À åñëè ó÷åñòü, ÷òî ó ãîðèçîíòà ïðîçðà÷íîñòü âîçäóõà ìàëà è âñåãäà ïðèñóòñòâóþò ïîñòîðîííèå îáúåêòû — äåðåâüÿ, ñîïêè, äîìà, îáëàêà, — òî âûõîäèò, ÷òî äàæå â ÿñíóþ áåçëóííóþ íî÷ü ìû âèäèì íà íåáå îêîëî 1000 çâåçä. Ïîëíàÿ Ëóíà è ãîðîäñêèå îãíè ñóùåñòâåííî ñíèæàþò ýòî ÷èñëî. Çàòî â óñëîâèÿõ âûñîêîãîðüÿ íåáî ñòàíîâèòñÿ çíà÷èòåëüíî áîëåå çâåçäíûì. Åñëè æå ãîâîðèòü î äåéñòâèòåëüíî ÿðêèõ çâåçäàõ, ñêàæåì, äî 2,5m, òî íà íåáîñâîäå èõ âñåãî 88 — â ñðåäíåì ïî îäíîé íà êàæäîå ñîçâåçäèå. À ïîñêîëüêó â íåêîòîðûõ ñîçâåçäèÿõ îêàçàëîñü äîâîëüíî ìíîãî ÿðêèõ çâåçä (â Áîëüøîé Ìåäâåäèöå èõ 6, à â Îðèîíå — 7!), òî áîëüøèíñòâó ñîçâåçäèé âîîáùå íå äîñòàëîñü ëåãêî çàìåòíûõ ñâåòèë. Íåêîòîðûå ñîçâåçäèÿ òàê áåäíû çâåçäàìè, ÷òî èõ ñ ïîëíûì îñíîâàíèåì ìîæíî ñ÷èòàòü íåâèäèìêàìè çâåçäíîãî íåáà. Íàïðèìåð, ñîçâåçäèå Ìèêðîñêîï íå ñîäåðæèò çâåçä ÿð÷å 4,7m, à â ñîçâåçäèè Ñòîëîâàÿ Ãîðà âñå çâåçäû ñëàáåå 5m. Äëÿ íàøèõ ãëàç, óñòàâøèõ îò êîìïüþòåðà è êíèã, ýòè îáëàñòè âûãëÿäÿò ïðàêòè÷åñêè ïóñòûìè. Ïîíÿòíî, îò÷åãî ýòèì ìîëîäûì ñîçâåçäèÿì, âûäåëåííûì íà íåáå ëèøü â XVIII â., äàëè òàêèå ãîâîðÿùèå íàçâàíèÿ: â Ìèêðîñêîïå òðóäíî ÷òî-ëèáî ðàçãëÿäåòü áåç îïòè÷åñêîãî ïðèáîðà, à Ñòîëîâàÿ Ãîðà íàçâàíà â ÷åñòü âåñüìà òåìíîé Ñòîëîâîé ãîðû, ðàñïîëîæåííîé íà ìûñå Äîáðîé Íàäåæäû, ê þãó îò Êåéïòàóíà. Êðîìå çâåçä, â ñîçâåçäèè ìîãóò áûòü âèäíû è î÷åíü äàëåêèå ãàëàêòèêè, è áëèçêèå îáúåêòû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû — âñå îíè â ìîìåíò íàáëþäåíèÿ îòíîñÿòñÿ ê äàííîìó ñîçâåçäèþ. Ñî âðåìåíåì íåáåñíûå îáúåêòû ìîãóò ïåðåìåùàòüñÿ èç îäíîãî ñîçâåçäèÿ â äðóãîå. Áûñòðåå âñåãî ýòî ïðîèñõîäèò ñ áëèçêèìè è áûñòðî äâèæóùèìèñÿ îáúåêòàìè: Ëóíà ïðîâîäèò â îäíîì ñîçâåçäèè íå áîëåå äâóõ-òðåõ ñóòîê, ïëàíåòû — îò íåñêîëüêèõ äíåé äî íåñêîëüêèõ ëåò, è äàæå íåêîòîðûå áëèçêèå çâåçäû çà ïîñëåäíåå ñòîëåòèå íå ðàç ïåðåñåêàëè ãðàíèöû ñîçâåçäèé. 14

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Ñîâðåìåííûå âûñîêîòî÷íûå ñèñòåìû íåáåñíûõ êîîðäèíàò ïîçâîëÿþò èññëåäîâàòåëÿì îðèåíòèðîâàòüñÿ ñðåäè çâåçä è ãàëàêòèê êóäà òî÷íåå, ÷åì ýòî áûëî äîñòóïíî íàáëþäàòåëÿì äðåâíîñòè. È âñå æå, ïîäîáíî øòóðìàíàì ìîðñêèõ è âîçäóøíûõ ñóäîâ, èñïîëüçóþùèì GPS, íî íå çàáûâàþùèì è çâåçäíûå îðèåíòèðû, àñòðîíîìû äåðæàò â óìå ñòàðèííûå èìåíà «íåáåñíûõ ïðîâèíöèé», ïîñêîëüêó ýòî ìîæåò ïîìî÷ü ñâåðèòü ïîâåäåíèå èçó÷àåìûõ ñåãîäíÿ Ðèñ. 1.1. Íåîëèòè÷åñêàÿ «êàðòà» çâåçäíîãî íåáà, âêëþ÷àþùàÿ èçîáðàæåíèå Ïëåÿä, èçãîòîâëåííàÿ îáúåêòîâ ñ äðåâíèìè çàïèñÿìè èç áðîíçû ñ çîëîòûìè íàêëàäêàìè. Íàéäåíà â Ãåðî íèõ, õðàíÿùèìèñÿ â íàó÷íûõ ìàíèè, áëèç ã. Íåáðà, â 1999 ã. àðõèâàõ. Êîñìîñ æèâåò íåòîðîïëèâî, è ÷åì äðåâíå2å ñâåäåíèÿ, òåì îíè öåííåå. Ïðåäñòàâëåíèÿ ëþäåé î çâåçäíîì íåáå, áûòîâàâøèå åùå äî ïîÿâëåíèÿ ïèñüìåííîñòè, îñòàëèñü â ìàòåðèàëüíûõ ïàìÿòíèêàõ êóëüòóðû — ðîñïèñè êåðàìèêè, ðåçüáå ïî êàìíþ è êîñòè. Àðõåîëîãè è àñòðîíîìû âûÿñíèëè, ÷òî íàèáîëåå äðåâíèå àñòåðèçìû ÷åëîâåê âûäåëèë íà íåáå åùå â êàìåííîì âåêå, áîëåå 15 òûñÿ÷åëåòèé íàçàä. Íåêîòîðûå èññëåäîâàòåëè ñ÷èòàþò, ÷òî ïåðâûå èçîáðàæåíèÿ íåáà ïîÿâèëèñü îäíîâðåìåííî ñ ðîæäåíèåì ïåðâûõ îáðàçöîâ íàñêàëüíîé æèâîïèñè. Æèçíåííî âàæíóþ ðîëü äëÿ äðåâíåãî ÷åëîâåêà èãðàëè äâà ñâåòèëà — Ñîëíöå è Ëóíà. Íàáëþäàÿ çà èõ äâèæåíèåì, ëþäè çàìåòèëè, ÷òî äíåâíîé ïóòü Ñîëíöà çàâèñèò îò ñåçîíà: äâèãàÿñü ñ âîñòîêà íà çàïàä, Ñîëíöå âåñíîé äåíü îòî äíÿ âñå ñèëüíåå ïîäíèìàåòñÿ ê ñåâåðó, à îñåíüþ îïóñêàåòñÿ ê þãó. Îêàçàëîñü, ÷òî Ëóíà è ÿðêèå «ïîäâèæíûå» çâåçäû, êîòîðûå ïîçæå ãðåêè íàçâàëè ïëàíåòàìè, äâèæóòñÿ ñðåäè çâåçä ïðèìåðíî ïî òîìó æå ïóòè, ÷òî è Ñîëíöå. È åùå ëþäè çàìåòèëè, ÷òî â ðàçíûå ñåçîíû ãîäà ðàçëè÷íûå, íî âïîëíå îïðåäåëåííûå çâåçäû âîñõîäÿò íåçàäîëãî äî íàñòóïëåíèÿ óòðà, à äðóãèå çâåçäû çàõîäÿò ñðàçó ïîñëå çàõîäà Ñîëíöà. Äëÿ ïàñòóõîâ è çåìëåäåëüöåâ ýòî ñòàëî óäîáíûì ìåòîäîì ñåçîííîãî ïðîãíîçà. ×òîáû çàïîìíèòü äâèæåíèå Ñîëíöà, Ëóíû è ïëàíåò, îíè îòìå÷àëè âàæíåéøèå çâåçäû, ëåæàùèå íà èõ ïóòè. Ïîçæå, ñîçäàâ ñåáå áîãîâ, îíè îòîæäåñòâèëè íåêîòîðûõ èç íèõ ñî çâåçäàìè íà íåáå. Äðåâíèå øóìåðû, æèâøèå íà Áëèæíåì Âîñòîêå Èìåíà è ãðàíèöû ñîçâåçäèé

15


5000 ëåò íàçàä, äàëè íàçâàíèÿ ìíîãèì èçâåñòíûì ñîçâåçäèÿì, îñîáåííî â Çîäèàêå — îáëàñòè íåáà, ÷åðåç êîòîðóþ ïðîõîäÿò ïóòè Ñîëíöà, Ëóíû è ïëàíåò. Ïîõîæèå ãðóïïû çâåçä âûäåëÿëè æèòåëè äîëèíû Òèãðà è Åâôðàòà, Ôèíèêèè, Ãðåöèè è äðóãèõ ÷àñòåé Âîñòî÷íîãî Ñðåäèçåìíîìîðüÿ. Çîäèàêîì (ãðå÷. zo$diacos cyclos — çâåðèíûé êðóã) ýòó îáëàñòü íàçûâàþò ïîòîìó, ÷òî ìíîãèå ñîçâåçäèÿ â íåé íîñÿò «æèâîòíûå» èìåíà: Ëåâ, Òåëåö, Ñêîðïèîí, Ðûáû, Ðàê. Èñòîðè÷åñêèå èìåíà çâåçä è ñîçâåçäèé — ïàìÿòíèêè äðåâíåé êóëüòóðû ÷åëîâåêà, åãî ìèôîâ, åãî ïåðâîãî èíòåðåñà ê çâåçäàì, ïîýòîìó íàèáîëüøèé èíòåðåñ ê íèì ïðîÿâëÿþò ñåé÷àñ èñòîðèêè íàóêè è êóëüòóðû, êîòîðûì ýòè «íà÷åðòàííûå íà íåáåñàõ ñëîâà» ïîìîãàþò ïîíÿòü îáðàç æèçíè è ìûøëåíèÿ äðåâíèõ ëþäåé. Ìíîãèì èçâåñòíûì ñîçâåçäèÿì íàçâàíèÿ äàíû â ÷åñòü ìèôè÷åñêèõ ïåðñîíàæåé: Àíäðîìåäà, Êàññèîïåÿ, Ïåðñåé è ò. ï. Íåðåäêî ýòî æèâîòíûå, òàêæå âîøåäøèå â ìèôû, — Ëåâ, Äðàêîí, Áîëüøàÿ Ìåäâåäèöà è ò. ï. Ïîïàëè íà íåáî ïðèìå÷àòåëüíûå îáúåêòû äðåâíîñòè è ñîâðåìåííîñòè — Âåñû, Æåðòâåííèê, Êîìïàñ, Òåëåñêîï, Ìèêðîñêîï… Èìåíà íåêîòîðûõ ñîçâåçäèé ïðîñòî îáîçíà÷àþò ôèãóðó, îáðàçîâàííóþ ÿðêèìè çâåçäàìè, — Òðåóãîëüíèê, Ñòðåëà, Þæíûé Êðåñò è ò. ï. ×àñòî îäíà èëè íåñêîëüêî ÿð÷àéøèõ çâåçä â ñîçâåçäèè èìåþò ñîáñòâåííûå èìåíà: Ñèðèóñ â ñîçâåçäèè Áîëüøîé Ïåñ, Âåãà â ñîçâåçäèè Ëèðà, Êàïåëëà â ñîçâåçäèè Âîçíè÷èé è äð. Íàçâàíèÿ çâåçä, êàê ïðàâèëî, ñâÿçàíû ñ íàçâàíèåì ñàìîãî ñîçâåçäèÿ, íàïðèìåð, îáîçíà÷àþò ÷àñòè òåëà ìèôè÷åñêîãî ïåðñîíàæà èëè æèâîòíîãî. Êàíîíè÷åñêèìè ñ÷èòàþòñÿ ëàòèíñêèå íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé: èìè ïîëüçóþòñÿ àñòðîíîìû âñåõ ñòðàí â ñâîåé íàó÷íîé ïðàêòèêå. Íî â êàæäîé ñòðàíå ýòè íàçâàíèÿ îáû÷íî ïåðåâîäÿò íà ñîáñòâåííûé ÿçûê. Èíîãäà ýòè ïåðåâîäû íåáåññïîðíû. Íàïðèìåð, â ðóññêîì ÿçûêå íåò åäèíîé òðàäèöèè íàçâàíèÿ ñîçâåçäèÿ Centaurus: åãî ïåðåâîäÿò êàê Öåíòàâð èëè êàê Êåíòàâð (ñ òî÷êè çðåíèÿ åäèíîîáðàçèÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ è ëèòåðàòóðíûõ òåêñòîâ ïðåäïî÷òèòåëüíåå âûãëÿäèò Êåíòàâð). Ñ ãîäàìè ìåíÿëàñü òðàäèöèÿ ïåðåâîäà íàçâàíèé òàêèõ ñîçâåçäèé, êàê Cepheus (Êåôåé, Öåôåé), Coma Berenices (Âîëîñû Âåðîíèêè, Âîëîñû Áåðåíèêè), Canes Venatici (Áîðçûå Ñîáàêè, Ãîí÷èå Ñîáàêè, Ãîí÷èå Ïñû). Ïîýòîìó â êíèãàõ ðàçíûõ ëåò è ðàçíûõ àâòîðîâ íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé ìîãóò íåìíîãî ðàçëè÷àòüñÿ. Íà îñíîâå ëàòèíñêèõ íàèìåíîâàíèé ñîçâåçäèé äëÿ íèõ áûëè ïðèíÿòû è ñîêðàùåííûå òðåõáóêâåííûå îáîçíà÷åíèÿ: Lyr äëÿ Lyra, UMa äëÿ Ursa Major è ò. ï. (ñì. òàáë. 1 ãëàâû 9). Îáû÷íî èõ èñïîëüçóþò ïðè óêàçàíèè çâåçä â ýòèõ ñîçâåçäèÿõ: íàïðèìåð, çâåçäà Âåãà, ÿð÷àéøàÿ 16

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


â ñîçâåçäèè Ëèðû, îáîçíà÷àåòñÿ êàê a Lyrae (ðîäèòåëüíûé ïàäåæ îò Lyra) èëè êðàòêî — a Lyr, Ñèðèóñ — a CMa, Àëãîëü — b Per, Àëüêîð — 80 UMa è ò. ä. Êðîìå îôèöèàëüíî óòâåðæäåííûõ íàçâàíèé, â êàæäîé ñòðàíå ñóùåñòâóþò è ñâîè ñîáñòâåííûå, íàðîäíûå íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé. Îáû÷íî ýòî äàæå íå ñîçâåçäèÿ, à àñòåðèçìû — âûðàçèòåëüíûå ãðóïïû ÿðêèõ çâåçä. Íàïðèìåð, íà Ðóñè ñåìü ÿðêèõ çâåçä â ñîçâåçäèè Áîëüøàÿ Ìåäâåäèöà â ñòàðèíó íàçûâàëè «Êîâø», «Òåëåãà», «Ëîñü», «Êîðîìûñëî» è ò. ä.  ñîçâåçäèè Îðèîí âûäåëÿëèñü Ïîÿñ è Ìå÷ ïîä íàçâàíèÿìè «Òðè Öàðÿ», «Àðøèí÷èê», «Êè÷èãè», «Ãðàáëè». Çâåçäíîå ñêîïëåíèå Ïëåÿäû, íå âûäåëåííîå àñòðîíîìàìè â îòäåëüíîå ñîçâåçäèå, òåì íå ìåíåå ó ìíîãèõ íàðîäîâ èìåëî ñîáñòâåííîå èìÿ; íà Ðóñè åãî çîâóò «Ñòîæàðû», «Ðåøåòî», «Óëåé», «Ëàïîòü», «Ãíåçäî» (èëè «Óòèíîå ãíåçäî») è ò. ï.

Âèäèìîñòü ñîçâåçäèé è ïëàíåò èñóíîê ñîçâåçäèé íà íåáå ñîõðàíÿåòñÿ òûñÿ÷åëåòèÿìè, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî çâåçäû õàîòè÷åñêè äâèæóòñÿ â ïðîñòðàíñòâå ñî ñêîðîñòÿìè äåñÿòêè êèëîìåòðîâ â ñåêóíäó. Íî ðàññòîÿíèÿ äî çâåçä òàê âåëèêè, ÷òî çàìåòèòü ãëàçîì âçàèìíîå ïåðåìåùåíèå çâåçä íåâîçìîæíî äàæå íà ïðîòÿæåíèè òûñÿ÷åëåòèé. Òåì íå ìåíåå êàðòèíà ñîçâåçäèé, äîñòóïíûõ æèòåëÿì ðàçíûõ îáëàñòåé Çåìëè, çàìåòíî ìåíÿåòñÿ îò ýïîõè ê ýïîõå.  ýòîì ïîâèííî äâèæåíèå ñàìîé Çåìëè. Íàïîìíþ, êàê îíî ïðîèñõîäèò. Çåìëÿ âðàùàåòñÿ âîêðóã ñîáñòâåííîé îñè è îáðàùàåòñÿ ïî îðáèòå âîêðóã Ñîëíöà. Ýêëèïòèêà — ýòî îòðàæåííàÿ íà íåáåñíîé ñôåðå ïëîñêîñòü îðáèòû Çåìëè â åå äâèæåíèè âîêðóã Ñîëíöà. Âòîðîå äâèæåíèå Çåìëè — ñóòî÷íîå âðàùåíèå âîêðóã îñè — îïðåäåëÿåò äðóãóþ âàæíåéøóþ ëèíèþ — íåáåñíûé ýêâàòîð (îòðàæåíèå çåìíîãî ýêâàòîðà). Ýòè äâà íåáåñíûõ êðóãà ïåðåñåêàþòñÿ ïîä óãëîì 23° 26¢: ïîä òàêèì óãëîì íàêëîíåíà îñü âðàùåíèÿ Çåìëè ê åå îðáèòàëüíîé îñè. Ýòîò íàêëîí îïðåäåëÿåò ñìåíó ñåçîíîâ: ïîëãîäà ÷óòü áîëüøå ñîëíå÷íîãî òåïëà ïîëó÷àåò Ñåâåðíîå ïîëóøàðèå Çåìëè, âòîðûå ïîëãîäà — Þæíîå. Áóäü ýòîò óãîë áîëüøå, íàøå ëåòî áûëî áû æàð÷å, à çèìà õîëîäíåå. Äëÿ íàñ, æèòåëåé ñðåäíåé ïîëîñû, íàêëîí çåìíîé îñè ïðîÿâëÿåòñÿ â òîì, ÷òî çèìîé Ñîëíöå îïóñêàåòñÿ ïîä íåáåñíûé ýêâàòîð è õîäèò äíåì íèçêî ó ãîðèçîíòà, à ëåòîì, ïîäíèìàÿñü âûøå ýêâàòîðà (ìàêñèìóì íà òå æå 23,4°), ðàíî âîñõîäèò, ïîçäíî çàõîäèò, à â ïîëäåíü ïîäíèìàåòñÿ ïî÷òè â çåíèò. Îñåíüþ è âåñíîé — â äíè ðàâíîäåíñòâèé — Ñîëíöå ïåðåñåêàåò íåáåñíûé ýêâàòîð â òî÷êàõ, êîòîðûå òàê è íàçûâàþò:

Ð

Âèäèìîñòü ñîçâåçäèé è ïëàíåò

17


Ðèñ. 1.2. Íàêëîí îñè âðàùåíèÿ Çåìëè ê ïëîñêîñòè åå îðáèòû ñëóæèò ïðè÷èíîé ñìåíû âðåìåí ãîäà.

òî÷êà îñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ è òî÷êà âåñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ. Ýòî è åñòü òî÷êè ïåðåñå÷åíèÿ íåáåñíîãî ýêâàòîðà è ýêëèïòèêè, ñ êîòîðûìè ñâÿçàíû âàæíåéøèå ñèñòåìû íåáåñíûõ êîîðäèíàò. Ëåãêî ïîíÿòü, ÷òî íå êàæäîìó æèòåëþ Çåìëè äîñòóïíû äëÿ íàáëþäåíèÿ âñå 88 ñîçâåçäèé íàøåãî íåáà. Ðàññìîòðèì ïðåäåëüíûå ñëó÷àè. Íàáëþäàòåëü íà Ñåâåðíîì ïîëþñå êàæäóþ áåçîáëà÷íóþ íî÷ü ìîæåò âèäåòü âñå ñîçâåçäèÿ ñåâåðíîé ïîëóñôåðû íåáà, íî òîëüêî èõ; þæíûå ñîçâåçäèÿ îí íèêîãäà íå óâèäèò — äëÿ íåãî îíè âñåãäà ïîä ãîðèçîíòîì. À íàáëþäàòåëü íà Þæíîì ïîëþñå ìîæåò âèäåòü òîëüêî þæíûå ñîçâåçäèÿ. Ýòèõ íàáëþäàòåëåé ìîæíî óïîäîáèòü äâóì ïàññàæèðàì àâòîáóñà, ñèäÿùèì ó ïðîòèâîïîëîæíûõ îêîí: êàæäûé âèäèò òîëüêî ñâîþ ñòîðîíó óëèöû. Çàòî íàáëþäàòåëü íà ýêâàòîðå, êàê âîäèòåëü àâòîáóñà, ìîæåò â òå÷åíèå ãîäà óâèäåòü âñå óãîëêè çâåçäíîãî íåáà (â òå÷åíèå ñóòîê ýòîãî ñäåëàòü íå óäàñòñÿ, ïîñêîëüêó ìåøàåò Ñîëíöå). Ñîîòâåòñòâåííî, â ñðåäíèõ øèðîòàõ Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ äîñòóïíû äëÿ íàáëþäåíèÿ âñå ñåâåðíûå è òîëüêî ÷àñòü þæíûõ ñîçâåçäèé.  Þæíîì ïîëóøàðèè — íàîáîðîò. Òåïåðü ïðåäñòàâèì ñåáå, ÷òî çåìíàÿ îñü íåìíîãî èçìåíèëà ñâîþ îðèåíòàöèþ. Äëÿ íàáëþäàòåëåé íà Ñåâåðíîì è Þæíîì ïîëþñàõ — òî 18

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


åñòü äëÿ «ïàññàæèðîâ», ñèäÿùèõ ó ïðîòèâîïîëîæíûõ «îêîí», — ýòîò ìàíåâð ðàâíîöåíåí ïîâîðîòó àâòîáóñà; â ðåçóëüòàòå íaáëþäàòåëÿì ñòàíîâÿòñÿ âèäíû èíûå ÷àñòè íåáà, íî âñå ðàâíî êàæäîìó èç íèõ îñòàåòñÿ äîñ òóïíîé ëèøü ïîëîâèíà íåáîñâîäà. Äëÿ íàáëþäàòåëÿ íà ýêâàòîðå íè÷åãî íå èçìåíèëîñü: â òå÷åíèå ãîäà îí âñå ðàâíî óâèäèò âñå óãîëêè íåáà, òîëüêî â íåñêîëüêî èíîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè. À äëÿ æèòåëÿ ñðåäíåé ïîëî ñû ñèòóàöèÿ èçìåíèëàñü ÷àñòè÷ íî: íåêîòîðûå çâåçäû ñòàíîâÿòñÿ åìó íåäîñòóïíû, çàòî ðàíåå íå íàáëþäàâøèåñÿ çâåçäû îí íàÐèñ. 1.3. Ïðåöåññèÿ çåìíîé îñè. ÷èíàåò âèäåòü. Íî ê ÷åìó âåñü ýòîò ìûñëåííûé ýêñïåðèìåíò? Ðàçâå îñü âðàùåíèÿ Çåìëè ìîæåò èçìåíèòü ñâîþ îðèåíòàöèþ? Äà, ìîæåò, è äåëàåò ýòî ïîñòîÿííî, õîòÿ è íå î÷åíü áûñòðî. Äâèæåíèå Çåìëè ìîæíî óïîäîáèòü âðàùåíèþ âîë÷êà íà ïîëó: îí áûñòðî êðóòèòñÿ âîêðóã îñè è ìåäëåííî ïîêà÷èâàåòñÿ íà îñòðèå, îïèñûâàÿ îñüþ êîíóñ. Ýòî ïîêà÷èâàíèå âûçâàíî ïðèòÿæåíèåì âîë÷êà ê Çåìëå. Ñàìà Çåìëÿ — òîæå ñâîåîáðàçíûé âîë÷îê: îíà èñïûòûâàåò ïðèòÿæåíèå ñî ñòîðîíû Ëóíû è Ñîëíöà. Ïîä èõ ãðàâèòàöèîííûì âëèÿíèåì çåìíàÿ îñü ñîâåðøàåò ìåäëåííîå êîíóñîîáðàçíîå äâèæåíèå. Îäèí ïîëíûé îáîðîò ïî êîíóñó ñ ðàñòâîðîì â 23,5° îñü Çåìëè çàâåðøàåò çà 25 770 ëåò. Ñîîòâåòñòâóþùåå êîëåáàíèå ñîâåðøàåò ïëîñêîñòü çåìíîãî ýêâàòîðà è åå ïðîäîëæåíèå — íåáåñíûé ýêâàòîð. Ýêëèïòèêà æå, êàê îòðàæåíèå ïëîñêîñòè çåìíîé îðáèòû, îñòàåòñÿ ïðàêòè÷åñêè íåïîäâèæíîé, ïîýòîìó òî÷êè åå ïåðåñå÷åíèÿ ñ ýêâàòîðîì íà íåáå — òî÷êè âåñåííåãî è îñåííåãî ðàâíîäåíñòâèé — ïåðåìåùàþòñÿ ïî ýêëèïòèêå âìåñòå ñ äâèæóùèìñÿ ýêâàòîðîì ñ âîñòîêà íà çàïàä, íàâñòðå÷ó ãîäè÷íîìó äâèæåíèþ Ñîëíöà. Ýòî ÿâëåíèå íàçûâàþò ïðåöåññèåé (ëàò. praecessio ïðåäøåñòâîâàíèå), ò. å. ïðåäâàðåíèåì ðàâíîäåíñòâèÿ. Ïðîèñõîäèò îíî íå ñîâñåì ðàâíîìåðíî: íà íåãî íàêëàäûâàþòñÿ íåáîëüøèå êîëåáàíèÿ — íóòàöèÿ, âûçâàííûå òåì, ÷òî ñ ïåðèîäîì 18,6 ãîäà «ïîêà÷èâàåòñÿ» îðáèòà Ëóíû, à Ëóíà — ãëàâíûé âèíîâíèê ïðåöåññèè çåìíîé îñè. Âèäèìîñòü ñîçâåçäèé è ïëàíåò

19


Èòàê, ïîä âëèÿíèåì ïðåöåññèè çà íåñêîëüêî òûñÿ÷åëåòèé çàìåòíî èçìåíÿåòñÿ íàïðàâëåíèå çåìíîé îñè, ïîýòîìó â ðàçíûå ýïîõè îíà ñìîòðèò íà ðàçíûå çâåçäû: ñåãîäíÿ îñü Çåìëè íàïðàâëåíà ïî÷òè òî÷íî íà çâåçäó a Ìàëîé Ìåäâåäèöû, êîòîðóþ ìû íàçûâàåì Ïîëÿðíîé, à, ñêàæåì, 5000 ëåò íàçàä ýòó ðîëü èñïîëíÿëà âåñüìà òóñêëàÿ çâåçäà a Äðàêîíà, à ÷åðåç 12 000 ëåò ïîëÿðíîé çâåçäîé ñòàíåò Âåãà — a Ëèðû. Ïîñêîëüêó Âåãà î÷åíü ÿðêàÿ, äëÿ ïóòåøåñòâåííèêîâ ýòî áóäåò óäîáíî. Íî äàëåêî íå âñåãäà îñü Çåìëè áûâàåò íàïðàâëåíà íà çàìåòíîå ñâåòèëî; ÷àùå öåíòð âðàùåíèÿ (ïî àñòðîíîìè÷åñêîé òåðìèíîëîãèè — ïîëþñ ìèðà) ëåæèò âäàëè îò ÿðêèõ çâåçä. Íàïðèìåð, ñåé÷àñ ïîëîæåíèå ñåâåðíîãî ïîëþñà ìèðà óäà÷íî îòìå÷åíî äîâîëüíî ÿðêîé Ïîëÿðíîé çâåçäîé, çàòî âáëèçè þæíîãî ïîëþñà ìèðà çàìåòíîãî ñâåòèëà íåò, ïîýòîìó â Þæíîì ïîëóøàðèè îðèåíòèðîâàòüñÿ ïî çâåçäàì ñëîæíåå. Âìåñòå ñ ïåðåìåùåíèåì ïîëþñîâ ìèðà èíûì ñòàíîâèòñÿ è ãîäè÷íûé õîä ñîçâåçäèé ïî íåáó: äëÿ æèòåëåé îïðåäåëåííûõ ãåîãðàôè÷åñêèõ øèðîò îäíè ñîçâåçäèÿ ñî âðåìåíåì ñòàíîâÿòñÿ íàáëþäàåìûìè, à äðóãèå, ìåíÿÿ ñâîå ðàññòîÿíèå îò ïîëþñà, íà ìíîãèå òûñÿ÷åëåòèÿ ñêðûâàþòñÿ ïîä ãîðèçîíòîì. Ëþáîïûòíûé ïðèìåð ýòîãî ìîãëè îòìåòèòü òå, êòî ÷èòàë «Îäèññåþ» Ãîìåðà. Äðåâíåãðå÷åñêèé ïîýò óïîìèíàåò ñîçâåçäèå Áîëüøàÿ Ìåäâåäèöà, êîòîðîå «íèêîãäà íå ïîãðóæàåò ñâîèõ çâåçä â âîëíû ìîðÿ». Íî ñåãîäíÿ â Ãðåöèè ìû âèäèì ñîâñåì èíîå: Áîëüøàÿ Ìåäâåäèöà èñïðàâíî îêóíàåò ñâîè çâåçäû â âîëíû Èîíè÷åñêîãî è Ýãåéñêîãî ìîðåé. Ýòî è íå óäèâèòåëüíî: Ãðåöèÿ — þæíàÿ ñòðàíà, íà åå øèðîòàõ âûñîòà ñåâåðíîãî ïîëþñà ìèðà ìàëà, è Áîëüøàÿ Ìåäâåäèöà ÿâëÿåòñÿ çàõîäÿùèì çà ãîðèçîíò ñîçâåçäèåì. Çíà÷èò, Ãîìåð îøèáñÿ? Íåò. Ïðîñòî çà ïðîøåäøåå âðåìÿ ïðåöåññèÿ ïîâåðíóëà çåìíóþ îñü, è âèäèìîå äâèæåíèå çâåçä èçìåíèëîñü. Êîâø Áîëüøîé Ìåäâåäèöû çàìåòíî óäàëèëñÿ îò ïîëþñà è ñòàë îïèñûâàòü íà íåáå áîëåå øèðîêèé êðóã. Äëÿ íàñ, æèòåëåé Ðîññèè, Áîëüøàÿ Ìåäâåäèöà ïî-ïðåæíåìó îñòàëàñü íåçàõîäÿùèì ñîçâåçäèåì, çàòî â áîëåå þæíîé Ãðåöèè åå Êîâø ñòàë ïåðåñåêàòü ãîðèçîíò è — ñ òî÷êè çðåíèÿ ìîðñêèõ ïóòåøåñòâåííèêîâ — «÷åðïàòü âîäó». Àñòðîíîìû âû÷èñëèëè, ÷òî 3000 ëåò íàçàä, âî âðåìåíà Ãîìåðà, çâåçäû Êîâøà äëÿ íàáëþäàòåëåé â Ãðåöèè íå ïðèáëèæàëèñü ê ãîðèçîíòó ìåíåå ÷åì íà 11°, òàê ÷òî äåéñòâèòåëüíî Ìåäâåäèöà òîãäà íå «îêóíàëà ñâîèõ çâåçä â âîëíû ìîðÿ». Òàêèì îáðàçîì, ñòèõè Ãîìåðà íå îñòàâëÿþò ñîìíåíèé îòíîñèòåëüíî ðîäèíû âåëèêîãî ïîýòà, îíè ïîäòâåðæäàþò ãðå÷åñêîå ïðîèñõîæäåíèå ïîýìû. Õîòÿ íàïðàâëåíèå çåìíîé îñè ìåíÿåòñÿ, åå íàêëîí ê ïëîñêîñòè îðáèòû, ýêëèïòèêå, îñòàåòñÿ ïî÷òè íåèçìåííûì. Ïîýòîìó ñîõðàíÿåòñÿ 20

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


ñìåíà ñåçîíîâ ãîäà, òàê æå êàê è âèäèìûé ïóòü Ñîëíöà íà íåáå äëÿ æèòåëåé êàæäîé ãåîãðàôè÷åñêîé øèðîòû, è Çîäèàê âñåãäà îñòàåòñÿ Çîäèàêîì. Òî åñòü Ñîëíöå âñåãäà ïåðåìåùàåòñÿ ïî íåáó ñðåäè òåõ æå çâåçä, ÷òî è ñåãîäíÿ. Åäèíñòâåííîå, ÷òî çàìåòíî ìåíÿåòñÿ â ðåçóëüòàòå ïðåöåññèè çåìíîé îñè, — ýòî âèäèìîñòü ñîçâåçäèé â ðàçíûå ñåçîíû ãîäà: åñëè ñåé÷àñ äëÿ æèòåëåé Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ Îðèîí — çèìíåå ñîçâåçäèå, òî ÷åðåç 13 òûñÿ÷ ëåò îíî ñòàíåò ëåòíèì. Íåçíà÷èòåëüíûå èçìåíåíèÿ ïðîèñõîäÿò è â âèäèìîñòè ïëàíåò: åñëè ñåé÷àñ âåëèêèå ïðîòèâîñòîÿíèÿ Ìàðñà ïðèõîäÿòñÿ íà êîíåö àâãóñòà, òî ÷åðåç 13 òûñÿ÷ ëåò îíè áóäóò íàáëþäàòüñÿ â êîíöå ôåâðàëÿ. Äëÿ æèòåëåé Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ ýòî, ñ îäíîé ñòîðîíû, âûãîäíî, ïîñêîëüêó çèìîé ýêëèïòèêà ïî íî÷àì âûøå íàä ãîðèçîíòîì è Ìàðñ áóäåò âèäåí ëó÷øå, íî, ñ äðóãîé ñòîðîíû, â ôåâðàëå õîëîäíî, îñîáåííî â ÿñíûå íî÷è. Êóäà ïðèÿòíåå ëþáîâàòüñÿ Ìàðñîì â àâãóñòå. Åñëè óæ ìû çàãîâîðèëè î ïîãîäå, òî ìîæíî âñïîìíèòü, ÷òî è îíà íåìíîãî ìåíÿåòñÿ â ðåçóëüòàòå ïðåöåññèè çåìíîé îñè. Êàê ìû óæå çíàåì, ñìåíà ñåçîíîâ â îñíîâíîì âûçâàíà íàêëîíîì çåìíîé îñè: ïîëãîäà ñîëíå÷íûå ëó÷è îáèëüíåå îñâåùàþò ñåâåðíîå ïîëóøàðèå Çåìëè, âòîðûå ïîëãîäà — þæíîå. Íî íà ýòîò ãëàâíûé ýôôåêò íàêëàäûâàåòñÿ ñëàáûé âòîðîñòåïåííûé. Çåìëÿ îáðàùàåòñÿ âîêðóã Ñîëíöà ïî ýëëèïòè÷åñêîé îðáèòå, ïîýòîìó â äåêàáðå—ÿíâàðå îíà íà 3% áëèæå ê Ñîëíöó, ÷åì â èþíå—èþëå. Ýòî ïðèâîäèò ê 6%-ìó èçìåíåíèþ èíòåíñèâíîñòè ïîòîêà ñîëíå÷íîãî ñâåòà ó Çåìëè è íåìíîãî ñãëàæèâàåò êîëåáàíèÿ òåìïåðàòóðû îò çèìû ê ëåòó â íàøåì Ñåâåðíîì ïîëóøàðèè. Çàòî â Þæíîì ýòî äåëàåò ïåðåïàäû òåìïåðàòóðû áîëåå ðåçêèìè. Ïîýòîìó ñåé÷àñ ìû â âûèãðûøíîì ïîëîæåíèè. Íî ÷åðåç 13 òûñÿ÷ ëåò ñèòóàöèÿ èçìåíèòñÿ: â Àâñòðàëèè êëèìàò ñòàíåò ìÿã÷å, à ó íàñ êîëåáàíèÿ òåìïåðàòóðû óñèëÿòñÿ.

Äðåâíèå ñîçâåçäèÿ ïèñüìåííûõ èñòî÷íèêàõ èìåíà ñîçâåçäèé õðàíÿòñÿ óæå íåñêîëüêî òûñÿ÷åëåòèé.  275 ã. äî í. ý. ãðå÷åñêèé ïîýò Àðàò â ïîýìå «ßâëåíèÿ» îïèñàë èçâåñòíûå åìó ñîçâåçäèÿ. Íî èññëåäîâàíèÿ àñòðîíîìîâ ïîêàçàëè, ÷òî Àðàò èñïîëüçîâàë ãîðàçäî áîëåå ðàííåå îïèñàíèå íåáåñíîé ñôåðû. Èñïîëüçóÿ ñïèñîê ñîçâåçäèé Àðàòà è ó÷èòûâàÿ ïðåöåññèþ çåìíîé îñè, ìåíÿþùóþ âèäèìîñòü ñîçâåçäèé îò ýïîõè ê ýïîõå, ìîæíî äàòèðîâàòü ïåðâîèñòî÷íèê ïîýìû Àðàòà è îïðåäåëèòü ãåîãðàôè÷åñêóþ øèðîòó íàáëþäåíèé. Îòíîñèòåëüíî øèðîòû èññëåäîâàòåëè ïðèøëè ê ñõîäíûì ðåçóëüòàòàì: íàáëþäàòåëè òîé äàëåêîé ýïîõè ðàñïîëàãàëèñü

Â

Äðåâíèå ñîçâåçäèÿ

21


âáëèçè 36° ñ. ø. Ñ îïðåäåëåíèåì òî÷íîé ýïîõè îêàçàëîñü ñëîæíåå: Å. Ìàóíäåð (1909) äàòèðîâàë ïåðâîèñòî÷íèê 2500 ã. äî í. ý., À. Êðîìåëëèí (1923) — 2460 ã. äî í. ý., Ì. Îâåíäåí (1966) — îêîëî 2600 ã. äî í. ý., À. Ðîé (1984) — îêîëî 2000 ã. äî í. ý., Ñ. Â. Æèòîìèðñêèé (1997) — îêîëî 1800 ã. äî í. ý. Íåñìîòðÿ íà ýòè ðàñõîæäåíèÿ â äàòèðîâêå, ìû âèäèì, ÷òî çíàêîìîå íàì ðàçáèåíèå çâåçä íà ãðóïïû â öåëîì ñëîæèëîñü î÷åíü äàâíî. Ïîðàçèòåëüíî, êàê äîëãî æèâåò òðàäèöèÿ äåëåíèÿ íåáà íà ñîçâåçäèÿ. Íèêàê íå ìåíüøå, ÷åì ñþæåòû ðåëèãèîçíûõ ìèôîâ è íàðîäíûõ ñêàçîê. Òåïåðü ìû íàçûâàåì îïèñàííûå Àðàòîì ñîçâåçäèÿ äðåâíèìè. ×åðåç 4 âåêà ïîñëå Àðàòà, âî II â. í. ý., ãðå÷åñêèé àñòðîíîì Ïòîëåìåé îïèñàë 48 ñîçâåçäèé, óêàçàâ â íèõ ïîëîæåíèÿ ÿð÷àéøèõ çâåçä; èç ýòèõ ñîçâåçäèé 47 ñîõðàíèëè ñâîè èìåíà äî íàøèõ äíåé, à îäíî áîëüøîå ñîçâåçäèå Àðãî (êîðàáëü ßçîíà è àðãîíàâòîâ) áûëî â XVIII â. ðàçäåëåíî íà ÷åòûðå ìåíüøèõ: Êèëü, Êîðìó, Ïàðóñà è Êîìïàñ. Ðàçóìååòñÿ, ðàçíûå íàðîäû äåëèëè íåáî ïî-ðàçíîìó. Íàïðèìåð, â Êèòàå â äðåâíîñòè áûëà ðàñïðîñòðàíåíà êàðòà, íà êîòîðîé çâåçäíîå íåáî äåëèëîñü íà ÷åòûðå ÷àñòè, â êàæäîé èç íèõ íàñ÷èòûâàëîñü ïî ñåìü ñîçâåçäèé, ò. å. âñåãî ñîçâåçäèé áûëî 28. À ìîíãîëüñêèå ó÷åíûå XVIII â. íàñ÷èòûâàëè 237 ñîçâåçäèé.  åâðîïåéñêîé íàóêå è ëèòåðàòóðå çàêðåïèëèñü òå ñîçâåçäèÿ, êîòîðûìè ïîëüçîâàëèñü äðåâíèå æèòåëè Ñðåäèçåìíîìîðüÿ. Ñ òåððèòîðèè ýòèõ ñòðàí (âêëþ÷àÿ Ñåâåðíûé Åãèïåò) â òå÷åíèå ãîäà ìîæíî âèäåòü îêîëî 90% âñåé íåáåñíîé ñôåðû. Îäíàêî íàðîäàì, æèâóùèì âäàëè îò ýêâàòîðà, çíà÷èòåëüíàÿ ÷àñòü íåáîñâîäà íåäîñòóïíà äëÿ íàáëþäåíèÿ: íà ïîëþñå âèäíà ëèøü ïîëîâèíà íåáåñíîé ñôåðû, íà øèðîòå Ìîñêâû — îêîëî 70%. Ïî ýòîé ïðè÷èíå äàæå æèòåëÿì Ñðåäèçåìíîìîðüÿ íå áûëè âèäíû ñàìûå þæíûå çâåçäû; ýòó ÷àñòü íåáà ïîäåëèëè íà ñîçâåçäèÿ òîëüêî â íîâîå âðåìÿ, â ýïîõó âåëèêèõ ãåîãðàôè÷åñêèõ îòêðûòèé. Ãëóáèíà àñòðîíîìè÷åñêèõ òðàäèöèé ïðîÿâëÿåòñÿ íå òîëüêî â äåëåíèè íåáà íà ñîçâåçäèÿ, íî è â äîæèâøåì äî íàøåé ýïîõè àðõàè÷íîì ïîíÿòèè î çîäèàêàëüíûõ çíàêàõ. Èçíà÷àëüíî ýòî áûë ïðîñòî óäîáíûé ñïîñîá îáîçíà÷åíèÿ äâåíàäöàòè ðàâíîâåëèêèõ îòðåçêîâ ýêëèïòèêè, íà êîòîðûõ Ñîëíöå ïðîâîäèò ïðèìåðíî ïî îäíîìó ìåñÿöó — ñâîåîáðàçíûé êàëåíäàðü. Íî ïîçæå àñòðîëîãè ïðèäàëè ýòèì çíàêàì ìèñòè÷åñêèé ñìûñë. Ïîñêîëüêó àñòðîëîãèÿ íå èìååò îòíîøåíèÿ ê íàóêå, ÿ íå áóäó êàñàòüñÿ åå â ýòîé êíèãå. Íî ñâÿçü çîäèàêàëüíûõ çíàêîâ ñ ñîçâåçäèÿìè íóæíî ïîÿñíèòü. Çîäèàêàëüíûå çíàêè, êîòîðûìè ïîëüçóþòñÿ àñòðîëîãè, æåñòêî ñâÿçàíû ñ òî÷êàìè ðàâíîäåíñòâèÿ è ñëåäóþò çà íèìè.  ðåçóëüòàòå ïðåöåñ22

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Òàáëèöà 2 Äàòû âñòóïëåíèÿ Ñîëíöà â ãðàíèöû ñîçâåçäèé è â îäíîèìåííûå çíàêè Çîäèàêà (äëÿ 2010 ã.)* Íàçâàíèå Êîçåðîã Âîäîëåé Ðûáû Îâåí Òåëåö Áëèçíåöû Ðàê

Äàòà âñòóïëåíèÿ Ñîëíöà â ñîçâåçäèå

â çíàê Çîäèàêà

19 ÿíâàðÿ 15 ôåâðàëÿ 11 ìàðòà 18 àïðåëÿ 13 ìàÿ 20 èþíÿ 20 èþëÿ

21 äåêàáðÿ 19 ÿíâàðÿ 17 ôåâðàëÿ 19 ìàðòà 19 àïðåëÿ 20 ìàÿ 20 èþíÿ

Íàçâàíèå Ëåâ Äåâà Âåñû Ñêîðïèîí Çìååíîñåö Ñòðåëåö

Äàòà âñòóïëåíèÿ Ñîëíöà â ñîçâåçäèå 10 àâãóñòà 16 ñåíòÿáðÿ 30 îêòÿáðÿ 22 íîÿáðÿ 29 íîÿáðÿ 17 äåêàáðÿ

â çíàê Çîäèàêà 22 èþëÿ 22 àâãóñòà 22 ñåíòÿáðÿ 23 îêòÿáðÿ — 21 íîÿáðÿ

*  äðóãèå ãîäû ýòè äàòû ìîãóò îòëè÷àòüñÿ íà 1–2 äíÿ.

ñèè òî÷êà âåñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ çà ïðîøåäøèå ñ àíòè÷íûõ âðåìåí äâà òûñÿ÷åëåòèÿ ïåðåìåñòèëàñü èç ñîçâåçäèÿ Òåëåö ÷åðåç Îâåí â Ðûáû. Ýòî ïðèâåëî ê êàæóùåìóñÿ ñìåùåíèþ âñåãî çîäèàêàëüíîãî ðÿäà ñîçâåçäèé íà äâà «äåëåíèÿ» (ïîñêîëüêó îòñ÷åò ïî òðàäèöèè íà÷èíàåòñÿ îò òîãî ñîçâåçäèÿ, â êîòîðîì ðàñïîëîæåíà òî÷êà âåñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ). Íàïðèìåð, Ðûáû ïîíà÷àëó áûëè îäèííàäöàòûì çîäèàêàëüíûì ñîçâåçäèåì, à òåïåðü — ïåðâîå; Òåëåö áûë ïåðâûì — ñòàë òðåòüèì. Ïðèìåðíî â 2600 ã. òî÷êà âåñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ ïåðåìåñòèòñÿ èç Ðûá â Âîäîëåé, è òîãäà ýòî ñîçâåçäèå ñòàíåò ïåðâûì â Çîäèàêå. Äâà òûñÿ÷åëåòèÿ íàçàä, êîãäà áûëè íàïèñàíû êëàññè÷åñêèå ðóêîâoäñòâà, äî ñèõ ïîð èñïîëüçóåìûå àñòðîëîãàìè, çîäèàêàëüíûå çíàêè ðàñïîëàãàëèñü â îäíîèìåííûõ èì ñîçâåçäèÿõ Çîäèàêà. Íî ïåðåìåùåíèå òî÷åê ðàâíîäåíñòâèÿ ïðèâåëî ê òîìó, ÷òî çîäèàêàëüíûå çíàêè òåïåðü ðàñïîëîæåíû â äðóãèõ ñîçâåçäèÿõ. Ñîëíöå òåïåðü ïîïàäàåò â îïðåäåëåííûé çíàê Çîäèàêà íà 2–5 íåäåëü ðàíüøå, ÷åì äîáåðåòñÿ äî îäíîèìåííîãî ýòîìó çíàêó ñîçâåçäèÿ. Êñòàòè, â ñîîòâåòñòâèè ñ ñîâðåìåííûìè ãðàíèöàìè ñîçâåçäèé ýêëèïòèêà ïåðåñåêàåò òåïåðü íå 12, à 13 ñîçâåçäèé: ê «êëàññè÷åñêîé äþæèíå» äîáàâèëñÿ Çìååíîñåö.

Íîâûå ñîçâåçäèÿ ïèñàííûå Ïòîëåìååì ñîçâåçäèÿ ìíîãî âåêîâ âåðîé è ïðàâäîé ñëóæèëè ìîðÿêàì è ïðîâîäíèêàì êàðàâàíîâ â ïóñòûíå. Íî ïîñëå êðóãîñâåòíûõ ïëàâàíèé Ìàãåëëàíà (1518–1521) è äðóãèõ ìîðåïëàâàòåëåé ñòàëî ÿñíî, ÷òî ìîðÿêàì íóæíû íîâûå ïóòåâîäíûå çâåçäû äëÿ óñïåøíîé îðèåíòàöèè â þæíûõ øèðîòàõ. Â 1595–1596 ãã. âî âðåìÿ ïëàâàíèÿ ãîëëàíäñêîãî êóïöà Ôðåäåðèêà äå Õîóòìàíà âîêðóã ìûñà Äîáðîé Íàäå-

Î

Íîâûå ñîçâåçäèÿ

23


Ðèñ. 1.4. Èçîáðàæåíèÿ íåêîòîðûõ ñîçâåçäèé, íàçâàííûõ â ÷åñòü òåõíè÷åñêèõ óñòðîéñòâ. Ôðàãìåíò êàðòû èç àòëàñà Èîãàííà Áîäå (1801).

æäû ê îñòðîâó ßâà åãî øòóðìàí Ïèòåð Äèðêçîîí Êåéçåð, èçâåñòíûé òàêæå êàê Ïåòðóñ Òåîäîðè, âûäåëèë íà íåáå 12 íîâûõ þæíûõ ñîçâåçäèé: Æóðàâëü, Çîëîòàÿ Ðûáà, Èíäååö, Ëåòó÷àÿ Ðûáà, Ìóõà, Ïàâëèí, Ðàéñêàÿ Ïòèöà, Òóêàí, Ôåíèêñ, Õàìåëåîí, Þæíàÿ Ãèäðà è Þæíûé Òðåóãîëüíèê. Ýòè çâåçäíûå ãðóïïû ïðèíÿëè îêîí÷àòåëüíóþ ôîðìó íåìíîãî ïîçæå, êîãäà êàðòîãðàôû íàíåñëè èõ íà íåáåñíûå ãëîáóñû, à íåìåöêèé àñòðîíîì Èîãàíí Áàéåð èçîáðàçèë èõ â ñâîåì àòëàñå «Óðàíîìåò ðèÿ» (1603). Ïîÿâëåíèå íîâûõ ñîçâåçäèé íà þæíîì íåáå ïîäòîëêíóëî íåêîòîðûõ ýíòóçèàñòîâ ê òîìó, ÷òîáû íà÷àòü ïåðåäåë è ñåâåðíîãî íåáîñâîäà. Òðè íîâûõ ñåâåðíûõ ñîçâåçäèÿ (Ãîëóáü, Åäèíîðîã è Æèðàô) â 1624 ã. ââåë ßêîá Áàð÷, çÿòü Èîãàííà Êåïëåðà. Åùå ñåìü ñîçâåçäèé, â îñíîâíîì ñåâåðíûõ (Ãîí÷èå Ïñû, Ëèñè÷êà, Ìàëûé Ëåâ, Ðûñü, Ñåêñòàíò, Ùèò è ßùåðèöà), ââåë ïîëüñêèé àñòðîíîì ßí Ãåâåëèé, èñïîëüçîâàâ çâåçäû â îáëàñòÿõ íåáà, íå îõâà÷åííûõ ñîçâåçäèÿìè Ïòîëåìåÿ. Èõ îïèñàíèå îïóáëèêîâàíî â àòëàñå «Óðàíîãðàôèÿ» (1690), èçäàííîì óæå ïîñëå ñìåðòè Ãåâåëèÿ. Ôðàíöóçñêèé àñòðîíîì Íèêîëà Ëóè äå Ëàêàéëü, ïðîâîäÿ íàáëþäåíèÿ íà ìûñå Äîáðîé Íàäåæäû â 1751–1753 ãã., âûäåëèë è ïðèâåë â ñâîåì «Êàòàëîãå çâåçä þæíîãî íåáà» (1763) åùå 17 þæíûõ ñîçâåçäèé, íàçâàâ èõ ïðåèìóùåñòâåííî â ÷åñòü àòðèáóòîâ íàóêè è èñêóññòâà: Æèâîïèñåö, Êèëü, Êîìïàñ, Êîðìà, Ìèêðîñêîï, Íàñîñ, Íàóãîëüíèê, Îêòàíò, Ïàðóñà, Ïå÷ü, Ðåçåö, Ñåòêà, Ñêóëüïòîð, Ñòîëîâàÿ Ãîðà, Òåëåñêîï, Öèðêóëü è ×àñû. Îíè ñòàëè ïîñëåäíèìè èç 88 ñîçâåçäèé, èñïîëüçóåìûõ ñåé÷àñ àñòðîíîìàìè. Ðàçóìååòñÿ, ïîïûòîê ïåðåèìåíîâàòü ó÷àñòêè íî÷íîãî íåáà áûëî çíà÷èòåëüíî áîëüøå ÷èñëà íîâûõ ñîçâåçäèé, ñîõðàíèâøèõñÿ äî íàøèõ äíåé. Ìíîãèå ñîñòàâèòåëè çâåçäíûõ êàðò â XVII–XIX ââ. ïðîáîâàëè ââîäèòü íîâûå ñîçâåçäèÿ. Íàïðèìåð, ïåðâûé ðóññêèé çâåçäíûé àò24

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Ðèñ. 1.5. Êàðòà èç àòëàñà Ê. Ðåéññèãà (1829).

ëàñ Êîðíåëèÿ Ðåéññèãà, èçäàííûé â Ïåòåðáóðãå â 1829 ã., ñîäåðæàë 102 ñîçâåçäèÿ. Íî äàëåêî íå âñå ïðåäëîæåíèÿ òàêîãî ðîäà áåçîãîâîðî÷íî ïðèíèìàëèñü àñòðîíîìàìè. Èíîãäà ââåäåíèå íîâûõ ñîçâåçäèé áûëî îïðàâäàíî; ïðèìåð òîìó — ðàçäåëåíèå êðóïíîãî ñîçâåçäèÿ þæíîãî íåáà Êîðàáëü Àðãî íà ÷åòûðå ÷àñòè: Êîðìó, Êèëü, Ïàðóñà è Êîìïàñ. Ïîñêîëüêó ýòà îáëàñòü íåáà ÷ðåçâû÷àéíî áîãàòà ÿðêèìè çâåçäàìè è ïðî÷èìè èíòåðåñíûìè îáúåêòàìè, ïðîòèâ åå äåëåíèÿ íà íåáîëüøèå ñîçâåçäèÿ íèêòî íå âîçðàæàë. Ïðè îáùåì ñîãëàñèè àñòðîíîìîâ íà íåáå ðàçìåñòèëèñü âåëèêèå íàó÷íûå èíñòðóìåíòû — Ìèêðîñêîï, Òåëåñêîï, Öèðêóëü, Íàñîñ, Ïå÷ü (ëàáîðàòîðíàÿ), ×àñû. Íî áûëè è íåóäà÷íûå ïîïûòêè ïåðåèìåíîâàíèÿ ñîçâåçäèé. Íàïðèìåð, åâðîïåéñêèå ìîíàõè íå ðàç ïûòàëèñü «õðèñòèàíèçèðîâàòü» íåáåñíûé ñâîä, ò. å. èçãíàòü ñ íåãî ãåðîåâ ÿçû÷åñêèõ ëåãåíä è íàñåëèòü ïåðñîÍîâûå ñîçâåçäèÿ

25


Ðèñ. 1.6. Ïðèìåðû «õðèñòèàíñêèõ» ñîçâåçäèé èç àòëàñà Þ. Øèëëåðà: «Íîåâ êîâ÷åã» è «Ñâÿòàÿ Ìàðèÿ Ìàãäàëèíà», ââåäåííûå àâòîðîì âçàìåí ñîîòâåòñòâåííî Êîðàáëÿ Àðãî è Êàññèîïåè.

26

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


íàæàìè Ñâÿùåííîãî ïèñàíèÿ. Ñîçâåçäèÿ Çîäèàêà ïðè ýòîì çàìåíÿëèñü èçîáðàæåíèÿìè 12 àïîñòîëîâ è ò. ï. Áóêâàëüíî ïåðåêðîèë âñå çâåçäíîå íåáî íåêòî Þëèóñ Øèëëåð èç Àóãñáóðãà, èçäàâøèé â 1627 ã. àòëàñ ñîçâåçäèé ïîä çàãëàâèåì «Õðèñòèàíñêîå çâåçäíîå íåáî». Íî, íåñìîòðÿ íà îãðîìíûé àâòîðèòåò öåðêâè â òå ãîäû, íîâûå íà- Ðèñ. 1.7. Èçîáðàæåíèå ñîçâåçäèÿ «Òåëåñêîï Ãåðøåëÿ» â àòëàñå, èçäàííîì È. Áóððèòòîì (1835). çâàíèÿ ñîçâåçäèé íå ïîëó÷èëè ïðèçíàíèÿ. Áûëî òàêæå íåìàëî ïîïûòîê äàòü ñîçâåçäèÿì èìåíà çäðàâñòâóþùèõ ìîíàðõîâ è ïîëêîâîäöåâ: Êàðëà I è Ôðèäðèõà II, Ñòàíèñëàâà II è Ãåîðãà III, Ëþäîâèêà XIV è äàæå âåëèêîãî Íàïîëåîíà, â ÷åñòü êîòîðîãî õîòåëè ïåðåèìåíîâàòü ñîçâåçäèå Îðèîí. Íî íè îäíîìó íîâîìó èìåíè, ïîïàâøåìó «íà íåáî» ïî ïîëèòè÷åñêèì, ðåëèãèîçíûì è ïðî÷èì êîíúþíêòóðíûì ñîîáðàæåíèÿì, íå óäàëîñü äîëãî íà íåì óäåðæàòüñÿ. Íå òîëüêî èìåíà ìîíàðõîâ, íî äàæå íàçâàíèÿ íàó÷íûõ ïðèáîðîâ íå âñåãäà çàäåðæèâàëèñü íà íåáåñàõ. Òàê, â 1789 ã. àñòðîíîì Âåíñêîé îáñåðâàòîðèè Ìàêñèìèëëèàí Õåëë ïðåäëîæèë ñîçâåçäèå Tubus Herschelii Major (Áîëüøîé Òåëåñêîï Ãåðøåëÿ) â ÷åñòü çíàìåíèòîãî 20-ôóòîâîãî ðåôëåêòîðà Âèëüÿìà Ãåðøåëÿ. Ðàçìåñòèòü ýòî ñîçâåçäèå îí õîòåë ìåæäó Âîçíè÷èì, Ðûñüþ è Áëèçíåöàìè, ïîñêîëüêó èìåííî â Áëèçíåöàõ Ãåðøåëü îòêðûë ïëàíåòó Óðàí â 1781 ã. À âòîðîå íåáîëüøîå ñîçâåçäèå, Tubus Herschelii Minor, íàçâàííîå â ÷åñòü 7-ôóòîâîãî ðåôëåêòîðà Ãåðøåëÿ, Õåëë ïðåäëîæèë âûäåëèòü èç ñëàáûõ çâåçä Òåëüöà ê âîñòîêó îò Ãèàä. Îäíàêî äàæå òàêèå ìèëûå àñòðîíîìè÷åñêîìó ñåðäöó èäåè íå íàøëè ïîääåðæêè ó ïðîôåññèîíàëîâ. Íåìåöêèé àñòðîíîì Èîãàíí Áîäå ïðåäëîæèë â 1801 ã. ðÿäîì ñ ñîçâåçäèåì Êîðàáëü Àðãî âûäåëèòü íîâîå ñîçâåçäèå Lochium Funis (Ìîðñêîé Ëàã) â ÷åñòü ïðèáîðà äëÿ èçìåðåíèÿ ñêîðîñòè ñóäíà, à ðÿäîì ñ Ñèðèóñîì îí õîòåë ðàçìåñòèòü ñîçâåçäèå Officina Typographica (Òèïîãðàôèÿ) â ÷åñòü 350-ëåòèÿ èçîáðåòåíèÿ ïå÷àòíîãî ñòàíêà.  1806 ã. àíãëèéñêèé ó÷åíûé Òîìàñ Þíã ïðåäëîæèë ìåæäó Äåëüôèíîì, Ìàëûì Êîíåì è Ïåãàñîì âûäåëèòü íîâîå ñîçâåçäèå Âîëüòîâà Áàòàðåÿ â ÷åñòü ãàëüâàíè÷åñêîãî ýëåìåíòà, èçîáðåòåííîãî â 1799 ã. èòàëüÿíöåì Àëåññàíäðî Âîëüòà. Ïðåäëîæåíèå íå ïðîøëî. Íå óäåðæàëîñü íà íåáå è ñîçâåçäèå Ñîëíå÷íûå ×àñû (Solarium). Íîâûå ñîçâåçäèÿ

27


Íåêîòîðûå ñëîæíûå íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé ñî âðåìåíåì óïðîñòèëèñü: «Ëèñè÷êà ñ Ãóñåì» ñòàëà ïðîñòî Ëèñè÷êîé, «Þæíàÿ Ìóõà» — ïðîñòî Ìóõîé (ïîñêîëüêó «Ñåâåðíàÿ Ìóõà» áûñòðî èñ÷åçëà ñ íåáåñíûõ êàðò), «Õèìè÷åñêàÿ Ïå÷ü» ñòàëà Ïå÷üþ, à «Êîìïàñ Ìîðåïëàâàòåëÿ» — ïðîñòî Êîìïàñîì.

Äåìàðêàöèÿ íåáåñ òå÷åíèå ìíîãèõ ñòîëåòèé ñîçâåçäèÿ íå èìåëè ÷åòêî óñòàíîâëåííûõ ãðàíèö; îáû÷íî íà êàðòàõ è çâåçäíûõ ãëîáóñàõ ñîñåäíèå ñîçâåçäèÿ ðàçäåëÿëè çàìûñëîâàòûå êðèâûå ëèíèè, íå èìåâøèå ñòàíäàðòíîãî ïîëîæåíèÿ (ñðàâíèòå ðèñ. 1.8 è 1.10). Ïîýòîìó ñ ìîìåíòà îáðàçîâàíèÿ â 1919 ã. Ìåæäóíàðîäíîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî ñîþçà îäíîé èç ïåðâûõ åãî çàäà÷ ñòàëî ðàçìåæåâàíèå çâåçäíîãî íåáà. Íà I Ãåíåðàëüíîé àññàìáëåå ÌÀÑ, ïðîõîäèâøåé â 1922 ã. â Ðèìå, àñòðîíîìû ðåøèëè, ÷òî ïîðà îêîí÷àòåëüíî ïîäåëèòü âñþ íåáåñíóþ ñôåðó íà ÷àñòè ñ òî÷íî îáîçíà÷åííûìè ãðàíèöàìè è ýòèì, êñòàòè, ïîëîæèòü êîíåö ïîïûòêàì ïåðåêðàèâàòü çâåçäíîå íåáî.  íàçâàíèÿõ ñîçâåçäèé áûëî ðåøåíî ïðèäåðæèâàòüñÿ ñîâðåìåííîé åâðîïåéñêîé òðàäèöèè. Ïðè ýòîì, õîòÿ íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé îñòàâàëèñü òðàäèöèîííûìè, ó÷åíûõ ñîâåðøåííî íå èíòåðåñîâàëè ôèãóðû ñîçâåçäèé, êîòîðûå ïðèíÿòî èçîáðàæàòü, ìûñëåííî ñîåäèíÿÿ ïðÿìûìè ëèíèÿìè ÿðêèå çâåçäû. Íà çâåçäíûõ êàðòàõ ýòè ëèíèè ðèñóþò ëèøü â äåòñêèõ êíèãàõ è øêîëüíûõ ó÷åáíèêàõ; äëÿ íàó÷íîé ðàáîòû îíè íå íóæíû. ß óæå ãîâîðèë, ÷òî íûíå àñòðîíîìû íàçûâàþò ñîçâåçäèÿìè íå ãðóïïû ÿðêèõ çâåçä, à ó÷àñòêè íåáà ñî âñåìè íàõîäÿùèìèñÿ íà íèõ îáúåêòàìè, ïîýòîìó ïðîáëåìà îïðåäåëåíèÿ ñîçâåçäèÿ ñâîäèòñÿ òîëüêî ê ïðîâåäåíèþ åãî ãðàíèö. Íî è ýòà çàäà÷à îêàçàëàñü íå èç ëåãêèõ. Íàä íåé ðàáîòàëè íåñêîëüêî èçâåñòíûõ àñòðîíîìîâ, ñòðåìèâøèõñÿ ñîõðàíèòü èñòîðè÷åñêóþ ïðååìñòâåííîñòü è ïî âîçìîæíîñòè íå äîïóñòèòü ïîïàäàíèÿ â «÷óæèå» ñîçâåçäèÿ çâåçä ñ ñîáñòâåííûìè èìåíàìè (Âåãà, Ñïèêà, Àëüòàèð è äð.) è óñòîÿâøèìèñÿ îáîçíà÷åíèÿìè (a Ëèðû, b Ïåðñåÿ…). Äëÿ óäîáñòâà îïèñàíèÿ ãðàíèö ñîçâåçäèé èõ ðåøåíî áûëî ïðîâîäèòü â âèäå ëîìàíûõ ëèíèé, ïðîõîäÿùèõ òî÷íî ïî ñåòêå ïîñòîÿííûõ íåáåñíûõ êîîðäèíàò — ñêëîíåíèé è ïðÿìûõ âîñõîæäåíèé. Ïðè ýòîì ñîçâåçäèÿ ñòàëè íàïîìèíàòü íåêîòîðûå àôðèêàíñêèå ñòðàíû è àìåðèêàíñêèå øòàòû, ãðàíèöû êîòîðûõ ïðîâåäåíû ïî ïàðàëëåëÿì è ìåðèäèàíàì. Íó ÷òî æå, ýòî âïîëíå ðàöèîíàëüíûé ñïîñîá, ïîçâîëÿþùèé ëåãêî çàêðåïèòü ãðàíèöû â ìàòåìàòè÷åñêîé ôîðìå. Îäíàêî ñî âðåìåíåì â ýòîé èçÿùíîé èäåå ñòàë ïðîÿâëÿòüñÿ îäèí ìåëêèé íåäîñòàòîê.

Â

28

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Ðèñ. 1.8. ×àñòü êàðòû íåáà ñ îáëàñòüþ ñîçâåçäèÿ Îðèîí èç «Çâåçäíîãî àòëàñà äëÿ íåáåñíûõ íàáëþäåíèé» ßêîâà Ìåññåðà (ÑÏá.: Èçä. Ê. Ë. Ðèêêåðà, 1901). Íàíåñåíû çâåçäû äî 6m. Ýïîõà (ñåòêà êîîðäèíàò) 1880 ã.

Äåìàðêàöèÿ íåáåñ

29


Ðèñ. 1.9. ×àñòü êàðòû íåáà ñ îáëàñòüþ ñîçâåçäèÿ Îðèîí èç «Çâåçäíîãî àòëàñà» À. À. Ìèõàéëîâà, èçäàííîãî Ìîñêîâñêèì îáùåñòâîì ëþáèòåëåé àñ òðîíîìèè â 1920 ã. Íàíåñåíû çâåçäû äî 5,75m. Ýïîõà 1920 ã.

Äåëî â òîì, ÷òî ñèñòåìà ãåîãðàôè÷åñêèõ êîîðäèíàò â íåêîòîðîì ñìûñëå íàäåæíåå êîîðäèíàò íåáåñíûõ. Çåìíûå ïàðàëëåëè è ìåðèäèàíû æåñòêî «ïðèáèòû» ê ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû ïîëîæåíèåì îñè åå âðàùåíèÿ, îïðåäåëÿþùèì ýêâàòîð, è ðàñïîëîæåíèåì Ãðèíâè÷ñêîé îáñåðâàòîðèè, çàäàþùèì íóëåâîé ìåðèäèàí. Ïîýòîìó åäèíîæäû óñòàíîâëåííûå è îïèñàííûå â äîêóìåíòàõ àäìèíèñòðàòèâíûå ãðàíèöû (íàïðèìåð, ïðîâåäåííàÿ ïî 120-ìó çàïàäíîìó ìåðèäèàíó ãðàíèöà ìåæäó ñåâåðíîé ÷àñòüþ Êàëèôîðíèè è Íåâàäîé) âñåãäà áóäóò ïðîõîäèòü ïî èçíà÷àëüíîé ïîëîñå çåìëè, íå íàðóøàÿ êðàñîòû ãåîãðàôè÷åñêèõ àòëàñîâ. Íà çåìíûå ãðàíèöû ìîãóò ïîâëèÿòü òîëüêî ïîëèòè÷åñêèå êîëëèçèè, íî íå ïðèðîäíûå (ðàçóìååòñÿ, åñëè íå ñ÷èòàòü î÷åíü ìåëêîãî äðîæàíèÿ çåìíîé îñè â òåëå ïëàíåòû, ñäâèãàþùåãî ñåòêó êîîðäèíàò, è êðàéíå ìåäëåííîãî äðåéôà êîíòèíåíòîâ, «óâîçÿùèõ» ñòðàíû â ðàçíûå ñòîðîíû; îáà ýôôåêòà íå ïðåâûøàþò íåñêîëüêèõ ìåòðîâ â ñòîëåòèå). Ñ ãðàíèöàìè ñîçâåçäèé ñèòóàöèÿ èíàÿ. Çâåçäû ðàñïîëîæåíû íà íåáå, íî íåáåñíûé ýêâàòîð îòðàæàåò ïîëîæåíèå çåìíîãî: ìåíÿåòñÿ â ðå30

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Ðèñ. 1.10. ×àñòü êàðòû íåáà ñ îáëàñòüþ ñîçâåçäèÿ Îðèîí èç «Àòëàñà çâåçäíîãî íåáà», ñîçäàííîãî ñîòðóäíèêàìè ÃÀÈØ ÌÃÓ ïîä ðåäàêöèåé À. Ï. Ãóëÿåâà (Ì.: Êîñìîñèíôîðì, 1998). Îòìå÷åíû çâåçäû äî 6,5m. Ýïîõà 2000 ã.

çóëüòàòå ïðåöåññèè îðèåíòàöèÿ çåìíîé îñè — «ãóëÿåò» ïî íåáó ýêâàòîðèàëüíàÿ ñèñòåìà êîîðäèíàò. Êîãäà àñòðîíîìû â íà÷àëå ÕÕ â. âçÿëèñü çà äåìàðêàöèþ íåáåñ, îíè ïðîâåëè ãðàíèöû ñîçâåçäèé ïî äóãàì íåáåñíûõ «ïàðàëëåëåé è ìåðèäèàíîâ» â ñèñòåìå ýêâàòîðèàëüíûõ êîîðäèíàò 1875 ã.; â òî âðåìÿ ýòî áûë ñòàíäàðò. Íî ïðîøëè ãîäû, è åñëè âçÿòü ñîâðåìåííûé çâåçäíûé àòëàñ ýïîõè 2000 ã., òî ëåãêî çàìåòèòü, ÷òî ãðà íèöû ñîçâåçäèé óæå íå ñîâïàäàþò ñ ëèíèÿìè êîîðäèíàòíîé ñåòêè, à ñëåãêà îòõîäÿò îò íèõ.  áóäóùåì ýòî ðàçëè÷èå áóäåò âîçðàñòàòü, ïî ñêîëüêó òî÷êà âåñåííåãî ðàâíîäåíñòâèÿ, èãðàþùàÿ íà íåáå ðîëü Ãðèíâè÷à, íåóìîëèìî äâèæåòñÿ âäîëü ýêëèïòèêè, óâëåêàÿ çà ñîáîé ñåòü íåÄåìàðêàöèÿ íåáåñ

31


áåñíûõ êîîðäèíàò. Óòåøàåò ëèøü òî, ÷òî ÷åðåç 26 òûñÿ÷ ëåò (ïåðèîä ïðåöåññèè) âñå âåðíåòñÿ â èñõîäíîå ñîñòîÿíèå. Íî ìû îòâëåêëèñü. Íà II Ãåíåðàëüíîé àññàìáëåå ÌÀÑ â 1925 ã. áûë ïðèíÿò ñïèñîê ñîçâåçäèé, à íà ñëåäóþùåé àññàìáëåå â Ëåéäåíå (1928 ã.) áûëè óòâåðæäåíû ãðàíèöû ìåæäó áîëüøèíñòâîì èç íèõ. Ïî ïîðó÷åíèþ ÌÀÑ áåëüãèéñêèé àñòðîíîì Ýæåí Äåëüïîðò îïóáëèêîâàë â 1930 ã. êàðòû è ïîäðîáíîå îïèñàíèå íîâûõ ãðàíèö âñåõ 88 ñîçâåçäèé. Ïðàâäà, è ïîñëå ýòîãî åùå âíîñèëèñü íåêîòîðûå óòî÷íåíèÿ; òîëüêî â 1935 ã. ðåøåíèåì ÌÀÑ â ýòîé ðàáîòå áûëà ïîñòàâëåíà òî÷êà. Àñòðîíîìè÷åñêàÿ îáùåñòâåííîñòü ñêàçàëà: ñòîï, áîëüøå íèêàêèõ èçìåíåíèé! Ðàçäåë íåáà îêîí÷åí. Çàìåòèì, ÷òî íè îäíî èìÿ ðåàëüíîãî èñòîðè÷åñêîãî ëèöà â íàçâàíèÿ ñîçâåçäèé íå ïîïàëî. Ïîñòåïåííî íîâûå ãðàíèöû ñîçâåçäèé âîøëè â óïîòðåáëåíèå: ñíà÷àëà ó ïðîôåññèîíàëüíûõ àñòðîíîìîâ, çàòåì â íàó÷íî-ïîïóëÿðíîé ëèòåðàòóðå. Øêîëüíèêîì ÿ î÷åíü ëþáèë 12-òîìíóþ «Äåòñêóþ ýíöèêëîïåäèþ», èçäàííóþ â 1960-å ãã. Òàê âîò, íà åå êàðòàõ íåáà ãðàíèöû ñîçâåçäèé áûëè åùå êðèâîëèíåéíûå, îáðàçöà XIX â. Ñåãîäíÿ óæå íà âñåõ êàðòàõ íåáà ñîçâåçäèÿ èìåþò ÷åòêèå ïðÿìîóãîëüíûå ãðàíèöû. Íî, êàê áûëî ñêàçàíî â íà÷àëå ãëàâû, àñòðîíîìû óæå çàäóìûâàþòñÿ î òîì, íóæíû ëè âîîáùå ñîçâåçäèÿ è íå ïîðà ëè îò íèõ îòêàçàòüñÿ.

Èìåíà è îáîçíà÷åíèÿ çâåçä íàøåé Ãàëàêòèêå áîëåå 100 ìëðä çâåçä. Îêîëî 1% èç íèõ çàíåñåíî â àñòðîíîìè÷åñêèå êàòàëîãè, à çíà÷èò, ýòè çâåçäû ïîëó÷èëè èíäèâèäóàëüíûå îáîçíà÷åíèÿ, â íåêîòîðîì ñìûñëå — èìåíà. À îñòàëüíûå çâåçäû Ìëå÷íîãî Ïóòè äî ñèõ ïîð áåçûìÿííû è äàæå íå ñ÷èòàíû. Î çâåçäàõ äðóãèõ ãàëàêòèê è ãîâîðèòü íå÷åãî. Îäíàêî ó âñåõ ÿðêèõ çâåçä çåìíîãî íåáîñâîäà è äàæå ó ìíîãèõ ñëàáûõ, êðîìå íàó÷íîãî îáîçíà÷åíèÿ, åñòü è íàñòîÿùèå ñîáñòâåííûå èìåíà; èõ îíè ïîëó÷èëè, êàê ïðàâèëî, åùå â äðåâíîñòè. Îêîëî òðåõ ñîòåí ÿðêèõ çâåçä èìåþò ñîáñòâåííûå èìåíà. Ýòî íàâèãàöèîííûå çâåçäû, êîòîðûìè èçäàâíà ïîëüçîâàëèñü äëÿ îðèåíòàöèè ïóòåøåñòâåííèêè è îõîòíèêè. Îáû÷íî èìåíà çâåçä î÷åíü äðåâíèå — Ñèðèóñ, Âåãà, Áåòåëüãåéçå, Àëüäåáàðàí… Íèêòî íå çíàåò òî÷íî, êîãäà îíè ïîÿâèëèñü. Ìíîãèå èç íèõ èìåþò àðàáñêîå ïðîèñõîæäåíèå. ×àñòî ýòî íàçâàíèÿ ÷àñòåé òåõ ôèãóð, êîòîðûå äàëè èìÿ âñåìó ñîçâåçäèþ: Äåíåáîëà (âî Ëüâå) — «õâîñò ëüâà»; â Ïåãàñå çâåçäû Àëãåíèá è Ìàðêàá — ýòî «êðûëî» è «ñåäëî»; Ôîìàëüãàóò (â Þæíîé Ðûáå) — «ðîò ðûáû», Àõåðíàð (â Ýðèäàíå) — «êîíåö ðåêè», è ò. ä.  íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ òîëêîâàíèå

Â

32

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


íàçâàíèé íàñòîëüêî çàïóòàíî, ÷òî òðåáóåòñÿ áîëüøàÿ èñòîðèêî-ôèëîëîãè÷åñêàÿ ðàáîòà ïî âîññòàíîâëåíèþ èõ ãåíåçèñà. Ïðèìåð òîìó — Áåòåëüãåéçå (â Îðèîíå): ðÿä èññëåäîâàòåëåé ñ÷èòàåò, ÷òî ñðåäíåâåêîâûå ïåðåïèñ÷èêè âíåñëè îøèáêó â àðàáñêîå íàçâàíèå çâåçäû, â ðåçóëüòàòå òåïåðü îíî íåâåðíî òîëêóåòñÿ êàê «ïîäìûøêà ãèãàíòà».  áîëüøèíñòâå ñâîåì çâåçäû ñ èìåíàìè — ýòî íàèáîëåå ïîïóëÿðíûå, ÿð÷àéøèå çâåçäû, íî åñòü è èñêëþ÷åíèÿ: ãðóïïà òóñêëûõ çâåçä â ñîçâåçäèè Òåëåö — Àëüöèîíà, Àñòåðîïà, Àòëàñ, Ìàéÿ, Ìåðîïà, Ïëåéîíà, Òàéãåòà è Ýëåêòðà — ýòî çíàìåíèòûå Ïëåÿäû, ñèìïàòè÷íîå çâåçäíîå ñêîïëåíèå. Îñîáûé èíòåðåñ àñòðîíîìû ïðîÿâëÿþò ê çâåçäàì, êîòîðûå èçìåíÿþò ñâîé áëåñê. Ïðè÷èíû ýòîé ïåðåìåííîñòè áûâàþò ðàçíûìè. Çâåçäà «Ìèðà» â ñîçâåçäèè Êèò — ýòî ïóëüñèðóþùåå ñâåòèëî, ðàçìåð è òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè êîòîðîãî ðåãóëÿðíî ìåíÿþòñÿ. Àëãîëü â Ïåðñåå — ýòî ñèñòåìà èç äâóõ çâåçä, ïåðèîäè÷åñêè çàñëîíÿþùèõ äðóã äðóãà. Íà÷àâ â êîíöå XVI â. äåòàëüíîå èçó÷åíèå íåáà, àñòðîíîìû ñòîëêíóëèñü ñ íåîáõîäèìîñòüþ èìåòü îáîçíà÷åíèÿ äëÿ âñåõ áåç èñêëþ÷åíèÿ çâåçä, âèäèìûõ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì, à ïîçæå — è â òåëåñêîï. Ñíà÷àëà, ïîäðàæàÿ àñòðîíîìàì ýïîõè Ïòîëåìåÿ, ïûòàëèñü îïèñàòåëüíûìè âûðàæåíèÿìè óêàçûâàòü ïîëîæåíèå çâåçäû â ñîçâåçäèè. Íàïðèìåð, ïðî Ìèðó ãîâîðèëè «ïåðåìåííàÿ çâåçäà â øåå Êèòà». Ïîëó÷àëîñü íåóêëþæå. Äàâàòü âñåì âàæíûì çâåçäàì îòâëå÷åííûå ñîáñòâåííûå èìåíà òîæå íåóäîáíî: òàêîå èìÿ íè÷åãî íå ãîâîðèò î ïîëîæåíèè çâåçäû íà íåáå. Ðåøèëè â èìÿ çâåçäû âêëþ÷àòü íàçâàíèå ñîçâåçäèÿ è ãðå÷åñêîé áóêâîé îòìå÷àòü åå ÿðêîñòü (àñòðîíîìû ãîâîðÿò — áëåñê).  ïðåêðàñíî èëëþñòðèðîâàííîé «Óðàíîìåòðèè» Èîãàííà Áàéåðà (1572–1625), ãäå èçîáðàæåíû ñîçâåçäèÿ è ñâÿçàííûå ñ èõ íàçâàíèÿìè ëåãåíäàðíûå ôèãóðû, çâåçäû âïåðâûå áûëè îáîçíà÷åíû áóêâàìè ãðå÷åñêîãî àëôàâèòà ïðèáëèçèòåëüíî â ïîðÿäêå óáûâàíèÿ èõ áëåñêà: a — ÿð÷àéøàÿ çâåçäà ñîçâåçäèÿ, b — âòîðàÿ ïî áëåñêó, è ò. ä. Òàê, Ìèðà ïîëó÷èëà èìÿ «Îìèêðîí Êèòà» (o Cet). Êîãäà íå õâàòàëî áóêâ ãðå÷åñêîãî àëôàâèòà, Áàéåð èñïîëüçîâàë ëàòèíñêèé. Ïîëíîå îáîçíà÷åíèå çâåçäû ïî ñèñòåìå Áàéåðà ñîñòîèò èç áóêâû è ëàòèíñêîãî íàçâàíèÿ ñîçâåçäèÿ. Íàïðèìåð, Ñèðèóñ — ÿð÷àéøàÿ çâåçäà Áîëüøîãî Ïñà (Canis Major) — îáîçíà÷àåòñÿ êàê a Canis Majoris (ðîäèòåëüíûé ïàäåæ), èëè ñîêðàùåííî a CMa; Àëãîëü — âòîðàÿ ïî ÿðêîñòè çâåçäà â Ïåðñåå, îáîçíà÷àåòñÿ êàê b Persei, èëè b Per. Ñèñòåìà Áàéåðà îêàçàëàñü óäîáíîé; åþ ïîëüçóþòñÿ äî ñèõ ïîð äëÿ îáîçíà÷åíèÿ ÿðêèõ, âèçóàëüíûõ çâåçä. Ïîçæå Äæîí Ôëåìñòèä (1646–1719), ïåðâûé Êîðîëåâñêèé àñòðîíîì Àíãëèè, çàíèìàâøèéñÿ îïðåäåëåíèåì òî÷íûõ êîîðäèíàò çâåçä ïðè èõ Èìåíà è îáîçíà÷åíèÿ çâåçä

33


ïðîõîæäåíèè ÷åðåç ìåðèäèàí, ââåë ñèñòåìó îáîçíà÷åíèé, íå ñâÿçàííóþ ñ áëåñêîì çâåçäû.  êàæäîì ñîçâåçäèè îí ïîìåòèë çâåçäû íîìåðàìè â ïîðÿäêå óâåëè÷åíèÿ èõ ïðÿìîãî âîñõîæäåíèÿ, ò. å. â òîì ïîðÿäêå, â êîòîðîì îíè â ïðîöåññå ñâîåãî ñóòî÷íîãî äâèæåíèÿ ïðîõîäÿò ïåðåä íåïîäâèæíûì íàáëþäàòåëåì. Òàê, Àðêòóð, îí æå a Âîëîïàñà (a Bootes), îáîçíà÷åí ïî Ôëåìñòèäó êàê 16 Bootes. Íà ñîâðåìåííûõ êàðòàõ çâåçäíîãî íåáà îáû÷íî íàíåñåíû äðåâíèå ñîáñòâåííûå èìåíà ÿðêèõ çâåçä (Ñèðèóñ, Êàíîïóñ…) è ãðå÷åñêèå áóêâû ïî ñèñòåìå Áàéåðà; îáîçíà÷åíèÿ ëàòèíñêèìè áóêâàìè ïî ÁàéÐèñ. 1.11. Äæîí Ôëåìñòèä. åðó èñïîëüçóþò ðåäêî. Îñòàëüíûå, ìåíåå ÿðêèå çâåçäû îáîçíà÷àþò öèôðàìè ïî ñèñòåìå Ôëåìñòèäà. Èçîáðàæàÿ çâåçäû íà êàðòàõ íåáà, àñòðîíîìû âñåãäà ñòðåìèëèñü îòðàçèòü èõ îòíîñèòåëüíûé áëåñê. Ïðè ýòîì âñåãäà ÿðêèå çâåçäû èçîáðàæàëèñü áîëåå êðóïíûìè, ÷åì òóñêëûå, è ýòî ïîíÿòíî. À âîò âíåøíèé âèä óñëîâíîãî çíàêà ìåíÿëñÿ.  àòëàñàõ, ñîñòàâëåííûõ äî èçîáðåòåíèÿ òåëåñêîïà, çâåçäà èçîáðàæàëàñü â âèäå ìíîãîëó÷åâîé çâåçäî÷êè, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò âîñïðèÿòèþ çâåçäû íåâîîðóæåííûì ãëàçîì (ðèñ. 1.12).  ýïîõó âèçóàëüíûõ íàáëþäåíèé â òåëåñêîï âèä óñëîâíîãî çíàêà, èçîáðàæàþùåãî çâåçäó, ñòàë áîëåå êðóãëûì, ñ åäâà íàìå÷åííîé âíóòðè êðóãà ëó÷åâîé ñòðóêòóðîé. À ñ èçîáðåòåíèåì ôîòîïëàñòèíêè è íà÷àëîì ðåãèñòðàöèè çâåçä ñ ïîìîùüþ àñòðîãðàôîâ èçîáðàæåíèÿ çâåçä â àòëàñàõ ñòàëè ïðîñòî êðóæêàìè ðàçíîãî äèàìåòðà, êàê íà ôîòîïëàñòèíêå. Ýòî ìîæíî óâèäåòü íà êàðòàõ êîíöà XIX â.: â àòëàñå Ìåññåðà (ñì. ðèñ. 1.8) çâåçäû ïîñòîÿííîãî áëåñêà èçîáðàæåíû ÷åðíûìè êðóæêàìè (íåãàòèâ!), ïðè÷åì ðàçìåð êðóæêà ïðîïîðöèîíàëåí áëåñêó çâåçäû. Êîëüöà íà ýòîé êàðòå — ýòî ïåðåìåííûå çâåçäû, ïåðå÷åðêíóòûå êðóæêè — äâîéíûå çâåçäû, ïóíêòèðíûå êðóæêè — òóìàííîñòè, à ïóíêòèðíûå çâåçäî÷êè — çâåçäíûå ñêîïëåíèÿ. Ïî ìåðå ïîäãîòîâêè âñå áîëåå ïîäðîáíûõ êàòàëîãîâ çâåçäíîãî íåáà, ñîäåðæàùèõ äàííûå î áîëåå òóñêëûõ çâåçäàõ, â íàó÷íóþ ïðàêòèêó 34

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Ðèñ. 1.12. Èçîáðàæåíèå íå ñóùåñòâóþùåãî íûíå ñîçâåçäèÿ Êîðàáëü Àðãî â «Óðàíîìåòðèè» Èîãàííà Áàéåðà (1603 ã.).

ðåãóëÿðíî ââîäÿòñÿ íîâûå ñèñòåìû îáîçíà÷åíèé, ïðèíÿòûå â êàæäîì èç ýòèõ êàòàëîãîâ. Ïîýòîìó âåñüìà ñåðüåçíóþ ïðîáëåìó ïðåäñòàâëÿåò ïåðåêðåñòíàÿ èäåíòèôèêàöèÿ çâåçä â ðàçíûõ êàòàëîãàõ: îäíà è òà æå çâåçäà ìîæåò èìåòü äåñÿòêè ðàçëè÷íûõ îáîçíà÷åíèé. Ñîçäàþòñÿ ñïåöèàëüíûå áàçû äàííûõ, îáëåã÷àþùèå ïîèñê ñâåäåíèé î çâåçäå ïî ðàçëè÷íûì åå îáîçíà÷åíèÿì; íàèáîëåå ïîëíûå òàêèå áàçû ïîääåðæèâàþòñÿ â Öåíòðå àñòðîíîìè÷åñêèõ äàííûõ â ã. Ñòðàñáóðå, Ôðàíöèÿ (http://cdsweb.u-strasbg.fr). Íåêîòîðûå âûäàþùèåñÿ (íî îòíþäü íå ñàìûå ÿðêèå) çâåçäû èçðåäêà íàçûâàþò èìåíàìè àñòðîíîìîâ, âïåðâûå îïèñàâøèõ èõ óíèêàëüíûå ñâîéñòâà. Íàïðèìåð, «Ëåòÿùàÿ çâåçäà Áàðíàðäà» íàçâàíà â ÷åñòü àìåðèêàíñêîãî àñòðîíîìà Ýäóàðäà Ýìåðñîíà Áàðíàðäà (1857–1923), îáíàðóæèâøåãî åå ðåêîðäíî áûñòðîå ñîáñòâåííîå äâèæåíèå íà íåáå. Ëþáîïûòíî, ÷òî âåëèêîëåïíûé íàáëþäàòåëü Áàðíàðä îòêðûë íåìàëî è äðóãèõ èíòåðåñíûõ çâåçä, ê êîòîðûì «ïðèêëåèëîñü» åãî èìÿ. Íàïðèìåð, â 1900 ã. îí çàìåòèë ÿðêóþ ãîëóáóþ çâåçäó â øàðîâîì ñêîïëåíèè Ìåññüå 13. Ïîñêîëüêó ÿð÷àéøèå çâåçäû øàðîâûõ ñêîïëåíèé — ýòî êðàñíûå ãèãàíòû, ò. å. ñîñòàðèâøèåñÿ çâåçäû òèïà Ñîëíöà, îáíàðóæåíèå ãîëóáîé, à çíà÷èò, ãîðÿ÷åé ÿðêîé çâåçäû â øàðîâîì ñêîïëåíèè Èìåíà è îáîçíà÷åíèÿ çâåçä

35


ñòàëî ñåíñàöèåé, è çà íåé çàêðåïèëîñü èìÿ «Ãîëóáàÿ çâåçäà Áàðíàðäà». Îíà îêàçàëàñü ïåðâûì ïðåäñòàâèòåëåì íîâîãî êëàññà çâåçä. À ïîçæå áûëè âûäåëåíû è «æåëòûå çâåçäû Áàðíàðäà». Èìåííî ïîýòîìó, ãîâîðÿ î çâåçäå Áàðíàðäà, ñëåäóåò óòî÷íÿòü, î êàêîé èç íèõ èäåò ðå÷ü. Ñëåäîì çà «Ëåòÿùåé Áàðíàðäà» ïî ñêîðîñòè ñîáñòâåííîãî äâèæåíèÿ èäåò «çâåçäà Êàïòåéíà», íàçâàííàÿ â ÷åñòü îáíàðóæèâøåãî ýòîò ôàêò íèäåðëàíäñêîãî àñòðîíîìà ßêîáóñà Êîðíåëèóñà Êàïòåéíà (1851–1922). Èçâåñòíû òàêæå «Ãðàíàòîâàÿ çâåçäà Ãåðøåëÿ» (µ Cep, Ðèñ. 1.13. Ýäóàðä Áàðíàðä. î÷åíü êðàñíàÿ çâåçäà-ãèãàíò), «çâåçäà âàí Ìààíåíà» (áëèæàéøèé îäèíî÷íûé áåëûé êàðëèê), «çâåçäà âàí Áèñáðóêà» (ñâåòèëî ðåêîðäíî ìàëîé ìàññû), «çâåçäà Ïëàñêåòòà» (ðåêîðäíî ìàññèâíàÿ äâîéíàÿ çâåçäà), «çâåçäà Áýáêîêà» (ñ ðåêîðäíî ñèëüíûì ìàãíèòíûì ïîëåì) è åùå íåêîòîðûå, â ñóììå — îêîëî äâóõ äåñÿòêîâ çàìå÷àòåëüíûõ çâåçä. Ñëåäóåò ó÷åñòü, ÷òî ýòè èìåíà íèêåì íå óòâåðæäåíû: àñòðîíîìû èñïîëüçóþò èõ «íåîôèöèàëüíî», êàê çíàê óâàæåíèÿ ê ðàáîòå ñâîèõ êîëëåã. Îñîáûé èíòåðåñ ïðè èçó÷åíèè ýâîëþöèè çâåçä ïðåäñòàâëÿþò ïåðåìåííûå çâåçäû, èçìåíÿþùèå ñî âðåìåíåì ñâîé áëåñê. Äëÿ íèõ ïðèíÿòà ñïåöèàëüíàÿ ìåæäóíàðîäíàÿ ñèñòåìà îáîçíà÷åíèé. Åå ñòàíäàðò óñòàíîâëåí «Îáùèì êàòàëîãîì ïåðåìåííûõ çâåçä», êîòîðûé óæå ìíîãèå äåñÿòèëåòèÿ ïîääåðæèâàþò ìîcêîâñêèå àñòðîíîìû (èíòåðíåò-àäðåñ: www.sai.msu.su/groups/cluster/gcvs/gcvs èëè lnfm1.sai.msu.ru/GCVS/ gcvs). Ïåðåìåííûå çâåçäû îáîçíà÷àþò ëàòèíñêèìè ïðîïèñíûìè áóêâàìè îò R äî Z, à çàòåì êîìáèíàöèÿìè êàæäîé èç ýòèõ áóêâ ñ êàæäîé èç ïîñëåäóþùèõ îò RR äî ZZ, ïîñëå ÷åãî èñïîëüçóþòñÿ êîìáèíàöèè âñåõ áóêâ îò A äî Q ñ êàæäîé ïîñëåäóþùåé, îò AA äî QZ (èç âñåõ êîìáèíàöèé èñêëþ÷àåòñÿ áóêâà J, êîòîðóþ ëåãêî ñïóòàòü ñ áóêâîé I). ×èñëî òàêèõ áóêâåííûõ êîìáèíàöèé ðàâíî 334. Ïîýòîìó, åñëè â êàêîì-òî ñîçâåçäèè îòêðûòî áîëüøåå ÷èñëî ïåðåìåííûõ çâåçä, îíè îáîçíà÷àþòñÿ áóêâîé V (îò variable — ïåðåìåííûé) è ïîðÿäêîâûì íîìåðîì, íà÷èíàÿ ñ 335. Ïîñëå êàæäîãî òàêîãî êîäà äîáàâëÿåòñÿ òðåõáóêâåííîå îáîçíà÷åíèå ñîçâåçäèÿ, â êîòîðîì ðàñïîëîæåíà çâåçäà: R CrB, S Car, 36

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


RT Per, FU Ori, V557 Sgr è ò. ä. ßðêèå ïåðåìåííûå èç ÷èñëà çâåçä, îáîçíà÷åííûõ ãðå÷åñêèìè áóêâàìè (ïî Áàéåðó), èíûõ îáîçíà÷åíèé íå ïîëó÷àþò. Ïî ýòîé ñèñòåìå îáîçíà÷àþò ïåðåìåííûå çâåçäû òîëüêî íàøåé Ãàëàêòèêè.  äðóãèõ ãàëàêòèêàõ âûÿâëÿòü ïåðåìåííûå çâåçäû òðóäíî (èç-çà áîëüøèõ ðàññòîÿíèé), ïîýòîìó äëÿ íèõ ñèñòåìà îáîçíà ÷åíèé åùå íå ñëîæèëàñü. Òàêîâà âêðàòöå àñòðîíîìè÷åñêàÿ òðàäèöèÿ çâåçäíûõ èìåí.

Çâåçäû íà ïðîäàæó äíàæäû ìíå íà ðàáîòó ïîçâîíèë íåçíàêîìûé ìîëîäîé ÷åëîâåê, ïðåäñòàâèëñÿ «ïðîñòûì ðîññèéñêèì êîììåðñàíòîì» è âåæëèâî ñïðîñèë: «Ãäå ìîæíî êóïèòü çâåçäó?» Ïî÷óâñòâîâàâ ìîå çàìåøàòåëüñòâî, îí ïîÿñíèë: «Ðàçóìååòñÿ, íå ñàìó çâåçäó, à åå íàçâàíèå. ß õîòåë áû, ÷òîáû èìÿ ìîåé æåíû ïðèñâîèëè îäíîé èç çâåçä. ß ñëûøàë, ÷òî ýòî âîçìîæíî. Äåíüãè ó ìåíÿ åñòü, íî îáðàùàòüñÿ ê ïðîõîäèìöàì îïàñàþñü. Ïîýòîìó ïîçâîíèë ñðàçó âàì — ïðîôåññèîíàëüíûì àñòðîíîìàì. Âåäü çâåçäû — ýòî âàø áèçíåñ?» ß ïîäòâåðäèë, ÷òî èçó÷åíèåì çâåçä ìû çàíèìàåìñÿ, íî ïðèñâàèâàòü èì èìåíà, äà åùå çà äåíüãè — òàêîé «óñëóãè» ó íàñ íåò. «Êàê æå òàê? — èçóìèëñÿ ìîé ñîáåñåäíèê. — ß ñàì âèäåë îáúÿâëåíèÿ î òîì, ÷òî ìîæíî êóïèòü èìÿ äëÿ çâåçäû. Èõ ïðîäàþò ôèðìû â Ïàðêå êóëüòóðû è, êàæåòñÿ, ïðè Ìîñêîâñêîì ïëàíåòàðèè. Íî ÿ ðåøèë, ÷òî ó âàñ-òî ýòî áóäåò ïîíàäåæíåå». Äàëåå îí ðàññêàçàë, ÷òî ïðîäàæåé çâåçä â Ìîñêâå çàíèìàåòñÿ íåêîå ÀÎ «Êîñìîñ—Çåìëÿ», òî ñàìîå, ÷òî «ïðèçåìëèëî» ðàêåòîïëàí «Áóðàí» â Ïàðêå êóëüòóðû èìåíè Ãîðüêîãî, à òåïåðü îíî ãîòîâî ïðîäàâàòü èìåíà çâåçä ëþáîìó æåëàþùåìó. Îïëàòèâ óñëóãó ïî òàêñå (ñì. íèæå), âû ïîëó÷àåòå ñåðòèôèêàò, êîòîðûé «ñâèäåòåëüñòâóåò, ÷òî [òàêîé-òî ãðàæäàíèí] ÿâëÿåòñÿ ïîëíîïðàâíûì âëàäåëüöåì íàèìåíîâàíèÿ çâåçäû», è äàëüøå ñëåäóþò åå äàííûå: çâåçäíàÿ âåëè÷èíà, êîîðäèíàòû, ñîçâåçäèå. «Çâåçäå ïðèñâîåíî èìÿ [òàêîå-òî, ïî óñìîòðåíèþ ïîêóïàòåëÿ]». Ïîä ýòèì äîêóìåíòîì ñòîèò ïîäïèñü ïðåçèäåíòà ÀÎ «Êîñìîñ— Çåìëÿ» çíàìåíèòîãî êîñìîíàâòà ¹ 2 ãåíåðàëà Ãåðìàíà Òèòîâà. Ïðèçíàþñü, â òîò ìîìåíò ÿ íå äî êîíöà ïîâåðèë óñëûøàííîìó: ðàññêàç íåçíàêîìöà ïîêàçàëñÿ ìíå êàêèì-òî áðåäîì. Íî âñå ýòî îêàçàëîñü ÷èñòîé ïðàâäîé: ñïóñòÿ íåñêîëüêî äíåé â ïî÷òîâîì ÿùèêå ÿ íàøåë ðåêëàìíóþ ãàçåòó «Öåíòð-ïëþñ» (1997, ¹ 32, 22 àâã.), ñîîáùàâøóþ î ïîëó÷åíèè åþ ñåðòèôèêàòà èç Ïàðêà êóëüòóðû.  áóìàãå óòâåðæäàëîñü, ÷òî çâåçäå 12,9 çâåçäíîé âåëè÷èíû èç ñîçâåçäèÿ Àíäðîìåäû (êîîðäèíàòû: ñêëîíåíèå +25° 47¢ 18² è ïðÿìîå âîñõîæäåíèå 12h 46m 40,1s) äàíî èìÿ

Î

Çâåçäû íà ïðîäàæó

37


ýòîé ãàçåòû. Æóðíàëèñòû ïî ýòîìó ïîâîäó íå ìîãëè ñäåðæàòü ñâîåãî âîñòîðãà (èëè óìåëî åãî èìèòèðîâàëè): «Çâåçäå ïðèñâîåíî èìÿ ãàçåòû „Öåíòð-ïëþñ“. Ñåðòèôèêàò ñåðèè 01 ¹ 0021 ïîäïèñàë ëåò÷èê-êîñìîíàâò íîìåð äâà — Ãåðìàí Òèòîâ. Ýòî — ïðàâäà, è ïîòîìó — ôàíòàñòèêà! Íèêòî èç íàñ íå îæèäàë, ÷åñòíîå ñëîâî! Ìû âçâîëíîâàíû. Ïîñëóøàéòå! Âåäü åñëè çâåçäû çàæèãàþò, çíà÷èò, ýòî êîìó-íèáóäü íóæíî?» Ïðî÷èòàë ÿ ýòî, è ñðàçó çàõîòåëîñü ïåðåôðàçèðîâàòü ïîýòà: «…åñëè çâåçäû íàçûâàþò, çíà÷èò, ýòî êîìó-íèáóäü íóæíî!» Çàæèãàòü çâåçäû — äåëî õëîïîòíîå. Ãîðàçäî ïðîùå è ïðèáûëüíåå ïðîäàâàòü â ðîçíèöó èõ èìåíà. Âïðî÷åì, äàæå â òàêîì íåñëîæíîì äåëå, íå èìåÿ íàâûêîâ, ìîæíî ïîïàñòü ïàëüöåì â íåáî. Ãàçåòó «Öåíòð-ïëþñ» íàäóëè äâàæäû: âî-ïåðâûõ, åå èìÿ íå ïîÿâèòñÿ íà íåáå, à âî-âòîðûõ, åãî ïîïûòàëèñü ïðèñâîèòü íåñóùåñòâóþùåé çâåçäå!  îáëàñòè íåáà ñ óêàçàííûìè êîîðäèíàòàìè íåò íå òîëüêî çàõóäàëîé çâåçäû, íî äàæå óïîìÿíóòîãî ñîçâåçäèÿ! Ê ñîæàëåíèþ, âî âðåìÿ òåëåôîííîãî ðàçãîâîðà ÿ åùå íå çíàë ïðî ýòîò êàçóñ ñ ãàçåòîé, èíà÷å áû ìû ñ ìîèì ñîáåñåäíèêîì õîðîøî ïîñìåÿëèñü. Íà åãî âîïðîñ, êòî âïðàâå äàâàòü çâåçäàì èìåíà, ÿ îòâåòèë, ÷òî, âîîáùå ãîâîðÿ, ýòî âïðàâå äåëàòü ëþáîé ÷åëîâåê: íè ó êîãî íåò ìîíîïîëèè íà èìåíà çâåçä. Åñëè âû õîòèòå íàçûâàòü Ïîëÿðíóþ çâåçäó èìåíåì ñâîåé âîçëþáëåííîé èëè òåùè, íèêòî âàì ýòîãî íå çàïðåòèò. Âû ìîæåòå ñîîáùèòü ýòî èìÿ ñâîèì çíàêîìûì, è åñëè âàøà èäåÿ èì ïîíðàâèòñÿ, òî è îíè âïðàâå íàçûâàòü ýòó çâåçäó òàê æå, êàê âû. Íî íóæíî èìåòü â âèäó, ÷òî àñòðîíîìû åå òàê íàçûâàòü íå áóäóò — â ñâîè êàòàëîãè è íåáåñíûå êàðòû îíè íå ñòàíóò âíîñèòü èñïðàâëåíèÿ. Êàêèì áû áëàãîçâó÷íûì íè áûëî íîâîå èìÿ, àñòðîíîìû ñîõðàíÿò òðàäèöèîííîå, èñõîäÿ èç ÷èñòî ïðàêòè÷åñêèõ ñîîáðàæåíèé: îíè íå õîòÿò, ïîäîáíî ãåîãðàôàì, ïîñòîÿííî ïåðåäåëûâàòü ñâîè êàðòû ñîîáðàçíî ñ ÷üèìè-òî ïîëèòè÷åñêèìè è êîììåð÷åñêèìè èíòåðåñàìè. Áåäíûì ãåîãðàôàì ïðèõîäèòñÿ ñîñòàâëÿòü òàáëèöû èäåíòèôèêàöèè èìåí îäíèõ è òåõ æå îáúåêòîâ, íîñÿùèõ â ðàçíûõ ñòðàíàõ ðàçíûå íàçâàíèÿ (îáû÷íî ýòî îñòðîâà è ïðîëèâû). ß ïðèçíàëñÿ ñîáåñåäíèêó, ÷òî çà ïðîøåäøèå ñòîëåòèÿ ìû óæå íåìàëî íà÷óäèëè ñ èìåíàìè çâåçä. Ñàìûå ÿðêèå ñâåòèëà, êàê ïðàâèëî, èìåþò íåñêîëüêî èìåí, ïðè÷åì ó êàæäîãî äðåâíåãî íàðîäà îíî ñâîå: íàïðèìåð, íàçâàíèå a Îðèîíà — Áåòåëüãåéçå, êàê óæå ãîâîðèëîñü, ïðèíÿòî âûâîäèòü èç àðàáñêîãî «ïîäìûøêà ãèãàíòà», à ó áóøìåíîâ ýòà çâåçäà íàçûâàåòñÿ «Ñàìêà àíòèëîïû». Åñòü ó ÿðêèõ çâåçä è íåñêîëüêî íàó÷íûõ îáîçíà÷åíèé â ñîîòâåòñòâèè ñ êàòàëîãàìè, â êîòîðûå îíè çàíåñåíû. Íàïðèìåð, Êàïåëëà — îíà æå a Âîçíè÷åãî â êàòàëîãå È. Áàéåðà 38

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


(1603 ã.), 13 Aurigae ïî êàòàëîãó Ä. Ôëåìñòèäà (1725 ã.), ADS 3841A â Êàòàëîãå äâîéíûõ çâåçä Ð. Ã. Ýéêèíà (1932 ã.), ÊÇÏ I 100460 â «Êàòàëîãå çâåçä, çàïîäîçðåííûõ â ïåðåìåííîñòè áëåñêà» (Ìîñêâà, 1951 ã.), è ò. ä. Ó íåêîòîðûõ çâåçä íàèìåíîâàíèé íå ìåíüøå, ÷åì êëè÷åê ó çàêîðåíåëîãî ðåöèäèâèñòà. Ïðè òàêîì ðàçíîîáðàçèè îáîçíà÷åíèé íå âñåãäà óäàåòñÿ ïîíÿòü, èäåò ëè ðå÷ü îá îäíîì è òîì æå èëè î ðàçíûõ îáúåêòàõ. Ïîýòîìó àñòðîíîìû ÷àñòî ïðåäïî÷èòàþò èìåíàì çâåçäû åå íåáåñíûå êîîðäèíàòû: çíà÷èòåëüíî ïðîùå è íàäåæíåå îòîæäåñòâëÿòü îáúåêò ïî åãî «ìåñòó ïðîïèñêè» íà íåáå.  ýòîì ÷óâñòâóåòñÿ ÷òî-òî ðîäñòâåííîå íàøåé ïàñïîðòíîé ñèñòåìå. Çâåçäû ïðèïèñàíû ê ñâîèì ìåñòàì, è èìåí èì, âîîáùå ãîâîðÿ, íå òðåáóåòñÿ. Ïîýòîìó çâåçäàì ñîáñòâåííûõ íàçâàíèé íå äàþò. Ýòî íå çàêîí, à òðàäèöèÿ, íî íèêòî èç ïðîôåññèîíàëîâ è äàæå ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè íå ñîáèðàåòñÿ åå íàðóøàòü. Ìû ïîãîâîðèëè åùå ìèíóò ïÿòü; ÿ îáúÿñíèë, à óìíûé ÷åëîâåê ïîíÿë ñèòóàöèþ. «Æàëü, — ñêàçàë îí, ïðîùàÿñü, — õîòåë ïîäàðèòü çâåçäó ëþáèìîìó ÷åëîâåêó, íî òåïåðü ïîíèìàþ, ÷òî çà äåíüãè èìÿ çâåçäå íå äàøü. Íó ÷òî æå, áóäó èñêàòü äðóãîé ïîäàðîê». ß ïîæåëàë åìó óäà÷è è ïîäóìàë, ÷òî, ñêîðåå âñåãî, ìîå ïîæåëàíèå ñáóäåòñÿ: âî-ïåðâûõ, ó ìîëîäîãî êîììåðñàíòà åñòü ÷óòüå íà ãðÿçíûé áèçíåñ — íåäàðîì îí íå «êëþíóë» íà ïîñóëû ôèðì, òîðãóþùèõ çâåçäàìè, à âî-âòîðûõ, ýòî íàñòîÿùèé ðîìàíòèê: ðåøèë äîñòàòü äëÿ ëþáèìîé çâåçäó ñ íåáà! Äëÿ òàêîãî ÷åëîâåêà áóäóò îòêðûòû ñåðäöà ëþäåé, à ýòî â áèçíåñå íåìàëîâàæíî. Ðàçãîâîð íàø çàêîí÷èëñÿ, îäíàêî ê ïðåðâàííîé ðàáîòå ÿ âåðíóëñÿ íå ñðàçó: âñå äóìàë — à êòî æå äåéñòâèòåëüíî âïðàâå ïðèñâàèâàòü çâåçäàì èìåíà? Êòî èëè ÷òî ìîæåò òàêîå ïðàâî äàòü? Íàðîäíàÿ ìóäðîñòü ó÷èò: ïðàâà íå äàþò — èõ áåðóò! Îáðàòèâøèñü ê èñòîðèè, ìû óâèäèì, ÷òî ëþáàÿ íàñèëüñòâåííàÿ ñìåíà âëàñòè — ðåâîëþöèÿ — ïåðâûì äåëîì äàâàëà íîâûå èìåíà óëèöàì, ãîðîäàì, ñòðàíàì, ìåñÿöàì ãîäà è äàæå çâåçäàì. Ê ïðèìåðó, ïîñëå 1917 ã. ïðåäëàãàëè çâåçäó Àíòàðåñ íàçâàòü Çâåçäîé Âåëèêîé Îêòÿáðüñêîé Ðåâîëþöèè; îíà, âèäèòå ëè, ÿðêî-êðàñíàÿ è âèäíà â ëó÷àõ çàõîäÿùåãî Ñîëíöà îêîëî äíÿ èñòîðè÷åñêîãî ïåðåâîðîòà — 7 íîÿáðÿ. Ñëàâà áîãó, èäåÿ íå ïðèæèëàñü: íàâÿçàííûå ñâåðõó íàçâàíèÿ æèâóò íåäîëãî.  ïàìÿòè ëþäåé îñòàþòñÿ òîëüêî çàñëóæåííûå èìåíà: çàêîí Îìà, ðåãóëÿòîð Óàòòà, ëîøàäü Ïðæåâàëüñêîãî. Òî, ÷òî ÷åëîâåê îòêðûë èëè èçîáðåë, ïî ïðàâó äîëæíî íîñèòü åãî èìÿ. È âîò ÷òî ëþáîïûòíî: êàê ïðàâèëî, ýòè èìåíà íå «äàþòñÿ», à êàê-òî ñàìè «ïðèñòàþò» ê èçîáðåòåíèÿì è îòêðûòèÿì.  íåáåñíûõ äåëàõ, â îáùåì, òàêèå æå ïîðÿäêè: àñòðîíîìè÷åñêèå ïðèáîðû è ìåòîäû ÷àñòî íàçûâàþò èìåíàìè èõ ñîçäàòåëåé: òåëåñêîï ñèñòåìû Íüþòîíà (èëè ïðîñòî — íüþòîíîâñêèé òåëåñêîï), òåëåñêîï Çâåçäû íà ïðîäàæó

39


Ìàêñóòîâà, êàìåðà Øìèäòà, äèàôðàãìà Ãàðòìàíà, äèàãðàììà Ãåðöøïpóíãà—Ðàññåëà, îáëàêî Îîðòà. Ñóùåñòâóåò òðàäèöèÿ íàçûâàòü èìåíàìè ïåðâîîòêðûâàòåëåé íåêîòîðûå íåîæèäàííî ïîÿâëÿþùèåñÿ îáúåêòû, ñêàæåì, êîìåòû. Ýòî ñòèìóëèðóåò èõ ïîèñê, îñîáåííî ñðåäè ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè, è ñëóæèò ëîâöó êîìåò äîñòîéíîé íàãðàäîé çà íåëåãêèé òðóä. Íî çâåçäàì ñåãîäíÿ íèêòî ëè÷íûõ èìåí íå äàåò. À, ñîáñòâåííî, ïî÷åìó? Ïî÷åìó áû íå íàçâàòü çâåçäó èìåíåì ñâîåé ëþáèìîé? Ïóñòü äàæå çà äåíüãè: òðóä çâåçäî÷åòà äîëæåí îïëà÷èâàòüñÿ. À íåëüçÿ ëè ïî ñõîäíîé öåíå êóïèòü ó÷àñòîê çåìëè íà Ëóíå, Âåíåðå èëè Ìàðñå? Ïîñêîëüêó ïîäîáíûå âîïðîñû íå ïðèõîäèëè ó÷åíûì â ãîëîâó, òî è îòâåòà íà íèõ ðàíüøå íèãäå íåëüçÿ áûëî îòûñêàòü. Ïîýòîìó è íàøëèñü äåëîâûå ëþäè, êîòîðûå ðåøèëè íàëàäèòü íåáåñíûé áèçíåñ. Çâåçäíàÿ êîììåðöèÿ ñòàðòîâàëà â 1979 ã. â âèäå ëîíäîíñêîé êîìïàíèè International Star Registry. Äåëî øèðîêî ðàçâåðíóëîñü â íà÷àëå 1990-õ ãã. è äîâîëüíî áûñòðî ÷åðåç Èíòåðíåò îõâàòèëî âåñü ìèð. Ðàçëè÷íûå èçäàíèÿ, â çàâèñèìîñòè îò ñâîåé ðåñïåêòàáåëüíîñòè, ëèáî ñïåøàò ïðåäóïðåäèòü äîâåð÷èâóþ ïóáëèêó è âûñìåèâàþò ëóêàâûõ êîììåðñàíòîâ, ëèáî ñ óìèëåíèåì ïèøóò î íîâûõ èìåíàõ çâåçä — «Þðèé Ëóæêîâ», «Âàí Êëèáåðí», «Èðèíà Ñëóöêàÿ»… Ëþäÿì ìîãóùåñòâåííûì èëè çíàìåíèòûì çâåçäû äàðÿò â ðåêëàìíûõ öåëÿõ, à îñòàëüíûì ïðåäëàãàþò êóïèòü. È âåäü ïîêóïàþò! Ðàñöåíêè â ÀÎ «Êîñìîñ—Çåìëÿ» íà ýòîò òîâàð íà íà÷àëî 2008 ã. ïåðåä âàìè. Çâåçäû îò 1m äî 4m, âèäèìûå â ãîðîäå íåâîîðóæåííûì ãëàçîì Çâåçäû 5m, âèäèìûå çà ãîðîäîì íåâîîðóæåííûì ãëàçîì Çâåçäû 6m, ñ òðóäîì äîñòóïíûå íåâîîðóæåííîìó ãëàçó Çâåçäû 7m, âèäèìûå â ïðîñòîé áèíîêëü Çâåçäû 8m, âèäèìûå â ïðîñòîé áèíîêëü Çâåçäû 9m, âèäèìûå â ñèëüíûé áèíîêëü Çâåçäû 10m, âèäèìûå â ñèëüíûé áèíîêëü Çâåçäû 11m–15m, âèäèìûå â òåëåñêîï

öåíà äîãîâîðíàÿ 93 000 ðóá. 47 700 ðóá. 22 500 ðóá. 14 970 ðóá. 9 750 ðóá. 6 900 ðóá. 4 500–750 ðóá.

 ýòîì òàðèôå ïðîñëåæèâàåòñÿ ïðîñòàÿ çàêîíîìåðíîñòü, êîòîðàÿ áåç òðóäà ïîçâîëÿåò îöåíèòü ñòîèìîñòü ïðèñâîåíèÿ èìåí ñàìûì ÿðêèì ñâåòèëàì: çâåçäû 2m ñòîÿò ïîðÿäêà 1 ìëí ðóá. Äëÿ ñïðàâêè: ÿðêèõ çâåçä îò 1m äî 4m íà íåáå ìàëî — îêîëî 600. Ìíîãèå èç íèõ, êàê ìû óæå çíàåì, èìåþò òðàäèöèîííûå èìåíà (Ïîëÿðíàÿ, Àëüäåáàðàí, Ñïèêà, Ôîìàëüãàóò è ò. ï.), íà îñòàâøèõñÿ áåçûìÿííûìè ÿðêèõ çâåçäàõ áîëüøèõ áàðûøåé íå ïîëó÷èøü. Ïîýòîìó â ðåêëàìíûõ öåëÿõ ïîëåçíåå äàðèòü ÿðêèå çâåçäû çíàìåíèòîñòÿì, ÷òî è ïðîèñõîäèò. Çàòî òóñêëûõ çâåçä ìíîãî: íàïðèìåð, çâåçä 6m îêîëî 4 000, 9m — îêîëî 100 òûñ., à 12m — áî40

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


ëåå ìèëëèîíà! Åñëè ðàñïðîäàòü âñå çâåçäû äî 9m, áåç òðóäà çàìåòíûå â ëþáîé áèíîêëü, âûðó÷êà òîëüêî çà ôàêò «ïðèñâîåíèÿ èìåíè» ñîñòàâèò îêîëî 1,5 ìëðä ðóá. À âåäü ïðè ïîêóïêå êàæäîãî èìåíè íóæíî åùå îïëàòèòü äèïëîì è åãî äîñòàâêó (îò 1 äî 9 òûñ. ðóá.); ìîæíî çàêàçàòü «Ïàñïîðò çâåçäû» (åå èñòîðè÷åñêèå è ôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè) — öåíà îêîëî 6000 ðóá; ôîòî çâåçäû â ðàìêå — 1500 ðóá.; «Çâåçäíûé êàòàëîã» — îò 3 äî 12 òûñ. ðóá. Íàïîìíþ, ÷òî êóðñ äîëëàðà è åâðî â 2011 ã. ñîñòàâëÿåò ñîîòâåòñòâåííî îêîëî 30 è 40 ðóá. Äóìàþ, ïðèâåäåííûõ öèôð äîñòàòî÷íî, ÷òîáû îöåíèòü ðàçìàõ ýòîãî íåïûëüíîãî áèçíåñà. Ïèàð-ïîääåðæêó ýòîé òîðãîâëè îñóùåñòâëÿþò íåêîòîðûå èç íûíåøíèõ êîñìîíàâòîâ, êîòîðûå âîâñå íå ãíóøàþòñÿ ïðîäàæåé çâåçä: çàÿâëåíî, ÷òî «äîêóìåíòû íà çâåçäû, âèäèìûå íåâîîðóæåííûì âçãëÿäîì (VIP) âðó÷àþòñÿ êîñìîíàâòàìè ÐÔ». ×òî òóò ñêàæåøü? Êîñìîíàâòû âñåãäà áûëè íàðîäíûìè ãåðîÿìè, à ïåðâûå êîñìîíàâòû — êóìèðàìè. Êàê ìîæíî ñîìíåâàòüñÿ â öåííîñòè «Ñåðòèôèêàòà íà ïðàâî âëàäåíèÿ íàèìåíîâàíèåì çâåçäû», åñëè ïîä íèì ñòîèò ïîäïèñü ëåãåíäàðíîãî êîñìîíàâòà Ãåðìàíà Òèòîâà, íûíå ïîêîéíîãî, à âðó÷àåò âàì ýòó çàìå÷àòåëüíóþ áóìàãó ìîëîäîé ãåðîé êîñìîñà? Òîðãîâëÿ èìåíàìè çâåçä ïðèíÿëà ñåé÷àñ òàêèå ìàñøòàáû, ÷òî íà ýòî îáðàòèëà âíèìàíèå ñîëèäíàÿ íàó÷íàÿ îðãàíèçàöèÿ — Ìåæäóíàðîäíûé àñòðîíîìè÷åñêèé ñîþç (ÌÀÑ), îáúåäèíÿþùèé îêîëî 10 000 ïðîôåññèîíàëüíûõ ó÷åíûõ èç 87 ñòðàí — òî åñòü ïðàêòè÷åñêè âñåõ äåéñòâóþùèõ àñòðîíîìîâ ìèðà. Íà ñâîåì ñàéòå ó÷åíûå ðàçìåñòèëè ñïåöèàëüíóþ ñòðàíèöó (http://www.iau.org/IAU/FAQ/starnames.html), ïîñâÿùåííóþ ïðàêòèêå ïðèñâîåíèÿ èìåí íåáåñíûì îáúåêòàì è íåçàêîííîñòè òîðãîâëè èìè. Âîò âûäåðæêè èç ýòîãî ñîîáùåíèÿ.

«Î ôàêòàõ ïðèñâîåíèÿ èìåí çâåçäàì Ìåæäóíàðîäíûé àñòðîíîìè÷åñêèé ñîþç ïîëó÷àåò âñå âîçðàñòàþùèé ïîòîê ïèñåì îò ÷àñòíûõ ëèö, æåëàþùèõ êóïèòü çâåçäó èëè ïðèñâîèòü åé èìÿ. ÌÀÑ çíàåò, ÷òî íåêîòîðûå êîììåð÷åñêèå îðãàíèçàöèè ïðåäëàãàþò òàêèå óñëóãè çà îïðåäåëåííóþ ïëàòó. Íà ñàìîì æå äåëå ïðèñâîåííûå òàêèì îáðàçîì „èìåíà“ íå èìåþò íèêàêîé îôèöèàëüíîé öåííîñòè: íåêîòîðûå ÿðêèå çâåçäû óæå èìåþò äðåâíèå, êàê ïðàâèëî, àðàáñêèå èìåíà, à îñòàëüíûå íàçûâàþò ïî èõ íîìåðó â êàòàëîãå èëè ïî êîîðäèíàòàì èõ ïîëîæåíèÿ íà íåáå. Ãåíåðàëüíîìó ñåêðåòàðþ ÌÀÑ ñòàëî èçâåñòíî, ÷òî íåêîòîðûå èç ýòèõ êîìïàíèé ñîîáùàþò êëèåíòàì, ÷òî ÌÀÑ çíàåò, îäîáðÿåò è äàæå ñîòðóäíè÷àåò ñ íèìè â äåëå „òîðãîâëè“ èìåíàìè çâåçä. Ïîýòîìó ÌÀÑ êàòåãîðè÷åñêè çàÿâëÿåò, ÷òî ýòî — ëîæü, íå èìåþùàÿ ïîä ñîáîé íèêàêèõ îñíîâàíèé. Çâåçäû íà ïðîäàæó

41


Âî âñåõ ñëó÷àÿõ, ñòàâøèõ íàì èçâåñòíûìè, ìû ïîñûëàëè ñîîòâåòñòâóþùåé êîìïàíèè ïèñüìåííîå çàÿâëåíèå î òîì, ÷òî âñå ññûëêè íà ÌÀÑ íåçàêîííû è äîëæíû áûòü íåìåäëåííî ïðåêðàùåíû. Åñëè êîìïàíèÿ, íåñìîòðÿ íà ïðåäóïðåæäåíèå, ïðîäîëæàåò ñâîþ ñêâåðíóþ ïðàêòèêó, òî ýòî ÿâëÿåòñÿ áåññòûäíûì ïðàâîâûì íàðóøåíèåì, êîòîðûì äîëæíî çàèíòåðåñîâàòüñÿ öåíòðàëüíîå èëè ìåñòíîå àãåíòñòâî ïî çàùèòå ïðàâ ïîòðåáèòåëÿ. Íåêîòîðûå àãåíòñòâà óæå ïðîâåëè ìåðîïðèÿòèÿ ïðîòèâ ïîäîáíûõ êîìïàíèé, îáìàíûâàþùèõ ñâîèõ êëèåíòîâ. ÌÀÑ ñ áëàãîäàðíîñòüþ ïðèìåò äîêóìåíòàëüíî ïîäòâåðæäåííóþ èíôîðìàöèþ î ñëó÷àÿõ íåçàêîííîãî èñïîëüçîâàíèÿ ñâîåãî èìåíè è áóäåò áîðîòüñÿ ñî âñåìè çëîóïîòðåáëåíèÿìè ïîäîáíîãî ðîäà âñåìè äîñòóïíûìè ñïîñîáàìè. Ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå, ÷òî òîëüêî â íàøåé Ãàëàêòèêå èìååòñÿ ïðèìåðíî 100 000 000 000 çâåçä, ñîâåðøåííî ÿñíî, íàñêîëüêî àáñóðäíà „ïðîäàæà“ çâåçä èëè èõ èìåí.  ïðèíöèïå, â Ãàëàêòèêå ìîãóò áûòü è äðóãèå ñóùåñòâà, êîíêóðèðóþùèå íà ýòîì ðûíêå. Çâåçäû íåëüçÿ îòãîðîäèòü çàáîðîì, çàáðàòü äîìîé èëè çàïåðåòü â ïîäâàëå. Ïîäîáíî ìíîãèì ïðåêðàñíûì âåùàì, êðàñîòà íî÷íîãî íåáà — íå äëÿ ïðîäàæè, à äëÿ íàñëàæäåíèÿ âñåõ ëþäåé, æèâóùèõ íà Çåìëå. È ýòî êàñàåòñÿ íå òîëüêî îòäåëüíûõ çâåçä, íî è çâåçäíûõ ñêîïëåíèé è ãàëàêòèê. Ê òîìó æå ñåé÷àñ ïîÿâèëàñü âîçìîæíîñòü èññëåäîâàòü çâåçäíîå íåáî, íå âûõîäÿ èç äîìà. Ýëåêòðîííûé ïëàíåòàðèé ñ îáçîðîì âñåãî íåáà ìîæíî ñîâñåì íåäîðîãî êóïèòü íà CD. Ýòî ïîçâîëèò âàì „áðîäèòü“ ñðåäè ìèëëèîíîâ ñâåòèë íà ýêðàíå âàøåãî êîìïüþòåðà. Èìåííî ýòè êàðòû è ñîñòàâëÿþò áàçó äàííûõ íåêîòîðûõ êîìïàíèé, òîðãóþùèõ èìåíàìè çâåçä. Òàê çà÷åì æå ïëàòèòü çà îäíó çâåçäó, åñëè ìîæíî ïîëó÷èòü èõ ìíîãî? Íåñìîòðÿ íà ïðèâåäåííûå âûøå ðàçúÿñíåíèÿ, â ïîñëåäíåå âðåìÿ ìû âñå ðàâíî ïîëó÷àåì çàïðîñû â ñâÿçè ñ ïðîäàæåé èìåí çâåçä. Äëÿ ïîòåíöèàëüíûõ ïîêóïàòåëåé ìû ïðåäëàãàåì ñëåäóþùèé ñïèñîê ÷àñòî çàäàâàåìûõ âîïðîñîâ è íàøèõ îòâåòîâ íà íèõ, êàñàþùèõñÿ ïîêóïêè èìåí çâåçä èëè äðóãèõ íåáåñíûõ îáúåêòîâ. Êàêîâî çàêîííîå ïîëîæåíèå äåë â ýòîé îáëàñòè? ÌÀÑ ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííîé ìåæäóíàðîäíî ïðèçíàííîé îðãàíèçàöèåé, óïîëíîìî÷åííîé äàâàòü íàçâàíèÿ íåáåñíûì òåëàì è äåòàëÿì íà èõ ïîâåõíîñòè. Èìåíà íå ïðîäàþòñÿ, à ïðèñâàèâàþòñÿ ïî ïðèíÿòûì ìåæäóíàðîäíûì ïðàâèëàì. ×òî ýòî îçíà÷àåò íà ïðàêòèêå? Âñå î÷åíü ïðîñòî: èìåíà, ïðèñâàèâàåìûå ÌÀÑ, ïðèçíàþòñÿ è èñïîëüçóþòñÿ âñåìè ó÷åíûìè, êîñìè÷åñêèìè àãåíòñòâàìè è âëàñòÿìè ïî âñåìó ìèðó. Ïðè íàáëþäåíèÿõ çâåçä è ïëàíåò, ïðè çàïóñêå ê íèì

!

!

42

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòîâ, ïðè ðåïîðòàæàõ î íèõ â íîâîñòÿõ èñïîëüçóþòñÿ êàê ðàç èìåíà íåáåñíûõ òåë, ïðèñâîåííûå ÌÀÑ. Ýòè ïðàâèëà òâåðäî óñòàíîâëåíû è çàêðåïëåíû þðèäè÷åñêèì ïðàâîì, äåéñòâóþùèì â ïåðâóþ î÷åðåäü âíóòðè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, íà êîòîðóþ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ è êîíâåíöèÿ ÎÎÍ. Ñîçäàòåëè ìåæäóíàðîäíîãî ïðàâà çàíÿòû áîëåå íàñóùíûìè äåëàìè, ÷åì ðàçðàáîòêà ñòðîãèõ ïðàâèë „òîðãîâëè“ íåäîñÿãàåìûìè óãîëêàìè áåñêîíå÷íîãî ïðîñòðàíñòâà. Ïîýòîìó íå ñóùåñòâóåò ïèñüìåííîãî òåêñòà, êîòîðûé ìîæíî áûëî áû ïåðåâðàòü è íåïðàâèëüíî èíòåðïðåòèðîâàòü, à åñòü òîëüêî ïðîñòîé è ÷åòêèé ôàêò. Íî åñëè ÿ âñå æå î÷åíü õî÷ó, òî ìîãó ëè ÿ êóïèòü èìÿ çâeçäû? Åñòåñòâåííî, íàéäåòñÿ íåìàëî ëþäåé, êîòîðûå áóäóò ñ÷àñòëèâû ïðîäàòü åãî âàì! Îäíàêî… À ìîæåòå âû ñêàçàòü, êòî è ãäå? Èçâèíèòå, íî ìû — íàó÷íàÿ îðãàíèçàöèÿ, èìåþùàÿ äåëî ñ ðåàëüíûìè ôàêòàìè. Ìû íå ñîáèðàåì àäðåñà êîìïàíèé, òîðãóþùèõ ôèêòèâíûì òîâàðîì. ß ñàì íàøåë ïðîäàâöà; ÷òî ÿ ïîëó÷ó îò íåãî? Äîâîëüíî äîðîãîé ëèñò áóìàãè è êðàòêîâðåìåííîå óäîâîëüñòâèå, êàê â ñëó÷àå, êîãäà âû ïðåäïî÷òåòå âûïèòü ÷àøêó ÷àÿ âìåñòî ïðåäïèñàííîãî âðà÷îì ëåêàðñòâà. Íî â äàííîì ñëó÷àå âû íå ðèñêóåòå çàáîëåòü, à âñåãî ëèøü òåðÿåòå äåíüãè. Íî ýòî èìÿ óíèêàëüíî, íå òàê ëè? Åñëè âàì ïîïàëàñü óìíàÿ êîìïàíèÿ, òî â åå ñïèñêå ýòî èìÿ áóäåò óíèêàëüíûì. Èíà÷å âû ìîæåòå ïîäàòü íà íåå â ñóä. Äëÿ êàæäîãî, êòî õî÷åò êóïèòü èìÿ çâåçäû, íàéäåòñÿ áîëåå ÷åì äîñòàòî÷íî çâåçä. Íî íè îäíà ñòðàíà, íè îäíà âëàñòü èëè ó÷åíûé âî âñåì ìèðå íå ïðèçíàþò è íå èñïîëüçóþò «âàøå» èìÿ çâåçäû. È íåò ïðåïÿòñòâèé äëÿ òîãî, ÷òîáû âàø èëè êàêîé-ëèáî äðóãîé ïðîäàâåö íå ïðîäàë «âàøó» çâåçäó äðóãîìó ïîêóïàòåëþ. À ÷òî åñëè íà èíûõ ïëàíåòàõ âî Âñåëåííîé åñòü òàêèå æå ëîâêèå áèçíåñìåíû?.. ß ñëûøàë îò äðóãèõ ïîêóïàòåëåé, ÷òî èìÿ ñîõðàíÿåòñÿ íàâå÷íî. Ïðîñòèòå, íî ýòî íå òàê. Èìÿ, çà êîòîðîå âû çàïëàòèëè, ìîæåò áûòü ïðîèãíîðèðîâàíî, çàáûòî èëè ïðîäàíî îïÿòü è îïÿòü ïîñëå âàøåé (èëè òîãî ÷åëîâåêà, â ÷åñòü êîòîðîãî âû êóïèëè èìÿ ýòîé çâåçäû) ñìåðòè, êàê, âïðî÷åì, è äî íåå. Ïðèçíàåò ëè ñóä ìîå ïðàâî íà èìÿ çâåçäû, çà êîòîðîå ÿ çàïëàòèë? Ïîïðîáóéòå ñâÿçàòüñÿ ñ âàøèì àäâîêàòîì. Îí èëè ïîñìååòñÿ íàä âàìè, èëè ïîñîâåòóåò âëîæèòü äåíüãè âî ÷òî-íèáóäü áîëåå ïðîäóêòèâíîå.

! ! !

!

!

!

Çâåçäû íà ïðîäàæó

43


! ×òî âû ñêàæåòå î êîìïàíèÿõ, ïðåäëàãàþùèõ êóïèòü ó÷àñòêè íà

ïîâåðõíîñòè Ëóíû èëè íåêîòîðûõ ïëàíåò? Îíè íå òàê äàëåêè, êàê çâåçäû, è ÿ, êîíå÷íî, ìîãó âëàäåòü ó÷àñòêîì, êîòîðûé êóïèë? Ñì. îòâåò íà ïðåäûäóùèé âîïðîñ. ÌÀÑ ïðåòåíäóåò íà òî, ÷òî îòâå÷àåò çà âñå âîïðîñû, ñâÿçàííûå ñ íåáîì; ïî÷åìó âû íè÷åãî íå ïðåäïðèíèìàåòå â ýòîì ñëó÷àå? Ïðîñòèòå, íî êàê áû íàì ýòîãî íè õîòåëîñü, ìû ïîíèìàåì, ÷òî ÌÀÑ íå ìîæåò èñêîðåíèòü øàðëàòàíñòâî. Îíî æèëî è ïðîöâåòàëî âåêàìè âî ìíîãèõ îáëè÷èÿõ è çà÷àñòóþ ïðè÷èíÿëî áîëüøóþ îïàñíîñòü çäîðîâüþ è æèçíè ëþäåé. Âñå, ÷òî ìû ìîæåì ñäåëàòü, — ýòî ïðåäîñòåðå÷ü ëþäåé è ïîïûòàòüñÿ ïðåäîòâðàòèòü íàèáîëåå çëîñòíîå èñïîëüçîâàíèå íàøåãî èìåíè è íàó÷íîé ðåïóòàöèè».

!

Ïîñëå ýòîãî ðàçúÿñíåíèÿ ñòàíîâèòñÿ ÿñíî, ÷òî ïîêóïàòü èìÿ çâåçäû — çíà÷èò ïîïðîñòó îòäàâàòü ñâîè äåíüãè ïðîõîäèìöàì. Âïðî÷åì, íóæíî ïðèçíàòü, ÷òî ñàìà ìûñëü î òîðãîâëå çâåçäàìè — ýòî, áåçóñëîâíî, ïåðñïåêòèâíàÿ, áîãàòàÿ êîììåð÷åñêàÿ èäåÿ. Çâåçäû — òîâàð íàäåæíûé: îíè íåïðèõîòëèâû â õðàíåíèè, äîëãî íå òåðÿþò òîâàðíîãî âèäà, èìåþò íåìàëûé ãàðàíòèéíûé ñðîê (â ñðåäíåì 10 ìëðä ëåò!) è äîñòàòî÷íî óäàëåíû êàê îò ðýêåòèðîâ, òàê è îò ãîñóäàðñòâåííûõ èíñïåêöèé. Òîëüêî â íàøåé Ãàëàêòèêå áîëåå 100 ìëðä çâåçä, èç êîòîðûõ 99% äî ñèõ ïîð áåçûìÿííû, — åñòü ãäå ðàçâåðíóòüñÿ áèçíåñó! È îí ðàçâîðà÷èâàåòñÿ: íåäàâíî, êðîìå çâåçä, «íà ïðèëàâîê âûáðîñèëè» ó÷àñòêè íà Ëóíå, Ìàðñå, Âåíåðå, Ìåðêóðèè è äàæå ñïóòíèêå Þïèòåðà Èî, â îáùåì — íà âñåõ òåëàõ, ÷üè ïîäðîáíûå êàðòû ñîçäàëè è îïóáëèêîâàëè àñòðîíîìû. Ïðîäàæåé ó÷àñòêîâ íà ïëàíåòàõ â Ðîññèè çàíèìàåòñÿ «Ëóííîå ïîñîëüñòâî», ïðåäñòàâëÿþùåå àìåðèêàíñêóþ êîìïàíèþ The Lunar Embassy. Ó÷àñòîê ëóííîé ïîâåðõíîñòè ïëîùàäüþ â 1 àêð (40 ñîòîê) ñòîèò 3 900 ðóá. Ïðè ýòîì âûäàåòñÿ «Ñâèäåòåëüñòâî î ñîáñòâåííîñòè» íà ýòîò ó÷àñòîê! Õî÷åòñÿ âåðèòü, ÷òî íàéäóòñÿ ãðàìîòíûå þðèñòû, êîòîðûå íà îñíîâå ìåæäóíàðîäíûõ ñîãëàøåíèé ïî êîñìîñó è çàêîíà î çàùèòå ïðàâ ïîòðåáèòåëÿ ïðèêðîþò ãðÿçíûé áèçíåñ ÀÎ «Êîñìîñ—Çåìëÿ», «Ëóííîãî ïîñîëüñòâà» è èì ïîäîáíûõ. Íî íåáåñíûå îáúåêòû, êàê ìû óæå ãîâîðèëè, ÷àñòî íîñÿò èìåíà ëþäåé: êîìåòû Ãàëëåÿ, Âåñòà, Õåéëà—Áîïïà, àñòåðîèäû Âèâàëüäè, Ðàõìàíèíîâ, Ñòðàâèíñêèé, ëóííûé êðàòåð Êîðîëåâ, ìàðñèàíñêèé êðàòåð Ãóñåâ… È î çâåçäàõ ñ ÷åëîâå÷åñêèìè èìåíàìè ðå÷ü óæå øëà: çâåçäû Êàïòåéíà, Ãåðøåëÿ, âàí Ìààíåíà. Êàê æå ýòè ëþäè ñìîãëè «ðàçìåñòèòü» ñâîè èìåíà íà íåáå? À âîò êàê… 44

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Àñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà Íå òî ìåíÿ óäèâëÿåò, ÷òî àñòðîíîìû ïîîòêðûâàëè ðàçíûå ïëàíåòû, à òî, ÷òî îíè êàêèì-òî îáðàçîì óçíàëè èõ íàçâaíèÿ. Þëèàí Òóâèì

àçâàíèÿ íåáåñíûõ îáúåêòîâ — íåèñ÷åðïàåìàÿ òåìà äëÿ èññëåäîâàíèÿ ôèëîëîãîâ è èñòîðèêîâ íàóêè. Îñîáåííî ãëóáîêî óõîäÿò â ïðîøëîå èìåíà ñâåòèë, íàáëþäàåìûõ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì; çäåñü ó êàæäîé ýïîõè è ó êàæäîãî íàðîäà ñâîè òðàäèöèè, äëÿ ïåðâîãî çíàêîìñòâà ñ êîòîðûìè ìîæíî ðåêîìåíäîâàòü êíèãó Þ. À. Êàðïåíêî «Íàçâàíèÿ çâåçäíîãî íåáà» (Ì.: Íàóêà, 1981). Ïî ìåðå ðàçâèòèÿ àñòðîíîìèè îáíàðóæèâàëèñü íîâûå òèïû îáúåêòîâ, äëÿ íèõ èçîáðåòàëèñü íàçâàíèÿ è íîâûå èìåíà.  ïîñëåäíèå ãîäû ýòîò ïðîöåññ óñêîðèëñÿ ïî äâóì ïðè÷èíàì: ïðîôåññèîíàëüíûå àñòðîíîìû ñ ïîìîùüþ àâòîìàòèçèðîâàííûõ òåëåñêîïîâ ñòàëè îáíàðóæèâàòü íîâûå îáúåêòû â çíà÷èòåëüíî áîëüøåì êîëè÷åñòâå, ÷åì ðàíüøå, à ëþáèòåëè àñòðîíîìèè, ñâÿçàííûå ÷åðåç Èíòåðíåò äðóã ñ äðóãîì è ñ ïðîôåññèîíàëàìè, ñòàëè ÷àùå ïðåäëàãàòü àëüòåðíàòèâíûå íàçâàíèÿ äëÿ èçâåñòíûõ îáúåêòîâ âçàìåí èõ ñóõèõ êàòàëîæíûõ îáîçíà÷åíèé. Ìû íå ñòàíåì ñëèøêîì ãëóáîêî âäàâàòüñÿ â ýòó òåìó, à óêàæåì ëèøü îñíîâíûå ôàêòû. Èìåíà ëþäåé èëè ìèôè÷åñêèõ ãåðîåâ ïðèíÿòî ïðèñâàèâàòü òîëüêî îáúåêòàì Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû: ïëàíåòàì è èõ ñïóòíèêàì, àñòåðîèäàì, êîìåòàì, à òàêæå äåòàëÿì íà èõ ïîâåðõíîñòè — ãîðàì, êðàòåðàì, äîëèíàì è ò. ï. Íàïðèìåð, âñå ïëàíåòû è èõ ñïóòíèêè íîñÿò ìèôîëîãè÷åñêèå èìåíà — Âåíåðà, Þïèòåð, Ãàíèìåä è äð. Ëóííûå êðàòåðû â îñíîâíîì íàçâàíû èìåíàìè àñòðîíîìîâ, åñòåñòâîèñïûòàòåëåé è êîñìîíàâòîâ. Ïðàêòè÷åñêè âñå íàçâàíèÿ íà Âåíåðå ïîñâÿùåíû æåíùèíàì — êàê ìèôè÷åñêèì, òàê è ðåàëüíûì. Ïðåæäå ÷åì ïðèñâîèòü íîâîå èìÿ, åãî îáñóæäàåò àâòîðèòåòíûé ìåæäóíàðîäíûé êîëëåêòèâ àñòðîíîìîâ — Ðàáî÷àÿ ãðóïïà ïî íàçâàíèÿì àñòðîíîìè÷åñêèõ îáúåêòîâ Ìåæäóíàðîäíîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî ñîþçà. Îíà ñëåäèò, ÷òîáû êàíäèäàòóðû äëÿ óâåêîâå÷åíèÿ íà íåáå áûëè äîñòîéíûìè. Îáû÷íî ïðèñâàèâàþòñÿ èìåíà óìåðøèõ ëþäåé, ïðè÷åì èìÿ îáúåêòà óòâåðæäàåòñÿ íå ðàíåå, ÷åì ÷åðåç 3 ãîäà ïîñëå ñìåðòè ÷åëîâåêà, ÷òîáû óñïåëî ñëîæèòüñÿ îáúåêòèâíîå îòíîøåíèå ê åãî ëè÷íîñòè.  âèäå èñêëþ÷åíèÿ èñïîëüçóþòñÿ èìåíà íûíå çäðàâñòâóþùèõ ëþäåé ïðè íàëè÷èè íåñîìíåííûõ çàñëóã: èìåííî ïîýòîìó íåêîòîðûå êðàòåðû íà Ëóíå íîñÿò èìåíà êîñìîíàâòîâ è àñòðîíàâòîâ.

Í

Àñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

45


Èìåíà ïëàíåò Ñàìî ñëîâî «ïëàíåòà» ãðå÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ; òàê äðåâíèå ãðåêè íàçûâàëè ñòðàííèêîâ, áðîäÿã, ïóòåøåñòâåííèêîâ. Îòñþäà è «planetes aster» — áëóæäàþùàÿ çâåçäà.  ñòàðèíó íà Ðóñè ýòîò òåðìèí äàâàëè â ïåðåâîäå; ïèñàëè «ïåðåõîäíàÿ çâåçäà», ïîçæå — «áëóæäàþùàÿ», «áëóäÿ÷àÿ», «áðîäÿ÷àÿ» èëè «äâèæèìàÿ» çâåçäà. Íî óæå â XI–XIII ââ. èñïîëüçîâàëîñü è ãðå÷åñêîå ñëîâî, ïðîèçíîñèâøååñÿ òîãäà ïî-ðóññêè êàê «ïëàíèòèñ», ìóæñêîãî ðîäà è ñ ãëàñíûìè è. Îäíàêî äðåâíèå ãðåêè ãîâîðèëè «ïëàíýòýñ»; â òàêîì çâó÷àíèè ýòî ñëîâî ïîçàèìñòâîâàë ó íèõ ëàòèíñêèé ÿçûê. Òàê ÷òî ñîâðåìåííîå ñëîâî «ïëàíåòà» ïðèøëî ê íàì èç ëàòûíè ÷åðåç çàïàäíîåâðîïåéñêèå ÿçûêè, è ñëó÷èëîñü ýòî íå ïîçæå XVI â. Äðåâíèå çíàëè ïÿòü «áëóæäàþùèõ çâåçä» — Ìåðêóðèé, Âåíåðó, Ìàðñ, Þïèòåð è Ñàòóðí, ëåãêî çàìåòíûõ äëÿ íåâîîðóæåííîãî ãëàçà (âïðî÷åì, â íàøèõ øèðîòàõ çàìåòèòü Ìåðêóðèé íå òàê óæ ëåãêî). Ïðè òî÷íîì öåëåóêàçàíèè è õîðîøèõ óñëîâèÿõ íàáëþäåíèÿ ìîæíî çàìåòèòü è Óðàí, èìåþùèé áëåñê 5,5m (õîòÿ äî èçîáðåòåíèÿ òåëåñêîïà è äàæå â òå÷åíèå äâóõ âåêîâ ïîñëå åãî èçîáðåòåíèÿ ðàñïîçíàòü â Óðàíå ïëàíåòó íèêòî íå ñìîã). Îäíàêî ñ äðåâíîñòè ïëàíåò íàñ÷èòûâàëîñü ñåìü, ïîñêîëüêó àñòðîíîìû â ñòàðèíó íàçûâàëè ïëàíåòàìè òàêæå Ëóíó è Ñîëíöå. Ñëîâî «Ëóíà» î÷åíü äðåâíåå; â ëàòèíñêîì ÿçûêå luna íåêîãäà èìåëî ôîðìó luksna è áûëî ïðÿìî ñâÿçàíî ñ lux — ñâåò, áëåñê. Åãî ðîäñòâåííèê — ðóññêîå ñëîâî «ëó÷». Ëóíà â ðóññêîì ÿçûêå èìååò è âòîðîå íàçâàíèå — «ìåñÿö», êàê ïîëàãàþò, åùå áîëåå äðåâíåå. Ó÷åíûå ïðîñëåæèâàþò åãî ñâÿçü ñ èíäîåâðîïåéñêèì ïðàÿçûêîì, â êîòîðîì ñëîâî «Ìåñ» ñëóæèëî íàçâàíèåì Ëóíû. Ýòîò æå êîðåíü âñòðå÷àåòñÿ â ñëîâàõ «ìåðà», «ìåðèòü». Âîçìîæíî, ýòî ñâÿçàíî ñ öèêëè÷åñêèì èçìåíåíèåì ëóííûõ ôàç, ïîçâîëÿþùèì èçìåðÿòü âðåìÿ, âåñòè êàëåíäàðü, íåäàðîì ñàìî ñëîâî «ìåñÿö» ñòàëî óïîòðåáëÿòüñÿ â çíà÷åíèè «äâåíàäöàòàÿ ÷àñòü ãîäà». Îáû÷íî ìû íàçûâàåì ëóíîé íî÷íîå ñâåòèëî â ïîëíîé ôàçå, â âèäå ñâåòëîãî êðóãà, à ñëîâîì «ìåñÿö» îáîçíà÷àåì åãî, êîãäà âèäèì â âèäå òîíêîãî ñåðïà.  îòëè÷èå îò Ëóíû, Ñîëíöå èìååò òîëüêî îäíî èìÿ. Ñëàâÿíñêîå ñëîâî «Ñîëíöå» îáðàçîâàíî îò äðåâíåãî èíäîåâðîïåéñêîãî êîðíÿ sau — ñâåòèòü. Ïî-ëàòûíè Ñîëíöå — sol. Ñëàâÿíå æå ââåëè â íàçâàíèå Ñîëíöà óìåíüøèòåëüíûå ñóôôèêñû -í- è -ö-, òàê ÷òî åãî ýìîöèîíàëüíàÿ îêðàñêà òåïåðü ñîîòâåòñòâóåò ñëîâó «îêîíöå». Ìû ýòîãî íå óëàâëèâàåì, êàê â ñëó÷àå «îêíî — îêîíöå», ïîñêîëüêó äðóãîé ôîðìû ó ñëîâà «Ñîëíöå» íåò, íî, ãîâîðÿò, â äðåâíîñòè îíà áûëà.  ñîâðåìåí46

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


íîì ÿçûêå ñóùåñòâóåò åùå áîëåå «ëàñêàòåëüíàÿ» ôîðìû — «ñîëíûøêî». Èñòîðèêè ñ÷èòàþò ïîÿâëåíèå ýòèõ ôîðì íåáåñêîðûñòíûì: òàê íàøè ïðåäêè çàäàáðèâàëè ìîãó÷åå ñâåòèëî. Íî ìíå êàæåòñÿ, ÷òî ïðè÷èíà ýòîãî íå ñòîëüêî â ñòðàõå ïåðåä Ñîëíöåì, ñêîëüêî â ðàäîñòè îò åãî ïîÿâëåíèÿ. Íî âåðíåìñÿ ê «íàñòîÿùèì» ïëàíåòàì. Ïðèâû÷íûå äëÿ íàñ èìåíà ïÿòè ÿðêèõ ïëàíåò èìåþò äðåâíåðèìñêîå ïðîèñõîæäåíèå. Ìåðêóðèé — áîã ðèìñêîãî ïàíòåîíà, ñîîòâåòñòâîâàë ãðå÷åñêîìó Ãåðìåñó, íî ãðåêè âðåìåí Ïèôàãîðà (VI â. äî í. ý.) íàçûâàëè ýòó ïëàíåòó «Ñòèëáîí», ò. å. «ñâåðêàþùèé», «èñêðÿùèéñÿ». Äëÿ Âåíåðû, ïîçæå íàçâàííîé â ÷åñòü ðèìñêîé áîãèíè êðàñîòû, àíàëîãà ãðå÷åñêîé Àôðîäèòû, ó äðåâíèõ ãðåêîâ áûëî äâà èìåíè: Ãåñïåðà (âå÷åð) è Ôîñôîðà (íåñóùàÿ ñâåò) èëè Ýîñôîðà (íåñóùàÿ óòðî). Âïëîòü äî Ïèôàãîðà ãðåêè ñ÷èòàëè, ÷òî ýòî äâà ðàçíûõ ñâåòèëà: îäíî ïîÿâëÿåòñÿ ïîñëå çàõîäà Ñîëíöà, à äðóãîå — ïåðåä åãî âîñõîäîì. Ãèïîòåçó î òîì, ÷òî ýòî îäíà ïëàíåòà, ïðèïèñûâàþò Ïèôàãîðó. Âî âñåì ìèðå ëþäè, êàê ïðàâèëî, ïîâòîðÿëè îøèáêó äðåâíèõ ãðåêîâ, ñ÷èòàÿ Âåíåðó äâóìÿ ðàçíûìè ñâåòèëàìè. Ê ïðèìåðó, êàê «óòðåííþþ çâåçäó» ðóññêèé íàðîä çíàåò Âåíåðó ïîä íàçâàíèÿìè «Óòðåííÿÿ çàðÿ», «Óòðåííÿÿ çâåçäà», «Óòðåíèöà», «Óòðåííÿÿ çàðíèöà» èëè ïðîñòî «Çàðíèöà», «Çàðÿíêà», «Çóðíèöà» è äð. Êàê âå÷åðíþþ çâåçäó Âåíåðó â Ðîññèè íàçûâàëè «Âå÷åðíÿÿ çàðÿ», «Âå÷åðíÿÿ çâåçäà», «Âå÷åðíèöà», «Âå÷åðíÿÿ çàðíèöà». Ïîäîáíûì îáðàçîì Âåíåðó íàçûâàþò ìíîãèå íàðîäû, íî åñòü è îñîáåííîñòè. Íàïðèìåð, ìíîãèå òþðêñêèå íàðîäû íàçûâàþò óòðåííþþ Âåíåðó Ïàñòóøüåé çâåçäîé: ñ åå ïîÿâëåíèåì ïàñòóõè âûâîäÿò ñêîò íà ïàñòáèùå. Âïðî÷åì, ó íåêîòîðûõ íàðîäîâ âñòðå÷àþòñÿ íàçâàíèÿ Âåíåðû, îáúåäèíÿþùèå óòðåííþþ è âå÷åðíþþ çâåçäû: ïî-àðàáñêè Âåíåðà — Çóõðà. Ïðîéäÿ ÷åðåç íåñêîëüêî ÿçûêîâ è èçìåíèâ çâó÷àíèå, ýòî ñëîâî íà Ðóñè ïðåâðàòèëîñü â «×èãèðü» èëè «×èãèðü-çâåçäó». ßð÷àéøàÿ èç ïëàíåò, Âåíåðà åäèíñòâåííàÿ èç âñåõ áûâàåò âèäíà íà ôîíå áåççâåçäíîãî ôèîëåòîâîãî íåáà ñðàçó ïîñëå çàêàòà èëè íåïîñðåäñòâåííî ïåðåä âîñõîäîì Ñîëíöà.  êîìïàíèè ñ íåé â ýòè ìîìåíòû ìîæåò áûòü âèäåí òîëüêî ìåñÿö. Ïîýòîìó îíà ïîëó÷èëà íåìàëî ñîîòâåòñòâóþùèõ íàçâàíèé: «Ñëóãà ìåñÿöà», «Ïîäðóãà ìåñÿöà» (â Ïîëüøå), «Æåíà ìåñÿöà» (â Àôðèêå).  ðóññêîé ñêàçêå ìû âñòðå÷àåì ïðåêðàñíóþ äî÷ü Ìåñÿöà è ñåñòðó Ñîëíöà, êîòîðóþ äîáûâàë õèòðîóìíûé Èâàíóøêà èç «Êîíüêà-Ãîðáóíêà», — ýòî ïëàíåòà Âåíåðà! Äðóãîé ñþæåò — êðàñàâèöà èç ïóøêèíñêîé ñêàçêè, ó êîòîðîé «âî ëáó çâåçäà ãîðèò». Âîîáùå, ñóùåñòâóåò öåëûé ïëàñò ëåãåíä, íàâåÿííûõ Âåíåðîé, Àñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

47


ïðè÷åì îí ïîñòîÿííî îáíîâëÿåòñÿ: ìíîãèå ëåãåíäû XX â. îá ÍËÎ òàêæå ñâÿçàíû ñ Âåíåðîé. Ìàðñ — ðèìñêèé áîã âîéíû, àíàëîã ãðå÷åñêîãî Àðåñà. Äðåâíèå ãðåêè íàçûâàëè ýòó ïëàíåòó «Ïèðîé» (îãíåííûé, ïëàìåííûé), âåðîÿòíî, èç-çà åå êðàñíîãî öâåòà. Ïîñêîëüêó Âåíåðà âèäíà ëèøü ïî óòðàì è âå÷åðàì, ìåñòî ÿð÷àéøåãî ñâåòèëà ñðåäè íî÷è ïðèíàäëåæèò Þïèòåðó. Îòñþäà è åãî äðåâíåãðå÷åñêîå èìÿ — «Ôàýòîíò» (áëèñòàþùèé, ëó÷åçàðíûé). À èìåíåì Ñàòóðíà áûëî «Ôåíîíò» (ñèÿþùèé). Òàê ÷òî ñàìûé äðåâíèé ðÿä ïëàíåò ó ãðåêîâ âûãëÿäåë òàê: Ñòèëáîí, Ãåñïåð, Ïèðîé, Ôàýòîíò, Ôåíîíò. Ïîçæå, ïîçíàêîìèâøèñü ñ êóëüòóðîé Äâóðå÷üÿ, ãðåêè óçíàëè, ÷òî âàâèëîíñêèå àñòðîíîìû, ñóùåñòâåííî îïåðåäèâøèå èõ â íàóêå, íàçûâàþò ïëàíåòû èìåíàìè ñâîèõ áîãîâ. Òîãäà ãðåêè ñòàëè íàçûâàòü ïëàíåòû èìåíàìè áîãîâ, — ðàçóìååòñÿ, óæå ñâîèõ, à íå âàâèëîíñêèõ. Òàê âîçíèê ðÿä: Ãåðìåñ, Àôðîäèòà, Àðåñ, Çåâñ (àíàëîã Þïèòåðà) è Êðîíîñ (îòåö Çåâñà, â ðèìñêîé ìèôîëîãèè — Ñàòóðí). Ïîçàèìñòâîâàâ íàóêó ó ãðåêîâ, ðèìëÿíå âûñòðîèëè ñâîé ðÿä ïëàíåò, ñòàâøèé òåïåðü îáùåïðèçíàííûì: Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Ìàðñ, Þïèòåð, Ñàòóðí. Äàæå ñòàðîå «ðàçäâîåííîå» ïðåäñòàâëåíèå î Âåíåðå êàê âå÷åðíåé è óòðåííåé çâåçäå áûëî âûðàæåíî íà ëàòèíñêîì ïî ãðå÷åñêîìó îáðàçöó: Âåñïåð («âå÷åð» è «âå÷åðíÿÿ çâåçäà») è Ëþöèôåð («íåñóùèé ñâåò» è «óòðåííÿÿ çâåçäà»; ñàòàíîé Ëþöèôåð ñòàë çíà÷èòåëüíî ïîçæå, óæå â ìèôàõ õðèñòèàíñêîé ðåëèãèè). ×òî êàñàåòñÿ Ãåðìåñà, òî îí áûë çàèìñòâîâàí êàê ïîêðîâèòåëü òîðãîâëè ó ãðåêîâ, íî âîøåë ðèìñêèé ðÿä ïëàíåò ïîä èìåíåì Ìåðêóðèé, îáðàçîâàííûì îò ëàòèíñêîãî ñëîâà merx — «òîâàð». Òàêîâî ïðîèñõîæäåíèå íàçâàíèé ïÿòè ÿðêèõ ïëàíåò. Øåñòóþ ïëàíåòó îòêðûë â XVI â. Íèêîëàé Êîïåðíèê — ýòî Çåìëÿ! Äðåâíåéøåå ñëàâÿíñêîå ñëîâî «çåìëÿ» âîñõîäèò ê ïîíÿòèÿì «íèç, ïîâåðõíîñòü». Ñíà÷àëà ýòèì ñëîâîì îáîçíà÷àëè íåáîëüøèå ó÷àñòêè, à çàòåì è áîëüøèå òåððèòîðèè (Íîâãîðîäñêàÿ çåìëÿ), âîîáùå ñóøó è äàæå âåñü ìèð. Íî ñìûñë «ïëàíåòà» ïîÿâèëñÿ ó íåãî ëèøü ïîñëå âûõîäà ðàáîòû Êîïåðíèêà «Îá îáðàùåíèÿõ íåáåñíûõ ñôåð» (1543 ã.). Äâå ñàìûå äàëüíèå ïëàíåòû — Óðàí è Íåïòóí — áûëè îòêðûòû óæå â íîâîå âðåìÿ, îêîëî 200 ëåò íàçàä, è ó÷åíûì ïðèøëîñü ñïåöèàëüíî èçîáðåòàòü äëÿ íèõ íàçâàíèÿ. Ïî ïîâîäó Óðàíà Þ. À. Êàðïåíêî ïèøåò: «Âûäàþùèéñÿ àíãëèéñêèé àñòðîíîì Âèëüÿì Ãåðøåëü (1738–1822), îòêðûâøèé â 1781 ã. ñåäüìóþ ïëàíåòó Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, îêàçàëñÿ ïëîõèì èìÿòâîðöåì. Îí ðåøèë ïîäàðèòü ýòó ïëàíåòó ñâîåìó êîðîëþ è íàçâàë åå Ãåîðãèåâîé çâåçäîé, ïî-ëàòûíè Georgium sidus. È òåðìèí sidus, ïðåèìóùåñòâåííî îçíà÷àþùèé „çâåçäà“, è êîðîëü â íàçâàíèè ïëàíåòû 48

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


áûëè àáñîëþòíî íåóìåñòíû, ïîýòîìó íàçâàíèå íå ïîëó÷èëî â àñòðîíîìèè ïðàâ ãðàæäàíñòâà». Çíàÿ íåïðîñòóþ ñóäüáó Ãåðøåëÿ, ìîæíî áûëî áû áîëåå ñíèñõîäèòåëüíî îòíåñòèñü ê åãî íåóäà÷íîé ïîïûòêå ïðèäóìàòü íàçâàíèå äëÿ íîâîé ïëàíåòû. Ãàííîâåðñêèé íåìåö ïî ðîæäåíèþ, Âèëüÿì (Ôðèäðèõ Âèëüãåëüì) Ãåðøåëü â 19 ëåò ýìèãðèðîâàë â Àíãëèþ è äîëãèå ãîäû áûë âûíóæäåí çàíèìàòüñÿ íàóêîé êàê ëþáèòåëü, çàðàáàòûâàÿ íà æèçíü êàê ìóçûêàíò. Èìåííî îòêðûòèå Óðàíà Ðèñ. 1.14. Âèëüÿì Ãåðøåëü. ïîçâîëèëî åìó ïîëíîñòüþ îòäàòüñÿ àñòðîíîìèè, ïîñêîëüêó çà ýòó íàõîäêó àíãëèéñêèé êîðîëü Ãåîðã III ñäåëàë åãî ñâîèì ëè÷íûì àñòðîíîìîì è íàçíà÷èë åìó ïîæèçíåííóþ ïåíñèþ. Íó ÷åì åùå ìîã îòáëàãîäàðèòü àñòðîíîì ñâîåãî ïîêðîâèòåëÿ? Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî Ãåðøåëü ïîíèìàë íåäîëãîâå÷íîñòü òàêîãî íàçâàíèÿ, ïðèïîìèíàÿ èñòîðèþ ãàëèëååâûõ ñïóòíèêîâ Þïèòåðà, êîòîðûå ñàì Ãàëèëåé ïðåäëàãàë íàçûâàòü «Çâåçäàìè Ìåäè÷è». Òàê îíî è âûøëî. Âñêîðå ïîñëå îòêðûòèÿ Ãåðøåëåì íîâîé ïëàíåòû ðîññèéñêèé àñòðîíîì À. È. Ëåêñåëü ïðåäëîæèë íàçûâàòü åå Íåïòóíîì Ãåîðãèÿ III èëè Íåïòóíîì Âåëèêîáðèòàíèè, íî ýòî ïðåäëîæåíèå íå áûëî ïîääåðæàíî: íàçâàíèÿ ïîêàçàëèñü ñëèøêîì äëèííûìè è íåóäà÷íûìè ïî ñìûñëó. Òîãäà ôðàíöóçñêèé àñòðîíîì Æ. Ëàëàíä ïðåäëîæèë äàòü ïëàíåòå èìÿ «Ãåðøåëü», íî è ýòó èäåþ íå ïîääåðæàëè, ïîñêîëüêó îíà íàðóøàëà òðàäèöèþ. È âîò íåìåöêèé àñòðîíîì Èîãàíí Áîäå ïðèäóìàë äëÿ íîâîé ïëàíåòû, äâèæóùåéñÿ çà Ñàòóðíîì, èìÿ — Óðàí. Õîòÿ ýòîò áîã íå èç ðèìñêîãî ïàíòåîíà, à èç ãðå÷åñêîãî, ïî ñìûñëó íàçâàíèå î÷åíü ïîäõîäèëî: ñîãëàñíî ìèôó, îòöîì ÇåâñàÞïèòåðà áûë Êðîí-Ñàòóðí, à åãî îòöîì — Óðàí. Âîò òàê è ñòàëà ñåäüìàÿ ïëàíåòà Óðàíîì. Âîñüìóþ ïëàíåòó, êàê èçâåñòíî, îòêðûëè «íà êîí÷èêå ïåðà» â 1846 ã. Ôðàíöóçñêèé àñòðîíîì Óðáåí Ëåâåðüå, òåîðåòè÷åñêè îïðåäåëèâøèé åå ïîëîæåíèå íà îñíîâå íàáëþäåíèé çà äâèæåíèåì Óðàíà, ñîîáùèë ñâîé ïðîãíîç íåìåöêîìó àñòðîíîìó Èîãàííó Ãàëëå, è òîò îáíàðóæèë íîâóþ ïëàíåòó íà óêàçàííîì ìåñòå. Ðîáêàÿ ïîïûòêà íàçâàòü åå Ïëàíåòîé Ëåâåðüå òîò÷àñ áûëà îòâåðãíóòà: ñàì Ëåâåðüå ïðåäëîæèë äàòü åé èìÿ Íåïòóí. Èäåÿ ïîíðàâèëàñü âñåì: ïîñêîëüêó ãåíåàëîãè÷åñêóþ ëèÀñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

49


íèþ Þïèòåð—Ñàòóðí—Óðàí ïðî äîëæàòü áûëî íåâîçìîæíî (Óðàí íå èìåë îòöà), òî âåðíóëèñü ê áðàòüÿì Çåâñà-Þïèòåðà, îäíèì èç êîòîðûõ è áûë áîã ìîðåé Íåïòóí (ó ãðåêîâ — Ïîñåéäîí). Êðîìå âîñüìè áîëüøèõ, êëàññè÷åñêèõ ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå åñòü ïîïóëÿöèÿ ïëàíåò-êàðëèêîâ (dwarf planets), ïîëó÷èâøàÿ ïðàâà ãðàæäàíñòâà â 2006 ã. Ïðîòîòèïîì ýòîé íîâîé ãðóïïû òåë ñòàë Ïëóòîí, îòêðûòûé â 1930 ã. è â òå÷åíèå 76 ëåò ñ÷èòàâøèéñÿ äåâÿòîé ïëàíåòîé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. ×òî êàñàåòñÿ èìåíè íîâîé ïëàíåòû, òî, ïðèäóìûâàÿ åãî, àñòðîíîìû ïðîøëè óæå ñòàâøèé òèïè÷íûì ïóòü — îò èìåíè àâòîðà îòêðûòèÿ ê èìåíè ïåðñîÐèñ. 1.15. Ïåðñèâàëü Ëîâåëë. íàæà ìèôîâ, íî ïðè ýòîì âïåðâûå ñìîãëè íàéòè êîìïðîìèññíîå ðåøåíèå. Âîîáùå-òî îòêðûë Ïëóòîí ìîëîäîé àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Êëàéä Òîìáî (1906–1997), ðàáîòàâøèé íà Ëîâåëëîâñêîé îáñåðâàòîðèè áëèç Ôëàãñòàôôà (øòàò Àðèçîíà, ÑØÀ). Íî ýòî îòêðûòèå ñòàëî èòîãîì ìíîãîëåòíåé ïðîãðàììû ïîèñêà «Ïëàíåòû Èêñ» çà Íåïòóíîì, íà÷àòîé åùå â 1905 ã. îñíîâàòåëåì è âëàäåëüöåì ýòîé îáñåðâàòîðèè Ïåðñèâàëåì Ëîâåëëîì (1855–1916). Äåëî â òîì, ÷òî, âäîõíîâëåííûå òåîðåòè÷åñêèì îòêðûòèåì Íåïòóíà, àñòðîíîìû âî âòîðîé ïîëîâèíå XIX â. âíèìàòåëüíî íàáëþäàëè çà äâèæåíèåì Óðàíà è Íåïòóíà, ïûòàÿñü îáíàðóæèòü ïðèçíàêè âîçìóùåíèé ñî ñòîðîíû åùå áîëåå äàëåêîé ïëàíåòû. Îäíî âðåìÿ êàçàëîñü, ÷òî ýòè ïðèçíàêè íàéäåíû è ÷òî ìàññèâíàÿ òðàíñíåïòóíîâàÿ ïëàíåòà äåéñòâèòåëüíî ñóùåñòâóåò. Ñòðàñòíûì ýíòóçèàñòîì åå ïîèñêîâ ñòàë Ëîâåëë, ÷åëîâåê ÿðêîé è óäèâèòåëüíîé ñóäüáû, òàëàíòëèâûé ïðåäïðèíèìàòåëü, äèïëîìàò, ïèñàòåëü è àñòðîíîì. Íà ñîáñòâåííîé ïåðâîêëàññíî îñíàùåííîé îáñåðâàòîðèè îí îðãàíèçîâàë ïîèñêè ýòîé Planet X — òàê îí ñàì åå íàçûâàë. Ïîñëå ñìåðòè Ëîâåëëà ïðîãðàììà ïîèñêà Ïëàíåòû Èêñ ïðåêðàùàëàñü è âîçîáíîâëÿëàñü âíîâü, ïîêà íå çàâåðøèëàñü 18 ôåâðàëÿ 1930 ã. îòêðûòèåì íîâîé ïëàíåòû çà îðáèòîé Íåïòóíà. Ïðàâäà, îíà îêàçàëàñü 50

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


ñîâñåì íå òàêîé êðóïíîé, êàê îæèäàëîñü, íî ýòî íå ðàçî÷àðîâàëî íè åå ïåðâîîòêðûâàòåëÿ Êëàéäà Òîìáî, íè åãî êîëëåã. Íàïðîòèâ, îáíàðóæåíèå íîâîé ïëàíåòû íà Ëîâåëëîâñêîé îáñåðâàòîðèè â êàíóí 75-ëåòèÿ Ïåðñèâàëÿ Ëîâåëëà âûçâàëî âñïëåñê ýíòóçèàçìà. Áîëüøàÿ ëè÷íàÿ ðîëü Ëîâåëëà â îðãàíèçàöèè ïîèñêà íîâîé ïëàíåòû òðåáîâàëà êàêèì-òî îáðàçîì óâåêîâå÷èòü åãî èìÿ, è äàæå ïðåäëàãàëîñü íàçâàòü ýòó ïëàíåòó «Ëîâåëë». Íî àñòðîíîìû è â ýòîì ñëó÷àå ïðîÿâèëè òâåðäîñòü è íå îòîøëè îò òðàäèöèè: íîâóþ ïëàíåòó, æèâó ùóþ íà òåìíîé îêðàèíå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, íàçâàëè Ïëóòîíîì. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ìèôîëîãèè òóò âñå èäåàëüíî: Ïëóòîí — ãðå÷åñêèé áîã ïîäçåìíîãî öàðñòâà, áðàò Ïîñåéäîíà (Íåïòóíà) è Çåâñà (Þïèòåðà). Íî ïðè ýòîì è Ëîâåëë îêàçàëñÿ óâåêîâå÷åí: äâå ïåðâûå áóêâû â èìåíè ïëàíåòû (Pluto) ñîâïàëè ñ åãî èíèöèàëàìè — Percival Lowell, à ãðàôè÷å- Ðèñ. 1.16. Êëàéä Òîìáî ó âõîäà â áàøíþ 13-äþéñêèé çíàê ïëàíåòû — K èëè L— ìîâîãî àñòðîãðàôà, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî áûë îòêðûò Ïëóòîí.  ðóêå ó íåãî äåðåâÿííàÿ êàññåòà íå îñòàâëÿåò íèêàêèõ ñîìíåíèé ñ ôîòîïëàñòèíêîé äëÿ ýòîãî òåëåñêîïà. â äâîéñòâåííîì ñìûñëå íàçâà íèÿ äåâÿòîé ïëàíåòû. Ðàçóìååòñÿ, íå áûë çàáûò è Êëàéä Òîìáî: â 1931 ã. àíãëèéñêîå Êîðîëåâñêîå àñòðîíîìè÷åñêîå îáùåñòâî íàãðàäèëî åãî çîëîòîé ìåäàëüþ. Ïîñëå îòêðûòèÿ Ïëóòîíà Òîìáî ñ ïîìîùíèêàìè åùå 14 ëåò ïðîäîëæàë ïîèñê î÷åðåäíîé, äåñÿòîé ïëàíåòû, íî îáíàðóæèòü åå íå ñìîã. Íåëüçÿ ñêàçàòü, ÷òî ðàáîòà áûëà ïðîäåëàíà çðÿ: â õîäå ïîèñêîâ áûëî îòêðûòî 775 íîâûõ àñòåðîèäîâ Ãëàâíîãî ïîÿñà (â îñíîâíîì ìåæäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà), íî äåñÿòàÿ ïëàíåòà íå íàøëàñü. Ñî âðåìåíåì è Ïëóòîí áûë ëèøåí ñòàòóñà íîðìàëüíîé ïëàíåòû. Ìíîãèå àñòðîÀñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

51


íîìû è ëþáèòåëè íàóêè áûëè ýòèì ðàçî÷àðîâàíû è äî ñèõ ïîð âîçðàæàþò ïðîòèâ «ðàçæàëîâàíèÿ» Ïëóòîíà. Ìû åùå âåðíåìñÿ ê ýòîé ïðîáëåìå, à ïîêà ïîçíàêîìèìñÿ ñ íîâûì òèïîì îáúåêòîâ — êàðëèêîâûìè ïëàíåòàìè. Ïîíà÷àëó â ýòó ãðóïïó âîøëè òîëüêî òðè îáúåêòà: áûâøàÿ «íîðìàëüíàÿ» ïëàíåòà Ïëóòîí, áûâøèé êðóïíåéøèé àñòåðîèä Öåðåðà è íîâîîòêðûòàÿ ïëàíåòà Ýðèäà, îáèòàþùàÿ íà ïåðèôåðèè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, çà ïîÿñîì Êîéïåðà. Íåêîòîðàÿ ñèñòåìà â èõ íàçâàíèÿõ â òîò ìîìåíò ïðîñìàòðèâàëàñü: Ïëóòîí — ãðå÷åñêèé áîã ïîäçåìíîãî öàðñòâà, Öåðåðà — ðèìñêàÿ áîãèíÿ óðîæàÿ è ïðîèçâîäèòåëüíûõ ñèë çåìëè, à Ýðèäà — ãðå÷åñêàÿ áîãèíÿ ðàçäîðà, äî÷êà Íî÷è è âíó÷êà Õàîñà. Ê ëåòó 2009 ã. ê íèì äîáàâèëèñü åùå äâå êàðëèêîâûå ïëàíåòû: Õàóìåÿ — ïåðñîíàæ èç ãàâàéñêîé ìèôîëîãèè, è Ìàêåìàêå — áîæåñòâî èç ìèôîâ îñòðîâà Ïàñõè. Ãåîãðàôèÿ ïåðñîíàæåé ðàñøèðèëàñü, íî ïîêà ñèñòåìà èõ íàçâàíèé â îáùèõ ÷åðòàõ íå íàðóøåíà: ýòî ïî-ïðåæíåìó ãåðîè ìèôîâ, íî òåïåðü óæå ðàçíûõ íàðîäîâ ìèðà. Îäíàêî â äàëüíèõ óãîëêàõ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ìîæåò îáíàðóæèòüñÿ åùå ìíîãî êàðëèêîâûõ ïëàíåò. Õâàòèò ëè äëÿ èõ íàèìåíîâàíèÿ èìåí ìèôîëîãè÷åñêèõ ïåðñîíàæåé? Âåðîÿòíî, êîãäà-íèáóäü ýòó òðàäèöèþ ïðèäåòñÿ èçìåíèòü ïîäîáíî òîìó, êàê ïîñòåïåííî ìåíÿëàñü òðàäèöèÿ íàèìåíîâàíèÿ àñòåðîèäîâ.

Èìåíà àñòåðîèäîâ Àñòåðîèäû — ìàëûå òåëà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ðàçìåðîì îò íåñêîëüêèõ ñîòåí êèëîìåòðîâ äî ñîâñåì êðîøå÷íûõ, âïëîòü äî íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ ìåòðîâ. Íîâûå àñòåðîèäû îòêðûâàþò â îñíîâíîì àñòðîíîìûïðîôåññèîíàëû, ïîñêîëüêó äëÿ ýòîãî íåîáõîäèìû ñîëèäíûå òåëåñêîïû. Àñòåðîèäó ïðèñâàèâàåòñÿ ïîðÿäêîâûé íîìåð è ïî æåëàíèþ ïåðâîîòêðûâàòåëÿ — èìÿ. Ïðè ýòîì èìåíà ìàëûì ïëàíåòàì îáû÷íî ïðåäëàãàþò ñàìè ïåðâîîòêðûâàòåëè, íî óòâåðæäàåò èõ ïðîôåññèîíàëüíûé îðãàí — óæå çíàêîìûé íàì ÌÀÑ. Ïîýòîìó â êàòàëîãàõ àñòåðîèäîâ ìîæíî íàéòè èìåíà âåëèêèõ ó÷åíûõ è èíæåíåðîâ, ïèñàòåëåé è êîìïîçèòîðîâ, àðòèñòîâ è âðà÷åé, ìèôè÷åñêèõ è ëèòåðàòóðíûõ ïåðñîíàæåé. Ïðè ýòîì ìíå íåèçâåñòíû ñëó÷àè ïîêóïêè èìåíè äëÿ àñòåðîèäà. Ïåðâûå àñòåðîèäû áûëè îòêðûòû â íà÷àëå XIX â.; ïðîäîëæàÿ ïëàíåòíóþ òðàäèöèþ, èì òîæå ñòàëè äàâàòü ìèôîëîãè÷åñêèå èìåíà — Öåðåðà, Ïàëëàäà, Þíîíà, Âåñòà… Íî àñòåðîèäîâ îáíàðóæèâàëè âñå áîëüøå, ìèôîëîãè÷åñêèõ èìåí óæå íå õâàòàëî, ïîýòîìó àñòåðîèäàì ñòàëè ïðèñâàèâàòü èìåíà ëþäåé, â ïåðâóþ î÷åðåäü óøåäøèõ èç æèçíè è îñòàâèâøèõ äîáðûé ñëåä â èñòîðèè ÷åëîâå÷åñòâà, à òàêæå è íûíå çäðàâñò52

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


âóþùèõ, íî, ðàçóìååòñÿ, äîñòîéíûõ: Åâêëèä, âàí Ãîã, Êëýïòîí (êîòîðûé Ýðèê). Ëþáîïûòíî, ÷òî, íàçâàâ ïåðâûå àñòåðîèäû èìåíàìè ìèôè÷åñêèõ æåíùèí, àñòðîíîìû óæå íå ìîãëè îñòàíîâèòüñÿ è äîëãî åùå ïðîäîëæàëè èñêàòü äëÿ àñòåðîèäîâ òîëüêî æåíñêèå èìåíà.  êðàéíåì ñëó÷àå ïåðåäåëûâàëè ìóæñêîå èìÿ íà æåíñêèé ëàä: òàê ïîÿâèëèñü, íàïðèìåð, Ýäèñîíà, Âëàäèëåíà (â ÷åñòü Â. È. Ëåíèíà), Ñèìåèçà (â êðûìñêîì Ñèìåèçå íàõîäèòñÿ èçâåñòíàÿ îáñåðâàòîðèÿ, â êîòîðîé áûëè îòêðûòû ìíîãèå àñòåðîèäû), Åôðåìèàíà (â ÷åñòü ó÷åíîãî è ïèñàòåëÿ-ôàíòàñòà Èâàíà Àíòîíîâè÷à Åôðåìîâà) è ò. ï. Îäíàêî â ïîñëåäíåå âðåìÿ îò ýòîé òðàäèöèè îòîøëè, è íàçâàíèÿ àñòåðîèäîâ ñòàëè áîëåå áëàãîçâó÷íûìè: Ïèêàññî, Êèñåëåâ, Ïåðóí, Ãðåõåìñìèò, Ðîñòîâäîí, Þðêà (â ÷åñòü àñòðîíîìà Þðèÿ Ñåðãååâè÷à Åôèìîâà)… Ëþáîïûòíî, êàê ýòè èìåíà áóäóò âîñïðèíÿòû íàøèìè ïîòîìêàìè? Íå æåëàÿ íèêîãî îáèæàòü, çàìå÷ó, ÷òî èìÿ àñòåðîèäà — ýòî íåîáÿçàòåëüíûé åãî àòðèáóò, ïðèäóìàííûé â óãîäó ïóáëèêå.  íàó÷íûõ ïóáëèêàöèÿõ àñòðîíîìû êðàéíå ðåäêî èñïîëüçóþò ýòè èìåíà, ðàçâå ÷òî ñàìûå ïîïóëÿðíûå — Öåðåðà, Ïàëëàäà, Âåñòà, Ýðîñ, Èêàð. Îáû÷íî æå îáõîäÿòñÿ ïðåäâàðèòåëüíûìè îáîçíà÷åíèÿìè èëè ïîðÿäêîâûìè íîìåðàìè, êîòîðûå àñòåðîèäû ïîëó÷àþò ïî ìåðå èõ îòêðûòèÿ. Òîëüêî â ñïåöèàëüíûõ êàòàëîãàõ ìîæíî íàéòè ñîîòâåòñòâèå íîìåðîâ èìåíàì è óçíàòü, íàïðèìåð, ÷òî àñòåðîèä 4147 íîñèò èìÿ Lennon, 4148 — McCartney, 4149 — Harrison, 4150 — Starr. Ýòî ïîñòàðàëèñü àìåðèêàíñêèå àñòðîíîìû, ïîêëîííèêè «Áèòëç»: îòêðûâ â 1982 è 1983 ãã. ÷åòûðå àñòåðîèäà, îíè «âîçíåñëè íà íåáî» Äæîíà Ëåííîíà, Ïîëà Ìàêêàðòíè, Äæîðäæà Õàððèñîíà è Ðèíãî Ñòàððà.  ïîñëåäíèå ãîäû äëÿ ïîèñêà àñòåðîèäîâ èñïîëüçóþò àâòîìàòè÷åñêèå òåëåñêîïû; êîëè÷åñòâî íîâîîòêðûòûõ àñòåðîèäîâ ðåçêî âîçðîñëî, è ìíîãèå èõ íèõ ïîêà íå ïîëó÷èëè èìåí. Ïîýòîìó — âíèìàíèå! — òîðîïèòåñü ñäåëàòü äîáðîå äåëî äëÿ ÷åëîâå÷åñòâà, è òîãäà, âîçìîæíî, âàøå èìÿ äàäóò ìàëåíüêîé ïëàíåòêå.

Èìåíà êîìåò Íàèìåíîâàíèå êîìåò ïîä÷èíÿåòñÿ èíûì ïðàâèëàì. Êîìåòû — ýòî îãðîìíûå ãëûáû çàìîðîæåííûõ ãàçîâ. Îíè ïðèëåòàþò ê Ñîëíöó èçäàëåêà, íà êîðîòêîå âðåìÿ ðàçîãðåâàþòñÿ åãî ëó÷àìè è íà÷èíàþò èíòåíñèâíî èñïàðÿòüñÿ, äåìîíñòðèðóÿ íàì ñâîè ãàçîâî-ïûëåâûå õâîñòû è äàâàÿ àñòðîíîìàì ðåäêóþ âîçìîæíîñòü èçó÷àòü äðåâíåéøåå âåùåñòâî Âñåëåííîé, çàñòûâøåå â ÿäðå êîìåòû ìèëëèàðäû ëåò íàçàä. Âàæíî îòêðûòü êîìåòó âîâðåìÿ. Óïóñòèøü ýòó âîçìîæíîñòü — êîìåòà ïðîÀñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

53


ì÷èòñÿ ìèìî Ñîëíöà è íàâñåãäà óéäåò âäàëü, â õîëîäíóþ áåçäíó, óíîñÿ ñ ñîáîé çàãàäêó ñâîåãî ðîæäåíèÿ. ×òîáû ñòèìóëèðîâàòü ïîèñê êîìåò è íå ïðîïóñòèòü íè îäíîé, èì, íàðÿäó ñî ñïåöèàëüíûì îáîçíà÷åíèåì, ïðèñâàèâàþò èìÿ ïåðâîîòêðûâàòåëÿ. ×àñòî ýòîé ÷åñòè óäîñòàèâàþòñÿ ëþáèòåëè àñòðîíîìèè, ãîòîâûå ïðîâåñòè òûñÿ÷è íî÷åé ó òåëåñêîïà, ÷òîáû ïðèíåñòè ïîëüçó íàóêå è, ðàçóìååòñÿ, îñòàâèòü â èñòîðèè ñâîå èìÿ. ×åñòü è õâàëà èì çà ýòî! Ïåðâàÿ èç ïîëó÷èâøèõ èìÿ êîìåò íàçâàíà â ÷åñòü Ýäìóíäà Ãàëëåÿ (1656–1742), çíàìåíèòîãî òåì, ÷òî îí ïåðâûì äîãàäàëñÿ î åå ïåðèîäè÷åñêîì âîçâðàùåíèè ê Ñîëíöó ÷åðåç êàæäûå 76 ëåò è âåðíî ïðåäñêàçàë åå î÷åðåäíîé âèçèò, ÷åì ñèëüíî óêðåïèë àâòîðèòåò íüþòîíîâîé ìåõàíèêè. Çàòåì èäóò êîìåòû èçâåñòíîãî «ëîâöà õâîñòàòûõ ñâåòèë» Øàðëÿ Ìåññüå (1730–1817). Èíîé ðàç êîìåòà íîñèò äâà èëè äàæå òðè èìåíè; ýòî îçíà÷àåò, ÷òî îíà áûëà íåçàâèñèìî è ïî÷òè îäíîâðåìåííî îòêðûòà íåñêîëüêèìè àñòðîíîìàìè. Ïðàâäà, íåäàâíî ðåøåíî áûëî îãðàíè÷èâàòüñÿ â íàçâàíèÿõ êîìåò äâóìÿ èìåíàìè åå ïåðâîîòêðûâàòåëåé. Íàïðèìåð, êîìåòà Âåñòà—Êîãîóòåêà 1993 ã. áûëà îòêðûòà åâðîïåéñêèìè ïðîôåññèîíàëüíûìè àñòðîíîìàìè Ðèõàðäîì Âåñòîì è Ëþáîøåì Êîãîóòåêîì. Ìíîãèå èç íàñ ñâîèìè ãëàçàìè âèäåëè èçóìèòåëüíî ÿðêóþ è íåòîðîïëèâóþ êîìåòó, óêðàøàâøóþ íåáîñâîä çèìîé 1996–1997 ãã. Åå îòêðûëè àìåðèêàíñêèå ëþáèòåëè àñòðîíîìèè Àëàí Õåéë (Êëàóäêðîôò, øòàò Íüþ-Ìåêñèêî) è Òîìàñ Áîïï (Ãëåíäýéë, øòàò Àðèçîíà), ïîýòîìó åå íàçâàëè êîìåòîé Õåéëà—Áîïïà. Êñòàòè, â ïîñëåäíèå ãîäû âîçìîæíîñòè äëÿ ïîèñêà êîìåò ðàñøèðèëèñü. Åñëè ðàíüøå äëÿ ýòîãî óâëå÷åíèÿ òðåáîâàëñÿ ìîùíûé áèíîêëü èëè òåëåñêîï, à òàêæå ìåñòî ñ õîðîøèìè óñëîâèÿìè äëÿ íàáëþäåíèÿ, òî òåïåðü ìîæíî áåñïëàòíî ïîëó÷àòü ÷åðåç Èíòåðíåò ñâåæèå ôîòîãðàôèè íåáà è èññëåäîâàòü èõ ïðè ïîìîùè êîìïüþòåðà. Îñîáåííî ïðîäóêòèâíûì îêàçàëîñü èçó÷åíèå ôîòîãðàôèé îêðåñòíîñòåé Ñîëíöà, ïåðåäàâàåìûõ ñ áîðòà êîñìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè SOHO. Óæå íåìàëî ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè, â òîì ÷èñëå è ðîññèéñêèõ, îòêðûëè «ñâîè» êîìåòû èìåííî òàê, íå âûõîäÿ èç äîìà. Îêàçàëîñü, ÷òî «äîñòàòü çâåçäó ñ íåáà» íå î÷åíü ñëîæíî, áûëî áû æåëàíèå!

Èìåíà çâåçä Êàê ìû óæå óáåäèëèñü, ó àñòðîíîìîâ íåò òðàäèöèè äàâàòü çâåçäàì èìåíà; âûøå ãîâîðèëîñü îá èñòîðè÷åñêèõ èìåíàõ ÿðêèõ çâåçä è îá èõ îáîçíà÷åíèÿõ íà êàðòàõ è â êàòàëîãàõ. Èìÿ ïåðâîîòêðûâàòåëÿ èëè «äîñòîéíîãî ÷åëîâåêà», êàê â ñëó÷àÿõ ñ êîìåòàìè è àñòåðîèäàìè, çâåçäàì íå ïðèñâàèâàþò. Äàæå òå íåñêîëüêî çâåçä, êîòîðûå ñåãîäíÿ íå54

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


îôèöèàëüíî íîñÿò èìåíà àñòðîíîìîâ, áîëüøåé ÷àñòüþ áûëè èìè íå îòêðûòû, à ëèøü äåòàëüíî èññëåäîâàíû. Ñêàçàííîå ÿâíî ïðîòèâîðå÷èò îáû÷íîìó ïðåäñòàâëåíèþ îá àñòðîíîìàõ êàê î «ëîâöàõ çâåçä». Îáû÷íî ëþäè ïðåäñòàâëÿþò ñåáå ðàáîòó àñòðîíîìà òàê: áîðîäàòûé è óêóòàííûé â òóëóï, ñèäèò îí îäèíîêî íî÷è íàïðîëåò ó òåëåñêîïà ðàäè òîãî, ÷òîáû îòêðûòü íîâóþ çâåçäó.  ýòîé êàðòèíå íàèáîëåå âåðíàÿ äåòàëü — òóëóï. Äåéñòâèòåëüíî, ê êàæäîìó ïðîôåññèîíàëüíîìó òåëåñêîïó îáÿçàòåëüíî ïðèïèñàí òóëóï, à èíîãäà è âàëåíêè, èáî ãëàâíîå â ðàáîòå àñòðîíîìà — íå çàìåðçíóòü. ×òî ïîäåëàåøü, â ðàçãàð ëåòà ó íàñ ïî÷òè íåò íàáëþäåíèé: íî÷è óæ áîëüíî êîðîòêè. À âåñíîé è îñåíüþ, äàæå â ñðàâíèòåëüíî òåïëûå íî÷è, çà íåñêîëüêî ÷àñîâ íåïîäâèæíîãî è íàïðÿæåííîãî áäåíèÿ ó îêóëÿðà òåëåñêîïà ëåãêî îäåòûå àñòðîíîìû ñèëüíî çàìåðçàþò. ×òî óæ òóò ãîâîðèòü î äîëãèõ çèìíèõ íî÷àõ… Íî åñëè çàáûòü î òóëóïå, òî ïðåäñòàâëåíèå îá àñòðîíîìå êàê î íàñåäêå, «âûñèæèâàþùåé» äîëãîæäàííóþ çâåçäó, íå ñîâñåì ñîîòâåòñòâóåò äåéñòâèòåëüíîñòè. È âñå æå ëþáîïûòíûå ãðàæäàíå íåðåäêî îçàäà÷èâàþò ñâîèõ çíàêîìûõ àñòðîíîìîâ âîïðîñîì: «À âû óæå îòêðûëè ñâîþ çâåçäó?», ÷åì îáû÷íî ñòàâÿò èõ â òóïèê. Âïðî÷åì, åñëè àñòðîíîì æåëàåò âûçâàòü âîñõèùåíèå ñâîåé íåáåñíîé ïðîôåññèåé, îí âàæíî îòâå÷àåò: «Äà, îòêðûë!» Íî åñëè ó÷åíûé æåëàåò áûòü ÷åñòíûì, åìó ïðèäåòñÿ îáúÿñíèòü, êàê îáñòîèò äåëî â ðåàëüíîñòè. Îòêðûòü çâåçäó äîâîëüíî ïðîñòî.  ñóùíîñòè, êàæäûé äåíü íîâûå áåçûìÿííûå çâåçäû îòêðûâàþò ñîòíÿìè, â àñòðîíîìè÷åñêèõ êàòàëîãàõ èõ óæå áîëåå ìèëëèàðäà. Ïî ïðàâäå ãîâîðÿ, íîâûå çâåçäû ñåé÷àñ âîîáùå íè ê ÷åìó: èçó÷èòü áû òå, ÷òî óæå îòêðûòû. Âåäü, ñêàæåì, áèîëîãè íå ïûòàþòñÿ ïåðåïèñàòü âñåõ æèâóùèõ â òàéãå êîìàðîâ, èì ãîðàçäî èíòåðåñíåå íàéòè íîâûé âèä êîìàðà. Òàê æå è àñòðîíîìû. Ïåðåñ÷èòûâàòü âñå çâåçäû íå íóæíî, äà è íåâîçìîæíî, ãîðàçäî èíòåðåñíåå îáíàðóæèâàòü è èçó÷àòü èõ ðåäêèå òèïû. Ïîýòîìó ïðîñòî îòêðûòü çâåçäó àñòðîíîì âîâñå íå ñòðåìèòñÿ. Åñëè òàêîå îáúÿñíåíèå è ñìîæåò êîãî-òî óáåäèòü, òî äàëåêî íå âñåõ. Âåäü çà÷åì-òî æå àñòðîíîìû ïðîâîäÿò íî÷è ó òåëåñêîïà? Âåäü íàäåþòñÿ îíè ÷òî-òî îòêðûòü? ×òîáû íå ðàçî÷àðîâûâàòü ñêåïòèêîâ, ïðèçíàþñü: ëþäè ó òåëåñêîïà äåéñòâèòåëüíî ëþáÿò îòêðûâàòü íîâûå íåáåñíûå îáúåêòû. Ýòî áîëüøîå ñ÷àñòüå — óâèäåòü òî, ÷åãî íèêòî äî òåáÿ åùå íå âèäåë. Âîîáùå-òî íàéòè íîâóþ çâåçäó äîâîëüíî ëåãêî: äîñòàòî÷íî ñ ïîìîùüþ ïðèëè÷íîãî òåëåñêîïà ñäåëàòü ãëóáîêèé ñíèìîê ëþáîé îáëàñòè íåáà — è ïîæàëóéñòà: ñîòíè ñëàáûõ áåçûìÿííûõ çâåçä. Íî çâåçäû èçó÷àþò è çàíîñÿò â êàòàëîãè âîâñå íå äëÿ òîãî, ÷òîáû äàâàòü èì èìåíà; íåò ó àñòðîíîìîâ òàêîé òðàäèöèè. Àñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

55


Äà, êîíå÷íî, äîñòàòî÷íî ïîëèñòàòü «Ñïðàâî÷íèê ëþáèòåëÿ àñòðîíîìèè», ÷òîáû âñòðåòèòü äþæèíó çâåçä ñ èìåíàìè àñòðîíîìîâ, íî íè â îäíîì îôèöèàëüíîì äîêóìåíòå âû íå íàéäåòå ðåøåíèÿ î ïðèñâîåíèè çâåçäàì ýòèõ èìåí, è íèêàêèõ äèïëîìîâ «íà ïðàâî âëàäåíèÿ» èìåíàìè çâåçä èõ èññëåäîâàòåëÿì íèêòî íå äàåò. Ìû óæå ãîâîðèëè, êàê «ïðèëèïëè» ê íåêîòîðûì çâåçäàì èìåíà àñòðîíîìîâ, îòêðûâøèõ óíèêàëüíûå ñâîéñòâà ýòèõ ñâåòèë. Ïî ñóòè, ýòèìè èìåíàìè çâåçäû íàãðàäèëà íàðîäíàÿ ìîëâà. Òàêèõ çâåçä âñåãî îêîëî äþæèíû, è î êàæäîé èç íèõ ìîæíî áûëî áû ðàññêàçàòü èíòåðåñíóþ èñòîðèþ. Íî ÿ ðàññêàæó ëèøü îá îäíîé, áûòü ìîæåò, íàèìåíåå èçâåñòíîé.

Çâåçäà Ïøèáûëüñêîãî Âîçìîæíî, âû äî ñèõ ïîð íå âñòðå÷àëè ýòî èìÿ. Àíòîíèí Ïøèáûëüñêèé (A. Przybylski, 1913–1986) áûë î÷åíü ñêðîìíûì ÷åëîâåêîì, ñ äåòñòâà âëþáëåííûì â àñòðîíîìèþ. Ðîäèëñÿ è âûðîñ îí â ïîëüñêîì ãîðîäå Ðîãîçüíî. Çàòåì ó÷èëñÿ â Ïîçíàíüñêîì óíèâåðñèòåòå è, îêîí÷èâ åãî, îñòàëñÿ ðàáîòàòü â ñêðîìíîé óíèâåðñèòåòñêîé îáñåðâàòîðèè. Êàçàëîñü, ÷òî ìå÷òà î íåáå ñáûâàåòñÿ. Íî íà÷àëàñü Âòîðàÿ ìèðîâàÿ âîéíà. Àíòîíèí ñòàë îôèöåðîì àðòèëëåðèè è ó÷àñòâîâàë â îáîðîíå Âàðøàâû. Òàì îí ïîïàë â ïëåí ê íåìöàì è îêàçàëñÿ â ëàãåðå äëÿ âîåííîïëåííûõ «Ìåêëåíáåðã» íà ñåâåðå Ãåðìàíèè.  1941 ã. ñ ïîìîùüþ äðóãà, îòáûâàâøåãî ïðèíóäèòåëüíûå ðàáîòû íà ñîñåäíåì çàâîäå, åìó óäàëîñü áåæàòü, è îí ðåøèë äîáðàòüñÿ äî íåéòðàëüíîé Øâåéöàðèè. Íî äëÿ ýòîãî òðåáîâàëîñü ñîâåðøèòü îïàñíîå ïóòåøåñòâèå — ïåðåñå÷ü âñþ Ãåðìàíèþ ñ ñåâåðà íà þã. Áîëüøóþ ÷àñòü ïóòè Àíòîíèíó óäàëîñü ïðîåõàòü íà ïîåçäå, ñäåëàâ ïåðåñàäêó â Áåðëèíå, íî ïîñëåäíþþ ñîòíþ êèëîìåòðîâ îí ïðåîäîëåë ïåøêîì, ïåðåäâèãàÿñü òîëüêî íî÷üþ.  Øâåéöàðèè Àíòîíèí ïîïàë â ëàãåðü äëÿ èíòåðíèðîâàííûõ ïîëüñêèõ âîåííîñëóæàùèõ. Òàì îí íå òåðÿë âðåìåíè: ÷èòàë êóðñû ëåêöèé ñâîèì òîâàðèùàì, à ñàì ó÷èëñÿ â Öþðèõñêîì ïîëèòåõíèêóìå, â òîì ñàìîì, êîòîðûé äî íåãî îêîí÷èë Àëüáåðò Ýéíøòåéí. Îêîí÷èâ Ïîëèòåõíèêóì, Ýíòîíè Ïøèáûëüñêèé çàùèòèë â 1949 ã. äîêòîðñêóþ äèññåðòàöèþ ïî õèìèè ìåäè. Íå èìåÿ âîçìîæíîñòè îñòàòüñÿ â Øâåéöàðèè è íå æåëàÿ âîçâðàùàòüñÿ â êîììóíèñòè÷åñêóþ Ïîëüøó, Ïøèáûëüñêèé ðåøèë ýìèãðèðîâàòü â Àâñòðàëèþ, êóäà îí è ïðèáûë â 1950 ã.  ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíàìè òîãî âðåìåíè ïåðâûå äâà ãîäà åìó ïîëàãàëîñü áûòü ïîä íàäçîðîì. Îí çàðàáàòûâàë íà æèçíü, êîïàÿ êàíàâû äëÿ òåëåôîííûõ êàáåëåé. Îäíàæäû ïîäðóæèâøèéñÿ ñ íèì óïðàâëÿþùèé ðàññêàçàë ïðî ìå÷òàþùåãî îá àñòðîíîìèè ïîëÿêà ñâîåìó çíàêîìîìó, ïðîôåññîðó Ðè÷àðäó 56

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Bóëëè, äèðåêòîðó îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Ñòðîìëî, êðóïíåéøåé àñòðîíîìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè â Àâñòðàëèè. Âóëëè íàøåë äëÿ ïîëüñêîãî ýìèãðàíòà ðàáî÷åå ìåñòî â îáñåðâàòîðèè, äîáèëñÿ äëÿ íåãî ñòèïåíäèè è ñòàë ðóêîâîäèòåëåì åãî ïåðâîé íàó÷íîé ðàáîòû, ïîñâÿùåííîé èçó÷åíèþ àòìîñôåð çâåçä. Ýòà ðàáîòà çàâåðøèëàñü â 1954 ã. çàùèòîé åùå îäíîé äîêòîðñêîé äèññåðòàöèè. Ïî âîëå ñëó÷àÿ Àíòîíèí Ïøèáûëüñêèé îêàçàëñÿ ïåðâûì, êîìó Àâñòðàëèéñêèé íàöèîíàëüíûé óíèâåðñèòåò ïðèñâîèë ñòåïåíü äîêòîðà íàóê. Íàïîìíþ, ÷òî äîêòîðñêàÿ ñòåïåíü (Doctor of Philosophy, Ph. D.) ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííîé Ðèñ. 1.17. Àíòîíèí Ïøèáûëüñêèé. ó÷åíîé ñòåïåíüþ â çàïàäíîé íàóêå; îíà áëèçêà ê íàøåìó çâàíèþ êàíäèäàòà íàóê, íî, ïîæàëóé, ÷óòü âûøå. Íîðìàëüíî ðàáîòàþùèé ó÷åíûé çàùèùàåò òàêóþ äèññåðòàöèþ â âîçðàñòå 25–27 ëåò, è ñ ýòîãî ìîìåíòà åãî ñ÷èòàþò «ïîëíîöåííûì» ó÷åíûì. Êîãäà Ïøèáûëüñêèé çàùèòèë äèññåðòàöèþ ïî àñòðîíîìèè, åìó áûëî 40. Ïî÷òè íà 15 ëåò âîéíà îòîäâèíóëà èñïîëíåíèå åãî ìå÷òû, íî âñå æå îí ñòàë àñòðîíîìîì! Ìîæíî ïðåäñòàâèòü, êàê ýòî áûëî íåëåãêî: íåìîëîäîé ýìèãðàíò èç äàëåêîé ñòðàíû, ñ ýêçîòè÷åñêîé ñïåöèàëüíîñòüþ.  òå ãîäû â Þæíîì ïîëóøàðèè ïî÷òè íå áûëî îáñåðâàòîðèé è àñòðîíîìîâ: áîëüøèíñòâî èõ ðàñïîëàãàëîñü â óíèâåðñèòåòñêèõ öåíòðàõ Ñòàðîãî è Íîâîãî Ñâåòà. Íàéòè ðàáîòó àñòðîíîìà â Àâñòðàëèè ïîëüñêîìó ýìèãðàíòó êàçàëîñü ïî÷òè ÷óäîì. Íî â æèçíè Ïøèáûëüñêîãî ýòî áûëî íå ïîñëåäíåå ÷óäî. Ïîñêîëüêó Àíòîíèí ñ äåòñòâà óâëåêàëñÿ àñòðîíîìèåé, îí áûñòðî ñòàë õîðîøèì íàáëþäàòåëåì — èññëåäîâàë ïåðåìåííûå çâåçäû, ñëåäèë çà êîìåòàìè. Àñòðîíîìè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ — ýòî ìàëåíüêèé êîëëåêòèâ, ðàáîòàþùèé âäàëè îò öèâèëèçàöèè.  ñóùíîñòè, ýòî ïî÷òè îäíà ñåìüÿ, ñî ñâîèìè ðàäîñòÿìè è ïðîáëåìàìè. Ïîæèëûå ñîòðóäíèêè îáñåðâàòîðèè õîðîøî ïîìíÿò, êàê â ïåðâûé äåíü ïîÿâëåíèÿ íà Ìàóíò-Ñòðîìëî Ïøèáûëüñêèé áûë ïðåäñòàâëåí êîëëåêòèâó. Åãî êîëëåãè íå ñìîãëè íàó÷èòüñÿ ïðîèçíîñèòü ñëîæíûå ïîëüñêèå ñîãëàñíûå â èìåíè íîâîãî ñîòðóäíèêà è ïîýòîìó áûñòðî ïåðåêðåñòèëè åãî â «Áèëëà Ñìèòà»; òàê îí è îñòàâàëñÿ Áèëëîì äî êîíöà ñâîèõ äíåé è ñâîåé ðàáîòû íà Ìàóíò-Ñòðîìëî. Îäíàêî àñòðîíîìàì âñåãî ìèðà âñêîðå Àñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

57


ïðèøëîñü íàó÷èòüñÿ ïðîèçíîñèòü ñëîæíóþ ïîëüñêóþ ôàìèëèþ.  1957 ã. äîáðûé ãåíèé íàøåãî ãåðîÿ, ïðîôåññîð Âóëëè, óñòóïèë ñâîé ïîñò äèðåêòîðà îáñåðâàòîðèè àìåðèêàíñêîìó àñòðîíîìó Áàðòó Áîêó, àâòîðó çàìå÷àòåëüíîé êíèãè «Ìëå÷íûé Ïóòü», íå ðàç èçäàâàâøåéñÿ, â òîì ÷èñëå è íà ðóññêîì ÿçûêå. Áîê óáåäèë Ïøèáûëüñêîãî âïëîòíóþ çàíÿòüñÿ íàáëþäåíèÿìè çâåçä, çàâåðøàþùèõ îñíîâíîé ýòàï ñâîåé æèçÐèñ. 1.18. Ôîòî çâåçäû Ïøèáûëüñêîãî. íè — òåðìîÿäåðíîå ñæèãàíèå âîäîðîäà â ÿäðå. Îæèäàëîñü, ÷òî èìåííî ñðåäè ýòèõ çâåçä îáíàðóæèòñÿ ìíîãî íåîáû÷íûõ îáúåêòîâ; òàê îíî è îêàçàëîñü.  1960 ã. Àíòîíèí îòêðûë ñàìóþ íåîáû÷íóþ çâåçäó, ïîçæå íàçâaííóþ àñòðîíîìàìè «çâåçäîé Ïøèáûëüñêîãî». Ðàçóìååòñÿ, ó íåå è äî ýòîãî áûëî «èìÿ», è äàæå íå îäíî: ïî êëàññè÷åñêîìó êàòàëîãó Ãeíðè Äðýïåðà åå íîìåð HD 101065, ïî êàòàëîãó Ñìèòñîíèàíñêîé añòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè — SAO 222918, ïî ñàìîìó ñîâðåìåííoìó êaòàëîãó, ñîñòàâëåííîìó ñ ïîìîùüþ àñòðîìåòðè÷åñêîãî ñïóòíèêà ÃÈÏÏÀÐÊOÑ, — Hip 56709. Èìåÿ ýêâàòîðèàëüíûå êoîðäèíàòû a = 11h 37m 37s è d = –46° 42¢ 35², ýòà çâåçäà ðàñïîëàãàåòñÿ â ñîçâåçäèè Êåíòàâð è ïîýòîìó ñ òåððèòîðèè Ðîññèè, ê ñîæàëåíèþ, íå âèäíà. Çàòî â Àâñòðàëèè åå ìîæåò óâèäåòü ëþáîé æåëàþùèé, åñëè ó íåãî åñòü áèíîêëü: ýòî äîâîëüíî ÿðêîå ñâåòèëî 8m, óäàëåííîå îò Çåìëè íà 408 ñâåòîâûõ ëåò. Ñâåòèëà òàêîãî òèïà, êàê çâåçäà Ïøèáûëüñêîãî, àñòðîíîìû îòíîñÿò ê çâåçäàì ñïåêòðàëüíîãî êëàññà Ap. Åå ïîâåðõíîñòü íåíàìíîãî ãîðÿ÷åå, ÷åì ó íàøåãî Ñîëíöà, à âîò õèìè÷åñêèé ñîñòàâ ïîâåðõíîñòè ñîâåðøåííî íåîáû÷åí. Çà ïðîøåäøèå áîëåå ÷åì 40 ëåò àñòðîíîìû èññëåäîâàëè òûñÿ÷è äðóãèõ íåîáû÷íûõ çâåçä (à ÷òîáû èõ íàéòè, áûëè èçó÷åíû ñîòíè òûñÿ÷ «îáû÷íûõ»), íî áîëåå óäèâèòåëüíîãî ñâåòèëà, ÷åì çâåçäà Ïøèáûëüñêîãî, íàéòè íå óäàëîñü. Òàêèå çâåçäû àñòðîíîìû íàçûâàþò õèìè÷åñêè ïåêóëÿðíûìè.  òî âðåìÿ êàê ó áîëüøèíñòâà çâåçä õèìè÷åñêèé ñîñòàâ áëèçîê ê ñîëíå÷íîìó, ó «ïåêóëÿðíûõ» îí ñîâåðøåííî èíîé. Ê ïðèìåðó, ó çâåçäû Ïøèáûëüñêîãî ýëåìåíòîâ ãðóïïû æåëåçà â 10 ðàç ìåíüøå, ÷åì ó Ñîëíöà, çàòî î÷åíü âåëèêî ñîäåðæàíèå ëàíòàíîèäîâ.  òàáëèöå Ìåíäåëååâà ýòè ýëåìåíòû âûäåëåíû îòäåëüíîé ñòðîêîé âíèçó; ïî ñâîèì õèìè÷å58

1. Êàðòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è åå îêðåñòíîñòåé


Ðèñ. 1.19. Ïîëîæåíèå çâåçäû Ïøèáûëüñêîãî â ñîçâåçäèè Êåíòàâð.

ñêèì ñâîéñòâàì îíè ÷ðåçâû÷àéíî ïîõîæè äðóã íà äðóãà, à çà î÷åíü íèçêóþ ïðèðîäíóþ êîíöåíòðàöèþ íàçâàíû ðåäêîçåìåëüíûìè. Èç ëàí òàíîèäîâ ó çâåçäû Ïøèáûëüñêîãî îñîáåííî ìíîãî ãîëüìèÿ (165 Ho), òÿÀñòðîíîìè÷åñêàÿ íîìåíêëàòóðà

59


æåëîãî ìåòàëëà, ïî àòîìíîé ìàññå íåíàìíîãî óñòóïàþùåãî âîëüôðàìó. Ãîëüìèé íà Çåìëå î÷åíü ðåäîê, è íè íà îäíîì êîñìè÷åñêîì òåëå — êðîìå çâåçäû Ïøèáûëüñêîãî — îí âîîáùå íå îáíàðóæåí! Òàêîå âïå÷àòëåíèå, ÷òî íà ýòîé çâåçäå ñîáðàëñÿ âåñü ãîëüìèé íàøåé Ãàëàêòèêè! Ôåíîìåí çâåçäû Ïøèáûëüñêîãî ïîêà íå ïîääàåòñÿ îáúÿñíåíèþ è, âèäèìî, åùå äîëãî áóäåò îñòàâàòüñÿ çàãàäêîé. Íàõîäêà ýòîé çâåçäû áðîñèëà âûçîâ àñòðîíîìàì: äî ñèõ ïîð ñ÷èòàëîñü è ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî âñå çâåçäû ôîðìèðóþòñÿ èç îäèíàêîâîãî ìåæçâåçäíîãî âåùåñòâà — ãàçà è ïûëè. Îòêóäà æå âçÿëàñü íåîáû÷íàÿ çâåçäà Ïøèáûëüñêîãî? Äàëåêî íå ñðàçó ó÷åíûå îöåíèëè íàõîäêó «àâñòðàëèéñêîãî ïîëÿêà». Åìó ïðèøëîñü âñåñòîðîííå èçó÷èòü «ñâîþ» çâåçäó è ïðîäåìîíñòðèðîâàòü âñåì åå óíèêàëüíûå êà÷åñòâà. Âûÿñíèëîñü, íàïðèìåð, ÷òî îíà íå òîëüêî ñîäåðæèò ðåä÷àéøèé ãîëüìèé, íî è íåîáû÷íî áûñòðî ïóëüñèðóåò, à òàêæå èìååò î÷åíü ìîùíîå ìàãíèòíîå ïîëå, â 2000 ðàç ñèëüíåå çåìíîãî. Ðàçóìååòñÿ, íàó÷íàÿ ðàáîòà Ýíòîíè Ïøèáûëüñêîãî íå îãðàíè÷èëàñü îòêðûòèåì îäíîé óäèâèòåëüíîé çâåçäû. Îí îáíàðóæèë ìíîæåñòâî äðóãèõ íåîáû÷íûõ çâåçä, ïðîâåë èññëåäîâàíèÿ ïî íåáåñíîé ìåõàíèêå, ðàçðàáîòàë íîâûé ìåòîä èçó÷åíèÿ çâåçäíûõ àòìîñôåð, âûïîëíèë ìíîãîëåòíþþ ïðîãðàììó ïî èçó÷åíèþ çâåçä-ñâåðõãèãàíòîâ â ñîñåäíèõ ãàëàêòèêàõ — Ìàãåëëàíîâûõ Îáëàêàõ. Îí íèêîãäà íå áûë æåíàò, à ïîñëå óõîäà íà ïåíñèþ æèë â óíèâåðñèòåòñêîì êîëëåäæå, ïðåïîäàâàÿ ñòóäåíòàì ìàòåìàòèêó è ôèçèêó. Ïðè ýòîì äàæå â çðåëîì âîçðàñòå Àíòîíèí íå çàáûâàë î ïðîäîëæåíèè îáðàçîâàíèÿ: â 1984 ã. îí ïîëó÷èë ñâîé âòîðîé óíèâåðñèòåòñêèé äèïëîì — ïî áîòàíèêå, çîîëîãèè è ãåîëîãèè. Êàê âèäèòå, ñàìàÿ íåîáû÷íàÿ çâåçäà íå çðÿ íîñèò èìÿ ýòîãî íåçàóðÿäíîãî è öåëåóñòðåìëåííîãî ÷åëîâåêà. Òåì, êòî çàäóìàë êóïèòü èìÿ çâåçäû, ÿ ñîâåòóþ ïåðå÷èòàòü ýòó èñòîðèþ… Ïî ìåðå îáíàðóæåíèÿ åùå áîëåå ýêçîòè÷åñêèõ çâåçä èìåíà òåõ, ÷òî íåêîãäà âûçûâàëè óäèâëåíèå, ïîñòåïåííî çàáûâàþòñÿ. Îñòàþòñÿ ëèøü ñóõèå êàòàëîæíûå îáîçíà÷åíèÿ, à ôàìèëèè ñòàðûõ àñòðîíîìîâ, íå çíàêîìûõ íûíåøíåìó ïîêîëåíèþ ó÷åíûõ, ïåðåñòàþò óïîìèíàòüñÿ. Íî ðàçâå ýòî âàæíî…

Ü


ãîòîâêà 2 Ïîä ê ïóòåøåñòâèÿì


Ï

ðîäîëæàåì ãîòîâèòüñÿ ê ìåæïëàíåòíûì ïóòåøåñòâèÿì. Ìû óæå ïîçíàêîìèëèñü ñ íåáåñíûìè êàðòàìè è íåêîòîðûìè àñòðîíîìè÷åñêèìè òðàäèöèÿìè ïî ÷àñòè íàèìåíîâàíèÿ çâåçä è ñîçâåçäèé, ïëàíåò è ìàëûõ òåë Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ïîçæå, «îòïðàâëÿÿñü» ê òåì èëè èíûì îáúåêòàì, ìû åùå ïîçíàêîìèìñÿ ñ ÷åòêèìè ïðàâèëàìè èõ îáîçíà÷åíèÿ. À â ýòîé ãëàâå íàì ïðåäñòîèò âûáðàòü «ñðåäñòâà ïåðåäâèæåíèÿ» è óçíàòü íåêîòîðûå âåùè, ïîëåçíûå äëÿ íåáåñíûõ ïóòåøåñòâåííèêîâ. Íà÷íåì ñ ñàìîãî èíòåðåñíîãî.

Êàê ñäåëàòü îòêðûòèå? âåðåí, ÷òî ìàëî êòî èç ëþáèòåëåé íàóêè ìå÷òàåò ïðîñëàâèòüñÿ. Ïðîíèêàòü â òàéíû ïðèðîäû — ýòî ñàìî ïî ñåáå òàêîå óäîâîëüñòâèå, ïåðåä êîòîðûì ìåðêíåò ïðåõîäÿùàÿ ìèðñêàÿ ñëàâà è ïðî÷àÿ ñóåòà. Íî åñëè âû âñåðüåç ðåøèëè ðàçîáðàòüñÿ â çàãàäêàõ ïðèðîäû, òî ðàíî èëè ïîçäíî ýòî çàíÿòèå ïðèâåäåò âàñ ê îòêðûòèþ.  àñòðîíîìèè ýòî ñëó÷àåòñÿ ñïëîøü è ðÿäîì. Âåäü íà êàæäîãî àñòðîíîìà îñòàëîñü åùå äîñòàòî÷íî íåèññëåäîâàííûõ íåáåñ. Ïîìíèòå, êàêîâà ïëîùàäü íåáåñíîé ñôåðû? 41 253 êâàäðàòíûõ ãðàäóñà. À ñêîëüêî â ìèðå àñòðîíîìîâ? Îêîëî 10 òûñÿ÷. Çíà÷èò, íà êàæäîãî ïðèõîäèòñÿ ïî 4 êâ. ãðàäóñà íåáà, òî åñòü íåáåñíàÿ äåëÿíêà ïëîùàäüþ â 20 ëóííûõ äèñêîâ. Âû òîëüêî ïðåäñòàâüòå ñåáå, ñêîëüêî íà íåé íåèçâåäàííîãî! Êàçàëîñü áû, êàæäûé àñòðîíîì äîëæåí ïðîâîäèòü âñå íî÷è ó òåëåñêîïà è äåëàòü îäíî îòêðûòèå çà äðóãèì. Íî íåò! Ìíîãèå ïðîôåññèîíàëû ïðåäïî÷èòàþò çàíèìàòüñÿ òåîðåòè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè, ïèñàòü ñòàòüè è êíèãè (êàê ÿ ñåé÷àñ), âûñòóïàòü íà êîíôåðåíöèÿõ, ó÷èòü ñòóäåíòîâ. Íà ýòî óõîäèò öåëûé äåíü, à íî÷üþ íàäî õîòÿ áû íåìíîãî ïîñïàòü. Êòî æå çà íèõ â ýòî âðåìÿ ñëåäèò çà íåáîì? Ëþáèòåëè àñòðîíîìèè. Êòî òàêèå ýòè ëþáèòåëè? Äèëåòàíòû? Âîâñå íåò. Íå ñëåäóåò ïóòàòü ëþáèòåëüñêóþ àñòðîíîìèþ ñ ðîìàíòè÷åñêèì æåëàíèåì ïîëþáîâàòüñÿ çâåçäíûì íåáîì. Òàêîå æåëàíèå â îïðåäåëåííîé ñèòóàöèè ïðîñûïàåòñÿ ó êàæäîãî — òåïëàÿ ëåòíÿÿ íî÷ü, ñòåïü èëè áåðåã ðåêè, òóðèñòè÷åñêèé ëàãåðü èëè îêîëèöà ñåëà, äîãîðàþùèé êîñòåð èëè ïðîãóëêà âäâîåì, áàðõàòíîå çâåçäíîå íåáî íàä ãîëîâîé… Ýòî íå ëþáèòåëüñêàÿ àñòðîíîìèÿ. Íàñòîÿùàÿ ëþáèòåëüñêàÿ àñòðîíîìèÿ — ýòî óïîðíîå çàíÿòèå àñòðîíîìè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè â êà÷åñòâå õîááè. Òîò, êòî ïðîñòî èíòåðåñóåòñÿ íàóêîé, îòêðûòèÿ íå ñäåëàåò.  îòëè÷èå îò øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííîãî «ïîòðåáèòåëüñêîãî» èíòåðåñà ê íàóêå — ÷òåíèÿ íàó÷íî-ïîïóëÿðíûõ êíèã è æóðíàëîâ, ïðîñìîòðà ïîçíàâàòåëüíûõ òåëåïåðåäà÷ è êèíîôèëüìîâ, — ëþáèòåëüñêîå çàíÿòèå íàó-

Ó

62

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


êîé, â ÷àñòíîñòè àñòðîíîìèåé, ïðåäïîëàãàåò öåëåíàïðàâëåííûé ïîèñê â îïðåäåëåííîé îáëàñòè èññëåäîâàíèé, äîïîëíÿþùèé èëè äóáëèðóþùèé ðàáîòó ïðîôåññèîíàëüíûõ ó÷åíûõ. Ëþáèòåëüñêèå íàó÷íûå èññëåäîâàíèÿ âîîáùå õàðàêòåðíû äëÿ ïîèñêîâûõ îáëàñòåé çíàíèÿ, òàêèõ, íàïðèìåð, êàê èñòîðèÿ, òîïîíèìèêà, àðõåîëîãèÿ, ïàëåîíòîëîãèÿ, ýíòîìîëîãèÿ.  îáëàñòè òî÷íûõ äèñöèïëèí è ôèçèêî-ìàòåìàòè÷åñêèõ íàóê â íàøó ýïîõó ãðàíèöà íàó÷íîãî ïîèñêà óøëà òàê äàëåêî îò âîçìîæíîñòåé ó÷åíîãî-ëþáèòåëÿ, ÷òî ñêîëüêî-íèáóäü ïëîäîòâîðíîå çàíÿòèå ôèçèêîé, õèìèåé èëè ìàòåìàòèêîé â êà÷åñòâå õîááè ïðåäñòàâëÿåòñÿ ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíûì.  àðõåîëîãèè è ïàëåîíòîëîãèè ïðîôåññèîíàëû îïàñàþòñÿ «ïîìîùè» ëþáèòåëåé. È òîëüêî â àñòðîíîìèè óñèëèÿ ïðîôåññèîíàëîâ è ëþáèòåëåé äî ñèõ ïîð âïîëíå îðãàíè÷íî îáúåäèíÿþòñÿ. Ïðè÷èíà ýòîãî èìåííî â òîì, ÷òî àñòðîíîìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ â çíà÷èòåëüíîé ñâîåé ÷àñòè äî ñèõ ïîð èìåþò (è âñåãäà áóäóò èìåòü) ïîèñêîâûé õàðàêòåð. Õèìèêè è ôèçèêè ýêñïåðèìåíòèðóþò, à àñòðîíîìû — íàáëþäàþò. Ìíîãèå àñòðîíîìè÷åñêèå ÿâëåíèÿ óíèêàëüíû, ïîýòîìó ãðàìîòíî ïîñòàâëåííûå ëþáèòåëüñêèå íàáëþäåíèÿ, ïóñòü äàæå ñî ñêðîìíûìè ñðåäñòâàìè, ïðåäñòàâëÿþò äëÿ íàóêè ðåàëüíóþ öåííîñòü. Òàê ÷òî åñëè õîòèòå ñäåëàòü îòêðûòèå — ÷àùå ñìîòðèòå íà íåáî. Îáíàðóæèòü íîâîå àñòðîíîìè÷åñêîå ÿâëåíèå èëè íîâûé àñòðîíîìè÷åñêèé îáúåêò ïåðâûì ñïîñîáåí ïðîñòî ëþáîçíàòåëüíûé ÷åëîâåê, íå ïðåäïðèíèìàÿ ñèñòåìàòè÷åñêîãî íàó÷íîãî ïîèñêà. Íå ðàç òàê îòêðûâàëè êîìåòû, à òàêæå íîâûå è ñâåðõíîâûå çâåçäû. Ïðèâåäó äâà ïðèìåðà òàêîãî ðîäà îòêðûòèé. Ïåðâûé èç íèõ îïèñàí ïðîôåññîðîì Ñ. Ï. Ãëàçåíàïîì â åãî êíèãå «Äðóçüÿì è ëþáèòåëÿì àñòðîíîìèè» (ÑÏá.: Èçä. À. Ñ. Ñóâîðèíà, 1909, ñ. 120): «Â 1901 ãîäó, 8-ãî ôåâðàëÿ ïî ñòàðîìó ñòèëþ, â ñîçâåçäèè Ïåðñåÿ çàáëèñòàëà íîâàÿ çâåçäà, îòêðûòàÿ ìîëîäûì ãèìíàçèñòîì 5-é Êèåâñêîé ãèìíàçèè Àíäðååì Áîðèñÿêîì, à íåñêîëüêèìè ÷àñàìè ïîçäíåå — Àíäåðñîíîì â Ýäèíáóðãå. Áîðèñÿê è Àíäåðñîí çàìåòèëè íîâóþ çâåçäó 8-ãî ôåâðàëÿ, êîãäà îíà óæå äîñòèãëà çíà÷èòåëüíîãî áëåñêà è áðîñàëàñü â ãëàçà. Äî 11-ãî ôåâðàëÿ 1901 ã. Íîâàÿ Ïåðñåÿ óâåëè÷èâàëàñü â ñâîåì áëåñêå, à ñ ýòîãî äíÿ íà÷àëà áëåêíóòü; óìåíüøåíèå áëåñêà øëî î÷åíü áûñòðî: â ìàðòå îíà óæå áûëà 4-é âåëè÷èíû, â àïðåëå — 6-é âåëè÷èíû è íàõîäèëàñü íà ïðåäåëå çðåíèÿ.  êîíöå 1902 ã. îíà áûëà äåâÿòîé âåëè÷èíû. Ìîëîäîé ëþáèòåëü àñòðîíîìèè À. Áîðèñÿê óäîñòîèëñÿ Âûñî÷àéøåãî ïîîùðåíèÿ: Åãî Âåëè÷åñòâî Ãîñóäàðü Èìïåðàòîð Íèêîëàé Àëåêñàíäðîâè÷ ìèëîñòèâî ïîäàðèë Áîðèñÿêó ïðåêðàñíûé òåëåñêîï ðàáîòû Öåéñà». Êàê ñäåëàòü îòêðûòèå?

63


Ê ñêàçàííîìó ïðîôåññîðîì Ãëàçåíàïîì ñëåäóåò äîáàâèòü, ÷òî Íîâàÿ Ïåðñåÿ 1901 ã. (N Per 1901, èëè GK Per) îêàçàëàñü óíèêàëüíî èíòåðåñíûì îáúåêòîì. Âî-ïåðâûõ, ýòî áûëà îäíà èç ÿð÷àéøèõ íîâûõ ïðîøåäøåãî ñòîëåòèÿ — â ìàêñèìóìå åå áëåñê äîñòèã íóëåâîé âåëè÷èíû; ëèøü íîâàÿ V 603 Aql 1918 áëåñòåëà íà âåëè÷èíó ÿð÷å. Âî-âòîðûõ, ìíîãèå ãîäû ïîñëå âñïûøêè Íîâîé Ïåðñåÿ àñòðîíîìû íàáëþäàëè ðàñøèðÿþùóþñÿ âîêðóã íåå ãàçîâóþ îáîëî÷êó — îñòàòîê âçðûâà çâåçäû. Íàêîíåö, ýòî åäèíñòâåííàÿ íîâàÿ, ó êîòîðîé ìíîãèå äåñÿòèëåòèÿ íàáëþäàëñÿ ýôôåêò ñâåòîâîãî ýõà: âñïûøÐèñ. 2.1. Ãèìíàçèñò Àíäðåé Áîðèñÿê, îòêà çâåçäû îñâåòèëà îêðóæàþùåå åå êðûâøèé Íîâóþ Ïåðñåÿ 1901 ã. ìåæçâåçäíîå âåùåñòâî, è ýòà îñâåùåííàÿ îáëàñòü ñî ñêîðîñòüþ ñâåòà ðàñøèðÿëàñü, ïîäîáíî ñáðîøåííîé îáîëî÷êå. Òàê êèåâñêèé ãèìíàçèñò Áîðèñÿê îêàçàë óñëóãó íàóêå. À âîò âòîðàÿ ïîäîáíàÿ èñòîðèÿ, ñëó÷èâøàÿñÿ 29 àâãóñòà 1975 ã. â Êðûìñêîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè ÀÍ ÑÑÑÐ è ñîñåäñòâóþùåé ñ íåé îáñåðâàòîðèè ÌÃÓ. Èìåííî òàì â ýòî âðåìÿ, âìåñòå ñ äåñÿòêàìè ïðîôåññèîíàëüíûõ àñòðîíîìîâ, ïðîâîäèë ñâîè íàáëþäåíèÿ ñòóäåíòäèïëîìíèê ÌÃÓ Ñåðãåé Øóãàðîâ. Áûâøèé ñî øêîëüíûõ ëåò ôàíàòè÷-

Ðèñ. 2.2. Ñòóäåíò ÌÃÓ Ñåðãåé Øóãàðîâ, îòêðûâøèé Íîâóþ Ëåáåäÿ 1975 ã., íà ôîíå áàøíè 2,6-ìåòðîâîãî ðåôëåêòîðà èì. Ã. À. Øàéíà Êðûìñêîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè.

64

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


íûì ëþáèòåëåì àñòðîíîìèè, Ñåðãåé ïðåêðàñíî çíàë çâåçäíîå íåáî. Ïîýòîìó, íàïðàâëÿÿñü ê áàøíå òåëåñêîïà è îêèäûâàÿ ïî ïðèâû÷êå âçî ðîì íåáî, îí ñðàçó îáíàðóæèë «ëèøíþþ» çâåçäó â ñîçâåçäèè Ëåáåäü è áûñòðî îïîâåñòèë îá ýòîì ñîòðóäíèêîâ äâóõ îáñåðâàòîðèé. Íåçàìåä ëèòåëüíî íà íîâûé óäèâèòåëüíûé îáúåêò áûëè íàöåëåíû âñå òåëåñêîïû è áûëà îòïðàâëåíà òåëåãðàììà (Èíòåðíåòà åùå íå áûëî) â ìåæäóíàðîäíûé öåíòð àñòðîíîìè÷åñêèõ îòêðûòèé (ñ íèì ìû åùå ïîçíàêî ìèìñÿ), êîòîðûé ðàçîñëàë ñîîáùåíèå âî âñå îáñåðâàòîðèè ìèðà.  ðåçóëüòàòå óäàëîñü ïîäðîáíî èçó÷èòü îäíó èç ñàìûõ èíòåðåñíûõ íîâûõ â èñòîðèè àñòðîíîìèè — Íîâóþ Ëåáåäÿ 1975 ã. (V 1500 Cyg), óíèêàëüíî áûñòðóþ ïî ñêîðîñòè íàðàñòàíèÿ è ñïàäàíèÿ áëåñêà: íåâîîðóæåííûì ãëàçîì îíà áûëà âèäíà âñåãî íåñêîëüêî íî÷åé. Ïîçæå íåêîòîðûå ìàñòèòûå àñòðîíîìû Êðûìà âñïîìèíàëè, ÷òî â òîò âå÷åð ñîçâåçäèå Ëåáåäÿ èì òîæå ïîêàçàëîñü êàêèì-òî íåîáû÷íûì, íî çà ñóåòîé îíè íå îñîçíàëè èñòèííîé ïðè÷èíû ýòîãî.  ðåçóëüòàòå îòêðûòèå äîñòàëîñü ñòóäåíòó. Ïðàâäà, òåëåñêîï Öåéññà åìó çà ýòî íå ïîäàðèëè, íî âåñòü îá îòêðûòèè ñûãðàëà íåìàëóþ ðîëü â åãî ñóäüáå: íåñìîòðÿ íà âåñüìà óìåðåííóþ óñïåâàåìîñòü ñòóäåíòà Øóãàðîâà ïî òåîðåòè÷åñêèì ïðåäìåòàì, ðåêòîð óíèâåðñèòåòà ñâîèì ðåøåíèåì îñòàâèë «îòêðûâàòåëÿ íîâûõ çâåçä» äëÿ ðàáîòû â ÌÃÓ è íå îøèáñÿ. Ñåãîäíÿ Ñåðãåé Þðüåâè÷ Øóãàðîâ — îäèí èç âåäóùèõ ñïåöèàëèñòîâ ïî èçó÷åíèþ ïåðåìåííûõ çâåçä. Èòàê, äâà þíûõ ëþáèòåëÿ íàóêè, ãèìíàçèñò è ñòóäåíò, íå äîñòèãíóâ åùå ñòàòóñà ó÷åíîãî è íå «ïðîñèæèâàÿ øòàíû» íàä ñëîæíûìè ïðîáëåìàìè, ñìîãëè ñäåëàòü ïîëíîöåííûå è âàæíûå äëÿ íàóêè îòêðûòèÿ. Ïî-ìîåìó, ýòî âäîõíîâëÿåò.

Íåáåñíûå ëþáèòåëè è ïðîôåññèîíàëû ÷åì âîîáùå îòëè÷àþòñÿ àñòðîíîìû-ëþáèòåëè îò ïðîôåññèîíàëîâ? Àñòðîíîìèÿ — äðåâíÿÿ íàóêà. Ñîçíàòåëüíûìè íàáëþäåíèÿìè çà íåáåñíûìè ñâåòèëàìè ëþäè ñòàëè çàíèìàòüñÿ î÷åíü äàâíî ïàðàëëåëüíî ñâîèì îñíîâíûì çàíÿòèÿì — ñêîòîâîäñòâó, ìîðñêîé íàâèãàöèè, îòïðàâëåíèþ ðåëèãèîçíûõ êóëüòîâ, ïðåïîäàâàíèþ è ò. ï. Ïîýòîìó âñåõ ðàííèõ èññëåäîâàòåëåé íåáà ôîðìàëüíî ìîæíî îòíåñòè ê ëþáèòåëÿì íàóêè.  êàêîé-òî ìåðå è âåëèêèå óìû ïîçäíåãî Âîçðîæäåíèÿ, òàêèå êàê Êîïåðíèê è Òèõî Áðàãå, òàêæå áûëè ëþáèòåëÿìè, õîòÿ è âûñî÷àéøåé êâàëèôèêàöèè. Áîëåå îïðåäåëåííûé ñìûñë ýòî ïîíÿòèå îáðåëî ñ ïîÿâëåíèåì â XVII â. ãîñóäàðñòâåííûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ ó÷ðåæäåíèé è ðàáîòàþùèõ

À

Íåáåñíûå ëþáèòåëè è ïðîôåññèîíàëû

65


â íèõ ïðîôåññèîíàëüíûõ àñòðîíîìîâ.  òó ýïîõó ðîæäàëàñü ñîâðåìåííàÿ íàóêà ñ åå õàðàêòåðíûìè ÷åðòàìè: ãîñóäàðñòâåííûì ôèíàíñèðîâàíèåì, ïîäãîòîâêîé äèïëîìèðîâàííûõ ñïåöèàëèñòîâ, íåîáõîäèìîñòüþ ïîëó÷åíèÿ ïðàêòè÷åñêè çíà÷èìûõ ðåçóëüòàòîâ. Ïîëüçó îò àñòðîíîìèè â òå ãîäû âèäåëè â ïîääåðæêå ñëóæáû âðåìåíè, ãåîäåçèè, êàðòîãðàôèè, à ïîçæå — â ñëóæáå Ñîëíöà è êîñìè÷åñêîé íàâèãàöèè. Ñïåöèôèêà ïðîôåññèîíàëüíîé íàóêè — â åå ìåòîäîëîãèè, ïðåäïîëàãàþùåé òî÷íîå îïèñàíèå óñëîâèé îïûòîâ è íàáëþäåíèé, æåñòêîå âçàèìíîå ðåöåíçèðîâàíèå ðàáîò è îïîðó íà ïóáëèêàöèè òîëüêî â àâòîðèòåòíûõ íàó÷íûõ æóðíàëàõ, íå äîïóñêàþùèõ íà ñâîè ñòðàíèöû íèçêîïðîáíûå ðåçóëüòàòû. Èìåííî ýòè êà÷åñòâà îòäåëèëè ïðîôåññèîíàëüíóþ íàóêó îò ëþáèòåëüñêîé. Äâèæóùàÿ ñèëà è òîé è äðóãîé çàêëþ÷àåòñÿ â ïðèðîäíîé ëþáîçíàòåëüíîñòè ÷åëîâåêà. Íî ïðîôåññèîíàëû îáÿçàíû ðåãóëÿðíî âûäàâàòü êà÷åñòâåííûå ðåçóëüòàòû èññëåäîâàíèé, à ëþáèòåëè ìîãóò ðàáîòàòü íà ëþáîì äîñòóïíîì äëÿ íèõ óðîâíå è ëèøü â òîì îáúåìå, êîòîðûé äîñòàâëÿåò èì óäîâîëüñòâèå. Äîëæåí çàìåòèòü, ÷òî íè â ïðîøëîì, íè â íàøè äíè ïîíÿòèå «ëþáèòåëüñêàÿ àñòðîíîìèÿ» íå áûëî îïðåäåëåíî âïîëíå ÷åòêî.  ñàìîì îáùåì ñìûñëå — ýòî çàíÿòèå àñòðîíîìè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè êàê õîááè, â ñâîáîäíîå îò îñíîâíîé ðàáîòû èëè ó÷åáû âðåìÿ. Íî óðîâåíü ýòèõ çàíÿòèé ìîæåò áûòü ðàçíûì: îò ïðîñòîãî ëþáîâàíèÿ íî÷íûì íåáîì è ñîçåðöàíèÿ ëåãêîäîñòóïíûõ îáúåêòîâ (Ëóíà, Ñîëíöå, ïëàíåòû) äî ñèñòåìàòè÷åñêîãî ïîèñêà êîìåò è àñòåðîèäîâ, èçó÷åíèÿ ïåðåìåííûõ çâåçä è ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè, êîíñòðóèðîâàíèÿ íîâûõ ïðèáîðîâ è ó÷àñòèÿ â ðàáîòå ïðîôåññèîíàëüíûõ íàó÷íûõ êîëëåêòèâîâ. Îáû÷íî òåõ, êòî óâëå÷åí ñîçåðöàíèåì íåáà è ÷òåíèåì íàó÷íî-ïîïóëÿðíîé ëèòåðàòóðû, íàçûâàþò ëþáèòåëÿìè àñòðîíîìèè (ïî-àíãëèéñêè èõ ÷àñòî íàçûâàþò armchair astronomers, «àñòðîíîìû â êðåñëå»), à òåõ, êòî â êà÷åñòâå õîááè çàíèìàåòñÿ ñèñòåìàòè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè îïðåäåëåííûõ íåáåñíûõ îáúåêòîâ, íàçûâàþò àñòðîíîìàìè-ëþáèòåëÿìè. Âïðî÷åì, àâòîð çíàìåíèòîãî «Ñïðàâî÷íèêà ëþáèòåëÿ àñòðîíîìèè» Ïåòð Ãðèãîðüåâè÷ Êóëèêîâñêèé ãîâîðèë, ÷òî êàæäûé ïðîôåññèîíàëüíûé àñòðîíîì ëþáèò ñâîþ íàóêó, à çíà÷èò, òîæå ÿâëÿåòñÿ ëþáèòåëåì àñòðîíîìèè. Âçÿâ â ðóêè ýòó êíèãó, âû, óâàæàåìûé ÷èòàòåëü, óæå ñòàëè ëþáèòåëåì àñòðîíîìèè. À åñëè íàøè ïóòåøåñòâèÿ ê ïëàíåòàì âñåðüåç óâëåêóò âàñ, òî ñìîæåòå ñòàòü è àñòðîíîìîì-ëþáèòåëåì. Î êîëè÷åñòâå ëþäåé, ðåãóëÿðíî èíòåðåñóþùèõñÿ àñòðîíîìè÷åñêèìè èññëåäîâàíèÿìè, ìîæíî ñóäèòü ïî òèðàæàì ñîîòâåòñòâóþùèõ íàó÷íî-ïîïóëÿðíûõ æóðíàëîâ è êíèã. Íàïðèìåð, åæåìåñÿ÷íûé òèðàæ âåäóùèõ ìèðîâûõ æóðíàëîâ äëÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè — «Sky and Tele66

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


scope» è «Astronomy» — ñîòíè òûñÿ÷ ýêçåìïëÿðîâ. Íà ôðàíöóçñêîì, íåìåöêîì è èòàëüÿíñêîì ÿçûêàõ — åùå îêîëî 100 òûñÿ÷. Î÷åíü ïîïóëÿðíà àñòðîíîìèÿ â ßïîíèè. Äóìàþ, ïî âñåìó ìèðó ïðåäàííûõ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè íèêàê íå ìåíüøå ïîëóìèëëèîíà. Îòëè÷íàÿ êîìïàíèÿ ëþáîçíàòåëüíûõ ëþäåé! Íî àêòèâíî ðàáîòàþùèõ àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé, êîíå÷íî, ìåíüøå. Íàïðèìåð, â Àìåðèêàíñêîé àññîöèàöèè íàáëþäàòåëåé ïåðåìåííûõ çâåçä îêîëî 2000 ÷ëåíîâ (â îñíîâíîì ýòî ëþáèòåëè).  Ðîññèè è íà Óêðàèíå ðàáîòàþò ñîòíè àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé.

×òî ëþáÿò ëþáèòåëè? åì æå çàíèìàþòñÿ «äâîðîâûå àñòðîíîìû» (backyard astronomy — òåðìèí âïîëíå îôèöèàëüíûé)? Òðàäèöèîííî îíè áåðóòñÿ çà íàó÷íûå çàäà÷è, òðåáóþùèå íå î÷åíü ñëîæíîãî îáîðóäîâàíèÿ, íî âíèìàíèÿ, àêêóðàòíîñòè è õîðîøåãî çíàíèÿ çâåçäíîãî íåáà. Ýòî ïîèñê êîìåò, èçó÷åíèå ìåòåîðíûõ ïîòîêîâ, ïîèñê ìåòåîðèòîâ, íàáëþäåíèå çà ñåðåáðèñòûìè îáëàêàìè, èçó÷åíèå ïåðåìåííûõ çâåçä, ñèñòåìàòè÷åñêàÿ çàðèñîâêà ïîâåðõíîñòè ïëàíåò, âûÿâëåíèå èçìåíåíèé íà ïîâåðõíîñòè Ëóíû. ×òîáû ñòèìóëèðîâàòü ïîèñê óíèêàëüíûõ îáúåêòîâ, òàêèõ êàê êîìåòû, ìåòåîðèòû, âñïûøêè íîâûõ è ñâåðõíîâûõ çâåçä, ñóùåñòâóþò ìåðû ïîîùðåíèÿ, îñîáåííî öåííûå äëÿ àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé. Êàê ìû óæå çíàåì, íîâûì êîìåòàì ïðèñâàèâàþò èìåíà èõ ïåðâîîòêðûâàòåëåé. Àâòîðû îòêðûòèÿ àñòåðîèäîâ ïîëó÷àþò ïðàâî ïðåäëàãàòü äëÿ íèõ èìåíà. Îïûòíûõ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè â êà÷åñòâå ïîîùðåíèÿ íåêîòîðûå îáñåðâàòîðèè ïðèãëàøàþò íà êóðñû ëåêöèé, äàþò èì âîçìîæíîñòü ðàáîòàòü íà êðóïíûõ èíñòðóìåíòàõ è ïîëüçîâàòüñÿ ïðîôåññèîíàëüíûì îáîðóäîâàíèåì è áàçàìè äàííûõ (âåäü åùå äàëåêî íå âñå àñòðîíîìè÷åñêèå àðõèâû îöèôðîâàíû è âûëîæåíû â Èíòåðíåò). À åñëè îáðàòèòüñÿ ê êàðòå Ëóíû, òî è íà íåé ìîæíî íàéòè íåìàëî èìåí âûäàþùèõñÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè.  êîíöå XX â. ñèòóàöèÿ ñ ëþáèòåëüñêîé àñòðîíîìèåé ñóùåñòâåííî èçìåíèëàñü. Ñ îäíîé ñòîðîíû, íà íåêîòîðûõ îáñåðâàòîðèÿõ íà÷àëè ðàáîòàòü àâòîìàòè÷åñêèå òåëåñêîïû äëÿ ïîèñêà êîìåò è àñòåðîèäîâ, ñîñòàâèâøèå ñåðüåçíóþ êîíêóðåíöèþ ëþáèòåëÿì. Ñ äðóãîé — ïîÿâëåíèå ïåðñîíàëüíûõ êîìïüþòåðîâ, Èíòåðíåòà è íåäîðîãèõ ýëåêòðîííûõ ïðèåìíèêîâ ñâåòà îòêðûëî ïåðåä ëþáèòåëÿìè íîâûå âîçìîæíîñòè. Íàïðèìåð, ëþáèòåëè ïîëó÷èëè âîçìîæíîñòü ïîëüçîâàòüñÿ ïðîôåññèîíàëüíûìè êàòàëîãàìè è áàçàìè äàííûõ êðóïíåéøèõ íàçåìíûõ è êîñìè÷åñêèõ îáñåðâàòîðèé, âû÷èñëÿòü ýôåìåðèäû àñòðîíîìè÷å-

×

×òî ëþáÿò ëþáèòåëè?

67


ñêèõ ÿâëåíèé èìåííî äëÿ ñâîåãî ìåñòà íàáëþäåíèÿ. Ýòî, â ÷àñòíîñòè, ïîçâîëÿåò íàáëþäàòü ïîêðûòèÿ çâåçä Ëóíîé è àñòåðîèäàìè. Òåïåðü àñòðîíîìû-ëþáèòåëè ìîãóò äåëàòü ñåðüåçíûå îòêðûòèÿ, äàæå íå èìåÿ òåëåñêîïà: íåêîòîðûå ýíòóçèàñòû îáíàðóæèëè óæå ïî íåñêîëüêó íîâûõ êîìåò íà ôîòîãðàôèÿõ íåáà, ïîëó÷åííûõ èìè ÷åðåç Èíòåðíåò ñ áîðòà êîñìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè SOHO. ×òîáû ïîääåðæàòü ëþáèòåëüñêóþ àñòðîíîìèþ, ìåöåíàòû ó÷ðåæäàþò ñïåöèàëüíûå ïðåìèè. Íàïðèìåð, â 2002 ã. Ñìèòñîíîâñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ (ÑØÀ) íàçâàëà èìåíà àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé, óäîñòîåííûõ ïðåìèè Ýäãàðà Óèëñîíà çà îòêðûòèÿ êîìåò ñ 10 èþíÿ 2001 ã. ïî 10 èþíÿ 2002 ã. Ïî íåñêîëüêî òûñÿ÷ äîëëàðîâ ïîëó÷èëè Âýíñ Ïåòðþ èç Êàíàäû (êîìåòà P/2001 Q2), Êàîðó Èêåéÿ èç ßïîíèè è Äàöèí ×æàí èç Êèòàÿ (C/2002 C1), Äóãëàñ Ñíàéäåð èç ÑØÀ è Øèãåêè Ìóðàêàìè èç ßïîíèè (C/2002 E2), Ñèîãî Óöóíîìèÿ èç ßïîíèè (C/2002 F1) è Óèëüÿì Êâîí Þ Åí èç ÑØÀ (P/2002 BV). Ïîñëåäíÿÿ èç ýòèõ êîìåò áûëà îòêðûòà ñ ïîìîùüþ ÏÇÑ-êàìåðû, à âñå ïðî÷èå áûëè îáíàðóæåíû ïðè âèçóàëüíûõ íàáëþäåíèÿõ â ëþáèòåëüñêèå òåëåñêîïû.  òîì ãîäó áûëè îòìå÷åíû ëîâöû íå òîëüêî êîìåò, íî è àñòåðîèäîâ. Ïÿòü àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé èç ÑØÀ, Àâñòðàëèè è Ëþêñåìáóðãà ïîëó÷èëè Øóìåéêåðîâñêèå ãðàíòû Ïëàíåòíîãî îáùåñòâà ÑØÀ, êîòîðûå èì ïðåäñòîèò ïîòðàòèòü íà ïîèñêè è èçó÷åíèå îêîëîçåìíûõ àñòåðîèäîâ è êîìåò. Ðàçìåð ãðàíòîâ ñîñòàâëÿåò îò 900 äî 10 000 äîëëàðîâ ÑØÀ.  2009 ã. êîëè÷åñòâî òàêèõ ïðåìèé è ãðàíòîâ óâåëè÷èëîñü. Îíî è ïîíÿòíî — Âñåìèðíûé ãîä àñòðîíîìèè!

Âûäàþùèåñÿ «äâîðîâûå àñòðîíîìû» òîáû ïîäîãðåòü âàø ýíòóçèàçì, ðàññêàæó î íåêîòîðûõ âûäàþùèõñÿ àñòðîíîìàõ-ëþáèòåëÿõ.  XVII–XVIII ââ. íåìíîãî÷èñëåííûé øòàò ãîñóäàðñòâåííûõ îáñåðâàòîðèé â îñíîâíîì áûë çàíÿò ïðèêëàäíûìè èññëåäîâàíèÿìè — ñîâåðøåíñòâîâàíèåì ñëóæáû âðåìåíè è ìåòîäîâ îïðåäåëåíèÿ ãåîãðàôè÷åñêîé äîëãîòû. Ïîýòîìó ïîèñêîì êîìåò è àñòåðîèäîâ, èçó÷åíèåì ïåðåìåííûõ çâåçä è ÿâëåíèé íà ïîâåðõíîñòè Ñîëíöà, Ëóíû è ïëàíåò â îñíîâíîì çàíèìàëèñü àñòðîíîìû-ëþáèòåëè.  XIX â. ïðîôåññèîíàëüíûå àñòðîíîìû ñòàëè óäåëÿòü áîëüøå âíèìàíèÿ çâåçäíîàñòðîíîìè÷åñêèì è àñòðîôèçè÷åñêèì èññëåäîâàíèÿì, íî è çäåñü âåñüìà ÷àñòî ëþáèòåëè íàóêè áûëè â ïåðâûõ ðÿäàõ. Íà ðóáåæå XVIII è XIX ââ. ðàáîòàë âåëè÷àéøèé èç àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé — ìóçûêàíò, äèðèæåð è êîìïîçèòîð Âèëüÿì Ãåðøåëü; ñ íèì ìû óæå âñòðå÷àëèñü â ãëàâå 1. Îòêðûâ ïëàíåòó Óðàí, îí íåîæèäàííî äëÿ ñå-

×

68

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


áÿ èç «äâîðîâîãî àñòðîíîìà» ñòàë ïðèäâîðíûì àñòðîíîìîì. Åãî âåðíîé ïîìîùíèöåé áûëà ñåñòðà Êàðîëèíà, à ïîçæå — è ñûí Äæîí. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ëþáèòåëüñêîé àñòðîíîìèè ãëàâíàÿ çàñëóãà Â. Ãåðøåëÿ ñîñòîèò âñå æå íå â îòêðûòèè ïëàíåòû (ýòî äåëî ñëó÷àÿ) è íå â ñîñòàâëåíèè êàòàëîãîâ òûñÿ÷ òóìàííîñòåé è çâåçäíûõ ñêîïëåíèé (êðîïîòëèâàÿ ðàáîòà Ðèñ. 2.3. «Áîëüøîé 20-ôóòîâûé ðåôëåêòîð» Â. Ãåðøåðåäêî ïðèâëåêàåò ëþáèòå- ëÿ äèàìåòðîì 18 äþéìîâ. Ýòîò òåëåñêîï áûë ñàìûì ëåé), à â äåìîíñòðàöèè âîçðàáî÷èì èç âñåõ èíñòðóìåíòîâ Ãåðøåëÿ. ìîæíîñòè êóñòàðíîãî èçãîòîâëåíèÿ êðóïíûõ çåðêàëüíûõ òåëåñêîïîâ — ðåôëåêòîðîâ. Èìåííî ýòî åãî çàíÿòèå íà íåñêîëüêî ñòîëåòèé âïåðåä îïðåäåëèëî îñíîâíîå íàïðàâëåíèå ëþáèòåëüñêîãî òåëåñêîïîñòðîåíèÿ. Ðàáîòîñïîñîáíîñòü Âèëüÿìà Ãåðøåëÿ ïîòðÿñàåò âîîáðàæåíèå: îäíèõ òîëüêî òåëåñêîïîâ îí ïîñòðîèë ÷åòûðå ñîòíè, ïðè÷åì ñðåäè íèõ — êðóïíåéøèé â ìèðå, íà äåñÿòèëåòèÿ îñòàâøèéñÿ íåïðåâçîéäåííûì. Ïåðâûì îïòè÷åñêèì ãèãàíòîì Â. Ãåðøåëÿ ñòàë «Áîëüøîé 20-ôóòîâûé ðåôëåêòîð», çàêîí÷åííûé â 1783 ã. Îí èìåë ãëàâíîå âîãíóòîå çåðêàëî äèàìåòðîì 18 äþéìîâ (46 ñì) è òðóáó äëèíîé 20 ôóòîâ (6,1 ì). Õîòÿ òåëåñêîï ñíà÷àëà áûë çàäóìàí êàê íüþòîíîâñêèé ðåôëåêòîð ñ íåáîëüøèì ïëîñêèì çåðêàëîì, îòðàæàþùèì èçîáðàæåíèå ê ðàñïîëîæåííîìó ñáîêó îêóëÿðó, Ãåðøåëü íå ìîã ñìèðèòüñÿ ñ ïîòåðåé ñâåòà, ïðîèñõîäÿùåé ïðè îòðàæåíèè. Îí óáðàë ïëîñêîå çåðêàëî, çàêðåïèë îêóëÿð íà âåðõíåé êðîìêå òðóáû, íåïîñðåäñòâåííî â ôîêóñå òåëåñêîïà, è âåë íàáëþäåíèÿ ñ ïîäâèæíîé ïëîùàäêè, ãëÿäÿ ÷åðåç îêóëÿð âíèç, â íàïðàâëåíèè ãëàâíîãî çåðêàëà, ðàñïîëîæåííîãî ó îñíîâàíèÿ òåëåñêîïà. Âñêîðå Ãåðøåëü âçÿëñÿ çà ïîñòðîéêó êðóïíåéøåãî â ìèðå ðåôëåêòîðà äëèíîé 40 ôóòîâ (12 ì) ñ çåðêàëîì äèàìåòðîì 49,5 äþéìîâ (126 ñì). Âìåñòå ñ ñûíîì Äæîíîì è ñåñòðîé Êàðîëèíîé îí ñòðîèë ýòîò òåëåñêîï ñ 1785 ïî 1789 ãã.  òå÷åíèå ïîëóâåêà, âïëîòü äî 1845 ã., «Âåëèêèé 40-ôóòîâûé» (Great Forty-Foot) îñòàâàëñÿ êðóïíåéøèì â ìèðå. Åãî òðóáà áûëà æåëåçíîé, à âîãíóòîå ìåòàëëè÷åñêîå çåðêàëî áûëî ñäåëàíî èç ñïåêóëóìà (ëàò. speculum çåðêàëî) — ñïëàâà 3/4 ìåäè è 1/4 îëîâà Âûäàþùèåñÿ «äâîðîâûå àñòðîíîìû»

69


ñ äîáàâëåíèåì ìûøüÿêà.  òó ýïîõó çåðêàëà âñåõ ðåôëåêòîðîâ äåëàëè èç ýòîãî âåñüìà òâåðäîãî ñïëàâà, êîòîðûé, îäíàêî, õîðîøî ïîëèðóåòñÿ è îòðàæàåò ñâåò. Ïåðâîå çeðêàëî âåñèëî ïîëòîííû, íî îêàçàëîñü íåäîñòàòî÷íî ïðî÷íûì. Âòîðîå çåðêàëî ñäåëàëè âäâîå òîëùå; åãî â îñíîâíîì è èñïîëüçîâàëè äëÿ íàáëþäåíèé. Îäíàêî çåðêàëà áûñòðî òóñêíåëè, à ïåðåïîëèðî âûâàòü èõ áûëî î÷åíü ñëîæíî. Òåëåñêîï îêàçàëñÿ ãðîìîçäêèì è íåóäîáíûì â ðàÐèñ. 2.4. «Âåëèêèé 40-ôóòîâûé» ðåôëåêòîð Â. Ãåðøåëÿ äèàìåòðîì îêîëî 50 äþéìîâ. Ïîëñòîëåòèÿ îí îñ òà- áîòå. Íàáëþäåíèÿ ñ ýòèì âàëñÿ êðóïíåéøèì â ìèðå, íî áûë íåóäîáåí â ðàáîòå. âeëèêàíîì ïðåêðàòèëèñü â 1815 ã., à â 1840 ã. åãî ðàçîáðàëè, ïîñêîëüêó äåðåâÿííàÿ ìîíòèðîâêà ïîäãíèëà è ãèãàíò ìîã ðóõíóòü. Íî íåêîòîðûå ÷àñòè òåëåñêîïà ñîõðàíèëèñü; ãëàâíîå çåðêàëî íàõîäèòñÿ â Ìóçåå íàóêè â Ëîíäîíå. Ìåíåå èçâåñòåí äðóãîé ëþáèòåëü àñòðîíîìèè — Óèëüÿì Ïàðñîíñ (1800–1867), òðåòèé ëîðä Ðîññ, ïðîäîëæèâøèé óñèëèÿ Ãåðøåëÿ ïî ðàçâèòèþ òåõíîëîãèè áîëüøèõ ðåôëåêòîðîâ. Åãî êðóïíåéøèé òåëåñêîï èìåë ãëàâíîå çåðêàëî äèàìåòðîì îêîëî 2 ì è áûë óñòàíîâëåí â ñåìåéíîì ïîìåñòüå â Èðëàíäèè. Ñ ïîìîùüþ ýòîãî ãèãàíòà ëîðä Ðîññ ñóìåë ðàçðåøèòü íà çâåçäû ìíîãèå òóìàííîñòè è ñêîïëåíèÿ, à òàêæå îòêðûë ìíîæåñòâî íîâûõ äåòàëåé â òóìàííîñòÿõ, â ÷àñòíîñòè ñïèðàëüíóþ ñòðóêòóðó íåêîòîðûõ èç íèõ, îêàçàâøèõñÿ ãàëàêòèêàìè. Ôàêòè÷åñêè Âèëüÿì Ãåðøåëü è ëîðä Ðîññ îòêðûëè ýðó ãàëàêòè÷åñêîé (òî åñòü çâåçäíîé) è âíåãàëàêòè÷åñêîé àñòðîíîìèè. Íàïîìíþ: ôîòîãðàôèÿ â òå ãîäû åùå íå áûëà èçîáðåòåíà, íàáëþäåíèÿ â òåëåñêîï âåëè ãëàçîì, êàê è ñåãîäíÿ ýòî äåëàþò âñå ëþáèòåëè àñòðîíîìèè è ìíîãèå àñòðîíîìû-ëþáèòåëè.  XIX â. áûëî íàëàæåíî ïðîèçâîäñòâî âûñîêîêà÷åñòâåííûõ ëèíçîâûõ òåëåñêîïîâ — ðåôðàêòîðîâ. Ýòî ïðèâëåêëî ìíîãèõ ïðîôåññèîíàëüíûõ è ñàìîäåÿòåëüíûõ àñòðîíîìîâ ê íàáëþäåíèþ ïëàíåò è ïîèñêó íîâûõ îáúåêòîâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ñòàëî î÷åíü ïîïóëÿðíûì ñî70

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


Ðèñ. 2.5. Ãèãàíòñêèé òåëåñêîï ëîðäà Ðîññà.  1845 ã. èðëàíäñêèé àñ òðîíîì Óèëüÿì Ïàðñîíñ, òðåòèé ëîðä Ðîññ, ñïðîåêòèðîâàë è ïîñòðîèë â ñâîåì ðîäîâîì ïîìåñòüå Á¸ð-Êàñë êîëîññàëüíûé 182-ñàíòèìåòðîâûé ðåôëåêòîð ñ ôîêóñíûì ðàññòîÿíèåì 17 ì. Òåëåñêîï ïîëó÷èë ïðîçâèùå «Ëåâèàôàí».

Ðèñ. 2.6. Òåëåñêîï ëîðäà Ðîññà, ñîâðåìåííîå ôîòî.

Âûäàþùèåñÿ «äâîðîâûå àñòðîíîìû»

71


ñòàâëåíèå êàðò ëóííîé ïîâåðõíî ñòè. Âåëèêîëåïíûõ ðåçóëüòàòîâ â ýòîì äîñòèãëè áàíêèð Âèëüãåëüì Áåð (1797–1850) è àñòðîíîì È. ̸äëåð (1794–1874), ðàáîòàâøèå ñîâìåñòíî. Ïðîäåëàâ ìèêðîìåòðè÷åñêèå èçìåðåíèÿ ñîòåí äåòàëåé â êà÷åñòâà ðåïåðíûõ òî÷åê è èçìåðèâ äëèíó òåíè áîëåå òûñÿ÷è ãîð äëÿ îïðåäåëåíèÿ èõ âûñîò, îíè ñîñòàâèëè â 1837 ã. èçóìèòåëüíóþ êàðòó Ëóíû ñ ïîäðîáíûì îïèñàíèåì ðåëüåôà. Íåìåöêèé ôàðìàöåâò Ãåíðèõ Øâàáå (1789–1875) ñ 1826 ã. ðåãóëÿðíî íàáëþäàë ïîâåðõíîñòü Ñîëíöà è â 1843 ã. îòêðûë 11-ëåòíþþ ïåÐèñ. 2.7. Ãåíðè Äðýïåð. ðèîäè÷íîñòü êîëè÷åñòâà ñîëíå÷íûõ ïÿòåí. Ïîæàëóé, îòêðûòèå Ãåðøåëåì ïëàíåòû Óðàí è îáíàðóæåíèå Øâàáå öèêëà ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè — ýòî ñàìûå èçâåñòíûå îòêðûòèÿ, ñäåëàííûå àñòðîíîìàìè-ëþáèòåëÿìè. Êðîìå ýòîãî, Øâàáå ïåðâûì äåòàëüíî èññëåäîâàë Áîëüøîå Êðàñíîå ïÿòíî íà Þïèòåðå (1831 ã.). Çà âêëàä â íàóêó åãî íàãðàäèëè Çîëîòîé ìåäàëüþ àíãëèéñêîãî Êîðîëåâñêîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî îáùåñòâà è â 1868 ã. èçáðàëè â ÷ëåíû Êîðîëåâñêîãî îáùåñòâà — âåñüìà ðåäêàÿ ïðèâèëåãèÿ äëÿ ëþáèòåëÿ íàóêè. Âûñî÷àéøèé óðîâåíü ëþáèòåëüñêîé àñòðîíîìèè XIX â. ïðîäåìîíñòðèðîâàë Óèëüÿì Õ¸ããèíñ (1824–1910), êîòîðûé â ñîáñòâåííîé îáñåðâàòîðèè ðàçâèë ìåòîäû àñòðîíîìè÷åñêîé ôîòîãðàôèè è ñïåêòðîñêîïèè; ôàêòè÷åñêè îí ñòàë ïåðâûì àíãëèéñêèì àñòðîôèçèêîì.  òî âðåìÿ ýòî áûëî âîçìîæíî, ïîñêîëüêó íàó÷íûå ïðèáîðû èçãîòàâëèâàëèñü êóñòàðíî. Àìåðèêàíñêèé âðà÷, ïðîôåññîð åñòåñòâîçíàíèÿ Ãåíðè Äðýïåð (1837–1882) ïîñòðîèë ÷àñòíóþ îáñåðâàòîðèþ ñ 71-ñàíòèìåòðîâûì ðåôëåêòîðîì, çåðêàëî äëÿ êîòîðîãî îí øëèôîâàë ñàì. Íà ôîòîïëàñòèíêàõ ñ ìîêðûìè êîëëîèäíûìè ýìóëüñèÿìè Äðýïåð îäíèì èç ïåðâûõ ïîëó÷èë âûñîêîêà÷åñòâåííûå ôîòîãðàôèè Ëóíû, Ñîëíöà è ñîëíå÷íîãî ñïåêòðà (äëÿ ýòîé öåëè îí ðàçðàáîòàë òî÷íûé ìåõàíèçì ÷àñîâîãî âåäåíèÿ òåëåñêîïà). Îí ïåðâûì â 1872 ã. ïîëó÷èë ñïåêòð çâåçäû — Âåãè. Ñ 1879 ã. îí ðàáîòàë ñ ñóõèìè ôîòîýìóëüñèÿìè è ïîëó÷èë ñïåêòðû ÿðêèõ çâåçä, ïëàíåò, êîìåò è òóìàííîñòåé. Ïîñëå ðàííåé 72

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


ñìåðòè èññëåäîâàòåëÿ åãî âäîâà Àííà Ïàëìåð-Äðýïåð ó÷ðåäèëà äåíåæíûé ôîíä, ïîçâîëèâøèé àñòðîíîìàì Ãàðâàðäñêîé îáñåðâàòîðèè ñîçäàòü ôóíäàìåíòàëüíûé êàòàëîã ñïåêòðîâ çâåçä — çíàìåíèòûé Äðýïåðîâñêèé êàòàëîã — è ðàçðàáîòàòü Ãàðâàðäñêóþ ñïåêòðàëüíóþ êëàññèôèêàöèþ çâåçä, ñòàâøóþ îñíîâîé àñòðîôèçèêè.  ÕÕ â. âîçìîæíîñòè àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé óæå íå ìîãëè êîíêóðèðîâàòü ñ îáîðóäîâàíèåì ïðîôåññèîíàëüíûõ îáñåðâàòîðèé, ïîýòîìó ëþáèòåëè ñîñðåäîòî÷èëèñü íà ïîèñêîâûõ Ðèñ. 2.8. Ðàäèîàíòåííà Ãðîòà Ðåáåðà (1937 ã.). ðàáîòàõ, â îñíîâíîì ñâÿçàííûõ ñ êîìåòàìè. Óíèêàëüíûé äëÿ ÕÕ â. ïðèìåð àâàíãàðäíîé ðîëè ëþáèòåëüñêîé àñòðîíîìèè äàåò ðàáîòà àìåðèêàíñêîãî ðàäèîèíæåíåðà Ãðîòà Ðåáåðà (1911–2002), êîòîðûé â êîíöå 1930-õ ãã. åäèíñòâåííûé âî âñåì ìèðå ïðîâîäèë ðàäèîàñòðîíîìè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ, ñâîèìè ñèëàìè è íà ñîáñòâåííûå ñðåäñòâà ñîçäàâ âåñüìà ñîâåðøåííûé ðàäèîòåëåñêîï.  ñåðåäèíå ÕÕ â., â ñâÿçè ñ ðàçâèòèåì êîñìîíàâòèêè, ðàäèîàñòðîíîìèÿ ñîâåðøèëà êîëîññàëüíûé ðûâîê, è åå óðîâåíü ñòàë íåäîñòóïåí äëÿ ëþáèòåëåé. Îäíàêî ê êîíöó ÕÕ â. ëþáèòåëüñêàÿ ðàäèîàñòðîíîìèÿ âîçðîäèëàñü íà îñíîâå íîâûõ òåõíîëîãèé; âîçíèêëî äàæå Îáùåñòâî ðàäèîàñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé. Ïðèìèòå ýòî ê ñâåäåíèþ, ëþáèòåëè ðàäèîòåõíèêè!  îáëàñòè îïòè÷åñêîãî ïîèñêà è èññëåäîâàíèÿ íîâûõ îáúåêòîâ (êîìåò, ïåðåìåííûõ çâåçä è ò. ï.) àñòðîíîìû-ëþáèòåëè äî ñèõ ïîð óñïåøíî äîïîëíÿþò ïðîôåññèîíàëîâ, èñïîëüçóÿ ñâîè ãëàâíûå ïðåèìóùåñòâà — øèðîêîóãîëüíûå îïòè÷åñêèå ïðèáîðû (áèíîêóëÿðû, êîìåòîèñêàòåëè), ïðåêðàñíîå çíàíèå çâåçäíîãî íåáà è íåâåðîÿòíîå óïîðñòâî â ïðîâåäåíèè íàáëþäåíèé. Òàêèå èçâåñòíûå «ëîâöû êîìåò», êàê Èêåéÿ, Áðåäôèëä, Îëêîê, ïðîâîäÿò âèçóàëüíûå íàáëþäåíèÿ ïðàêòè÷åñêè êàæäóþ íî÷ü â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ äåñÿòèëåòèé. Âûäàþùèåñÿ «äâîðîâûå àñòðîíîìû»

73


Àíãëè÷àíèí Äæîðäæ Îëêîê (1912–2000), îòñëóæèâ â àðìèè è âñþ æèçíü ïðîðàáîòàâ øêîëüíûì ó÷èòåëåì ìëàäøèõ êëàññîâ, ñ þíîøåñêèõ ëåò ïðîâîäèë àñòðîíîìè÷åñêèå è ìåòåîðîëîãè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ, îòêðûâ çà ýòî âðåìÿ âèçóàëüíî, ïðè ïîìîùè áèíîêóëÿðà, 5 êîìåò è 6 âñïûøåê íîâûõ çâåçä. Çà íàó÷íûå çàñëóãè îí ñòàë ÷ëåíîì Êîðîëåâñêîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî è Êîðîëåâñêîëãî ãåîãðàôè÷åñêîãî îáùåñòâ, áûë óäîñòîåí ìíîæåñòâà íàãðàä, â òîì ÷èñëå ìåäàëåé Òèõîîêåàíñêîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî îáùåñòâà è Àìåðèêàíñêîé àññîöèàöèè íàáëþäàòåëåé ïåðåìåííûõ çâåçä; åãî èìÿ ïðèñâîåíî ìàëîé ïëàíåòå. Êàê ïîêàçàë îïûò Ãåðøåëÿ è Îëêîêà, îáëà÷íîå íåáî Àíãëèè — âîâñå íå ïðåãðàäà äëÿ óïîðíûõ íàáëþäàòåëåé (õîòÿ ïðîáëåìû èì îíî, áåçóñëîâíî, ñîçäàåò). Èñïîëüçóÿ ïðîñòåéøåå îáîðóäîâàíèå, ëþáèòåëè ïîðîé äîáèâàþòñÿ âûäàþùèõñÿ ðåçóëüòàòîâ. Òàê, àâñòðàëèåö Ïîë Êàìèëüåðè ñ ïîìîùüþ îáûêíîâåííîãî ôîòîàïïàðàòà (ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå îáúåêòèâà 135 ìì, ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïëåíêè 400 åä.) òîëüêî â îäíîì 1991 ã. îòêðûë ÷åòûðå âñïûøêè íîâûõ çâåçä. Òàêàÿ ïðîèçâîäèòåëüíîñòü â òå ãîäû ñäåëàëà áû ÷åñòü ïðîôåññèîíàëüíîé îáñåðâàòîðèè.

Íåáåñíûå åäèíîìûøëåííèêè ñëè ó âàñ, óâàæàåìûé ÷èòàòåëü, óæå ñîçðåëî æåëàíèå ñàìîñòîÿòåëüíî èçó÷àòü Âñåëåííóþ, òî î÷åíü ñîâåòóþ âàì ïîçíàêîìèòüñÿ ñ òàêèìè æå óâëå÷åííûìè ëþäüìè è çàíÿòüñÿ íàáëþäåíèÿìè íåáà ñîâìåñòíî.  ìèðå ñóùåñòâóåò îãðîìíîå êîëè÷åñòâî êðóæêîâ, êëóáîâ, îáùåñòâ è ñîþçîâ àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé. Îíè îáúåäèíÿþò ýíòóçèàñòîâ ëèáî ïî òåððèòîðèàëüíîìó ïðèçíàêó, ëèáî ïî òåìàòèêå èññëåäîâàíèé. Íåêîòîðûå êëóáû èìåþò ñîáñòâåííûå äîâîëüíî ìîùíûå îáñåðâàòîðèè. Ïî ñðàâíåíèþ ñ èíäèâèäóàëüíûìè ëþáèòåëÿìè ÷ëåíû àñòðîíîìè÷åñêèõ îáúåäèíåíèé ïîëó÷àþò çíà÷èòåëüíî áîëüøèå âîçìîæíîñòè ïðè ñòðîèòåëüñòâå èëè ïîêóïêå êðóïíîãî òåëåñêîïà è àïïàðàòóðû ê íåìó, âêëþ÷àÿ ñîâðåìåííûå ÏÇÑ-êàìåðû. Ñ îïûòîì òàêîé ðàáîòû çíàêîìèò, íàïðèìåð, Öåíòð ëþáèòåëüñêîé àñòðîôèçèêè (Center for Backyard Astrophysics: http://cbastro.org). Íàèáîëåå èçâåñòíûå ñðåäè ëþáèòåëüñêèõ îðãàíèçàöèé: # Àñòðîíîìè÷åñêàÿ ëèãà — Astronomical League, îáúåäèíÿåò áîëåå 240 ëþáèòåëüñêèõ àñòðîíîìè÷åñêèõ îáùåñòâ è êëóáîâ ÑØÀ (www.astroleague.org); # Àìåðèêàíñêàÿ àññîöèàöèÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè — The American Association of Amateur Astronomers (www.corvus.com);

Å

74

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


#

Ìåæäóíàðîäíàÿ îðãàíèçàöèÿ ëþáèòåëüñêèõ íàáëþäåíèé Ñîëíöà (www.inter-sol.org); # Îáùåñòâî ðàäèîàñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé — The Society of Amateur Radio Astronomers (www.bambi.net/sara.html); # Ìîñêîâñêèé àñòðîíîìè÷åñêèé êëóá (astroclub.ru). Íàèáîëåå ïëîäîòâîðíûìè è àâòîðèòåòíûìè ÿâëÿþòñÿ ñìåøàííûå îðãàíèçàöèè, îáúåäèíÿþùèå êàê ëþáèòåëåé, òàê è ïðîôåññèîíàëîâ. Ê èõ ÷èñëó îòíîñÿòñÿ: # Òèõîîêåàíñêîå àñòðîíîìè÷åñêîå îáùåñòâî (Astronomical Society of the Pacific) — îáúåäèíåíèå ëþáèòåëåé è ïðîôåññèîíàëüíûõ àñòðîíîìîâ, áàçèðóþùååñÿ íà Çàïàäå ÑØÀ (www.aspsky.org); # Àìåðèêàíñêàÿ àññîöèàöèÿ íàáëþäàòåëåé ïåðåìåííûõ çâåçä — The American Association of Variable Star Observers (www.aavso.org); # Àìåðèêàíñêîå ìåòåîðíîå îáùåñòâî — American Meteor Society (www.amsmeteors.org); # Àññîöèàöèÿ íàáëþäàòåëåé Ëóíû è ïëàíåò — The Association of Lunar and Planetary Observers (www.lpl.arizona.edu/alpo); # Ìåæäóíàðîäíûé öåíòð íàáëþäåíèé ïîêðûòèé Ëóíîé — International Lunar Occultation Centre (lunar-occultations.com). Íåêîòîðûå ÷èòàòåëè, âåðîÿòíî, ïîìíÿò, ÷òî â ÑÑÑÐ ñóùåñòâîâàëî Âñåñîþçíîå àñòðîíîìî-ãåîäåçè÷åñêîå îáùåñòâî (ÂÀÃÎ). Îíî àêòèâíî ðàáîòàëî ñ 1932 ïî 1994 ãã. â òåñíîì êîíòàêòå ñ Àêàäåìèåé íàóê ÑÑÑÐ, îáúåäèíÿÿ 8000 äåéñòâèòåëüíûõ ÷ëåíîâ, îêîëî 2000 ÷ëåíîâ þíîøåñêèõ ñåêöèé è 225 ÷ëåíîâ-êîëëåêòèâîâ. Ðàçóìååòñÿ, íå âñå ëþáèòåëè àñòðîíîìèè áûëè ÷ëåíàìè ÂÀÃÎ. Äîâîëüíî òî÷íîå ïðåäñòàâëåíèå îá èõ êîëè÷åñòâå äàþò òèðàæè êíèã òåõ ëåò: íàó÷íî-ïîïóëÿðíûå êíèãè ïî àñòðîíîìèè îáû÷íî âûõîäèëè òèðàæîì îò 30 äî 100 òûñ. ýêçåìïëÿðîâ (íî áûâàëî, è 200 òûñÿ÷!). Ó÷åáíèêè àñòðîíîìèè èìåëè òèðàæ îò 3 äî 10 òûñ., à óçêîñïåöèàëüíûå ìîíîãðàôèè — îò 1 äî 3 òûñ. Ïîñëå ðàñïàäà ÑÑÑÐ ñòðóêòóðà ÂÀÃÎ òàêæå ðàñïàëîñü íà ðÿä ìåñòíûõ îðãàíèçàöèé è êëóáîâ; ñåé÷àñ â Ðîññèè èõ íåñêîëüêî äåñÿòêîâ.  ìèðå ñóùåñòâóþò öåíòðû íàêîïëåíèÿ äàííûõ î íàáëþäåíèè ïåðåìåííûõ çâåçä; ýòèìè ïîëåçíûìè äàííûìè ìîæåò âîñïîëüçîâàòüñÿ ëþáîé æåëàþùèé, è êàæäûé àñòðîíîì, ïðîôåññèîíàë è ëþáèòåëü, ìîæåò îòïðàâèòü òóäà ðåçóëüòàòû ñâîèõ íàáëþäåíèé. Ñàìûé ìîùíûé öåíòð — Àìåðèêàíñêàÿ àññîöèàöèÿ íàáëþäàòåëåé ïåðåìåííûõ çâåçä (AAVSO) ñî øòàá-êâàðòèðîé â Êåìáðèäæå, øòàò Ìàññà÷óñåòñ. Ñàéò (î÷åíü ïîëåçíûé!): www.aavso.org. Îòïðàâëÿòü íàáëþäåíèÿ ïî àäðåñó observations@aavso.org. ×ðåçâû÷àéíî ïîëåçíûå êàòàëîãè è áàçû äàííûõ äëÿ íàáëþäåíèé ìîæíî íàéòè íà ñàéòàõ Öåíòðà àñòðîíîìè÷åñêèõ Íåáåñíûå åäèíîìûøëåííèêè

75


äàííûõ â Ñòðàñáóðå (cdsweb.u-strasbg.fr/Cats.html) è Öåíòðà àñòðîíîìè÷åñêèõ äàííûõ NASA (adc.gsfc.nasa.gov/adc/adc_amateurs.html). Çàìå÷àòåëüíûå íîâûå âîçìîæíîñòè óæå äàåò è çíà÷èòåëüíî óìíîæèò â áëèæàéøåå âðåìÿ èäåÿ «âèðòóàëüíîãî òåëåñêîïà». Ñåé÷àñ òàê íàçûâàþò áàçó äàííûõ Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè (ïðîåêò Astrovirtel), â êîòîðîé ñîáèðàþòñÿ ñíèìêè, ïîëó÷åííûå íà íåñêîëüêèõ êðóïíûõ òåëåñêîïàõ ïðè íàáëþäåíèÿõ ñàìûõ ðàçíûõ îáúåêòîâ. Âàæíî, ÷òî Astrovirtel äîñòóïåí íå òîëüêî ïðîôåññèîíàëàì, íî è âñåì æåëàþùèì, õîòÿ äëÿ ðàáîòû ñ íèì òðåáóåòñÿ êâàëèôèêàöèÿ. È ýòî ëèøü ïåðâûé øàã ê áîëåå ãðàíäèîçíîìó ïðîåêòó Àñòðîíîìè÷åñêîé âèðòóàëüíîé îáñåðâàòîðèè, êîòîðàÿ îáúåäèíèò â öèôðîâîì âèäå âñå èçîáðàæåíèÿ íåáà, ïîëó÷åííûå çà âñþ èñòîðèþ íàóêè àñòðîíîìàìè âñåõ ñòðàí.

×òî íóæíî ëþáèòåëþ àñòðîíîìèè? êîëü áû èíòåðåñíûì íè áûëî ÷òåíèå êíèã, ñäåëàòü íàó÷íîå îòêðûòèå, ðàçãëÿäûâàÿ èëëþñòðàöèè íà èõ ñòðàíèöàõ, åùå íèêîìó íå óäàâàëîñü. Ñ ïîìîùüþ êîìïüþòåðà â Èíòåðíåòå ìîæíî íàéòè íåèçó÷åííûå èçîáðàæåíèÿ íåáà è ñàìîñòîÿòåëüíî îáíàðóæèòü íà íèõ íîâûå ÿâëåíèÿ. Íî âñå æå ñàìîå çàõâàòûâàþùåå â àñòðîíîìèè — ýòî ñàìîñòîÿòåëüíîå íàáëþäåíèå ðåàëüíîãî íåáà. Íà÷àâ çíàêîìèòüñÿ ñ ðèñóíêîì ñîçâåçäèé ïî çâåçäíîé êàðòå, âû áûñòðî ïî÷óâñòâóåòå ïîòðåáíîñòü â îïòè÷åñêîì èíñòðóìåíòå. Äëÿ ïåðâîãî «óãëóáëåíèÿ â çâåçäíîå íåáî» ñàìûì ïîäõîäÿùèì îïòè÷åñêèì èíñòðóìåíòîì ÿâëÿåòñÿ áèíîêëü. Åñëè ó âàñ åùå íåò áèíîêëÿ, òî íàäî îòëîæèòü êíèãó è ïîäóìàòü, êàê èì îáçàâåñòèñü. Âûáîð áèíîêëåé î÷åíü âåëèê, ïîýòîìó ïîçâîëþ ñåáå äàòü íåñêîëüêî ñîâåòîâ. Íå ñòðåìèòåñü ñðàçó íàéòè èäåàëüíûé, ôèðìåííûé èíñòðóìåíò «ñ íàâîðîòàìè» (àñôåðè÷åñêèå ëèíçû, êîìïåíñàòîð äðîæàíèÿ, âñòðîåííûé êîìïàñ, äàëüíîìåð è ïð.). Ëó÷øå êóïèòü íåäîðîãîé èíñòðóìåíò, íî âíèìàòåëüíî îòíåñòèñü ê åãî âûáîðó. Îñíîâíûå òåõíè÷åñêèå ïàðàìåòðû áèíîêëÿ — óãëîâîå óâåëè÷åíèå (êðàòíîñòü) è äèàìåòð îáúåêòèâîâ — óêàçàíû íà åãî êîðïóñå ñî ñòîðîíû îêóëÿðîâ. Íàïðèìåð, íàäïèñü «8´40» îçíà÷àåò, ÷òî áèíîêëü 8-êðàòíûé ñ îáúåêòèâàìè äèàìåòðîì 40 ìì. Äëÿ íà÷àëà ÿ ñîâåòóþ çàâåñòè 7–8-êðàòíûé áèíîêëü ñ îáúåêòèâàìè 40 èëè 50 ìì. Âàæíî, ÷òîáû ëåâîå è ïðàâîå èçîáðàæåíèÿ áûëè ÷åòêèìè è òî÷íî ñâåäåííûìè âìåñòå (íå äâîèëèñü), ÷òîáû ôîêóñèðîâêà áûëà ìÿãêîé è íå áûëî ëþôòîâ. Ïðîâåðüòå, ëåãêî ëè áèíîêëü ñãèáàåòñÿ äëÿ ïîäáîðà ìåæãëàçíîãî ðàññòîÿíèÿ. Íåëèøíèìè áóäóò

Ñ

76

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


Ðèñ. 2.9. Ïðèçìåííûé áèíîêëü — ïîäõîäÿùèé èíñòðóìåíò äëÿ íà÷àëà ëþáèòåëüñêèõ íàáëþäåíèé çâåçäíîãî íåáà.

êðûøêè íà îáúåêòèâû è îêóëÿðû, à òàêæå îáðåçèíåííûé êîðïóñ áèíîêëÿ, ïîñêîëüêó íà æåëåçíîì êîðïóñå ïîäíÿòûå ê ëèöó ðóêè íî÷üþ áûñòðî çàìåðçàþò. Ãëàâíîå — âûáèðàéòå áèíîêëü èç íåñêîëüêèõ ýêçåìïëÿðîâ, âíèìàòåëüíî ðàçãëÿäûâàÿ äàëåêèå ïðåäìåòû, ñðàâíèâàÿ êà÷åñòâî èçîáðàæåíèé è ëåãêîñòü âðàùåíèÿ ôîêóñèðîâî÷íûõ âèíòîâ. ×òî íóæíî ëþáèòåëþ àñòðîíîìèè?

77


Ðàçóìååòñÿ, ñóùåñòâóþò áèíîêëè ñ áîëüøèì óâåëè÷åíèåì — â 10, 20, 50, 120 êðàò — è ñ áîëüøèì äèàìåòðîì îáúåêòèâîâ — äî 200 ìì. Òàêèå «ìîíñòðû» ó íàñ ïðèíÿòî íàçûâàòü áèíîêóëÿðàìè; îíè î÷åíü òÿæåëûå, ïîýòîìó äîëãî äåðæàòü èõ â ïîäíÿòûõ ðóêàõ ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî. Äëÿ íàáëþäåíèÿ ñ íèìè òðåáóþòñÿ ñïåöèàëüíûå øòàòèâû. Ïðàâäà, è óäîâîëüñòâèå îò ïðîãóëîê ïî íåáó ñ òàêèìè èíñòðóìåíòàìè âû ïîëó÷èòå íåçàáûâàåìîå. Âïðî÷åì, è íåáîëüøîé áèíîêëü ïðè ïðàâèëüíîì îáðàùåíèè ñ íèì áóäåò î÷åíü ïîëåçåí. Ïîèñêîâûå ñèñòåìû Èíòåðíåòà íà çàïðîñ «àñòðîíîìè÷åñêèé áèíîêëü» äàäóò âàì ìíîãî ïîëåçíûõ ñîâåòîâ. Ïîçíàêîìüòåñü ñ íèìè îáÿçàòåëüíî: ëþáèòåëè àñòðîíîìèè — äðóæíàÿ è áåñêîðûñòíàÿ ñåìüÿ, âñåãäà ãîòîâàÿ ïîäåëèòüñÿ îïûòîì. Âîò äâà ïðîñòåéøèõ, íî âàæíûõ ñîâåòà. Íå ïðèñòóïàéòå ê íàáëþäåíèÿì ñðàçó ïîñëå ÿðêîãî ñâåòà: äàéòå ãëàçàì õîòÿ áû 5 ìèíóò àäàïòèðîâàòüñÿ ê òåìíîòå. Èõ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ñòàíåò âûøå, è âû óâèäèòå òóñêëûå çâåçäû è òóìàííîñòè. Åñëè íà íåáå Ëóíà, òî îòëîæèòå åå íàáëþäåíèå äî êîíöà ñåàíñà: ÿðêèé ëóííûé ñâåò «èñïîðòèò» âàì íî÷íîå çðåíèå. Íàáëþäåíèå â áèíîêëü èëè ïîäçîðíóþ òðóáó äàæå ñ íåáîëüøèì óâåëè÷åíèåì òðåáóåò òâåðäîé îïîðû äëÿ ðóê èëè èíñòðóìåíòà. Óïðèòå ëîêòè â ïîäîêîííèê, ïðèæìèòå êèñòü ðóêè ê äåðåâó èëè ñòîëáó — è âû ñðàçó ïî÷óâñòâóåòå, íàñêîëüêî êîìôîðòíåå ñòàíåò íàáëþäàòü: èçîáðàæåíèå «óñïîêîèòñÿ», è ìîæíî áóäåò ðàññìîòðåòü ìåëêèå äåòàëè. ×åì áîëüøå óâåëè÷åíèå èíñòðóìåíòà, òåì áîëåå ìåëêèå äåòàëè îáúåêòà ìîæíî óâèäåòü (äî îïðåäåëåííîãî ïðåäåëà, ïîêà ÷åòêîñòü êàðòèíû íå îãðàíè÷åíà àòìîñôåðíûì èñêàæåíèåì). ×åì áîëüøå äèàìåòð èíñòðóìåíòà, òåì áîëüøå ñâåòà îí ñîáèðàåò è òåì áîëåå òóñêëûå îáúåêòû äåìîíñòðèðóåò. Ïîýòîìó äëÿ îïûòíûõ àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé ãëàâíûì èíñòðóìåíòîì ñëóæèò òåëåñêîï. Îïòè÷åñêèå ôèðìû ïðåäëàãàþò øèðîêèé âûáîð ëþáèòåëüñêèõ òåëåñêîïîâ è ïðèíàäëåæíîñòåé ê íèì: îò ïðîñòåéøèõ, äîñòóïíûõ ëþáîìó øêîëüíèêó, äî âïîëíå ïðîôåññèîíàëüíûõ, íî î÷åíü äîðîãèõ è äîñòóïíûõ ëèøü êðóïíûì êîëëåêòèâàì ëþáèòåëåé. Âîçìîæíîñòè òåëåñêîïà âîçðàñòàþò âìåñòå ñ äèàìåòðîì åãî îáúåêòèâà, íî âìåñòå ñ íèì ðàñòåò è öåíà. Ïîýòîìó ìíîãèå ëþáèòåëè ïðåäïî÷èòàþò ñòðîèòü òåëåñêîïû ñàìîñòîÿòåëüíî, èçãîòàâëèâàÿ âñå ÷àñòè ñâîèìè ðóêàìè èëè çàêàçûâàÿ íàèáîëåå âàæíûå èç íèõ (îáúåêòèâ, îêóëÿðû) ó îïòè÷åñêèõ ôèðì. Òåëåñêîïû àñòðîíîìîâ-ëþáèòåëåé ÷àñòî èìåþò âåñüìà îðèãèíàëüíóþ êîíñòðóêöèþ è ïîáóæäàþò ïðîôåññèîíàëîâ ê ðàçðàáîòêå àíàëîãè÷íûõ èíñòðóìåíòîâ. Âàæíûì äîïîëíåíèåì ê òåëåñêîïó ñëóæèò êàìåðà — ôîòîãðàôè÷åñêàÿ èëè ýëåêòðîííàÿ.  ïîñëåäíèå ãîäû ðàçðàáîòàíû âûñîêî÷óâñòâè78

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


Ðèñ. 2.10. Íåäîðîãîé ôàáðè÷íûé ðåôðàêòîð íà ïðîñòîé òðåíîãå, ñíàáæåííûé ìàëåíüêèì òåëåñêîïîì-èñêàòåëåì è îêóëÿðíîé ïðèçìîé, — ïîäõîäÿùèé èíñòðóìåíò äëÿ âèçóàëüíûõ íàáëþäåíèé. Åãî ïëàâíîå âðàùåíèå âîêðóã âåðòèêàëüíîé è ãîðèçîíòàëüíîé îñåé îñóùåñòâëÿåòñÿ ñ ïîìîùüþ äâóõ ãèáêèõ ðóêîÿòîê. Íî ôîòîãðàôèðîâàòü íåáåñíûå îáúåêòû ñ òàêèì òåëåñêîïîì ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî.

òåëüíûå ôîòîïëåíêè è íåäîðîãèå ÏÇÑ-êàìåðû, ïîçâîëÿþùèå ëþáèòåëÿì ïîëó÷àòü ïðåâîñõîäíûå èçîáðàæåíèÿ íåáåñíûõ îáúåêòîâ. Äëÿ ýòîãî ãîäÿòñÿ è ñðàâíèòåëüíî íåäîðîãèå ïîëóïðîôåññèîíàëüíûå ýëåêòðîííûå çåðêàëüíûå ôîòîêàìåðû, ñïîñîáíûå ñîõðàíÿòü ôàéëû èçîáðàæåíèé â íåñæàòîì ôîðìàòå. Ýëåêòðîííûå ôîòîìåòðû ïîçâîëÿþò ëþáèòåëÿì èññëåäîâàòü ïåðåìåííûå çâåçäû íà ïðîôåññèîíàëüíîì óðîâíå. Îïòè÷åñêàÿ ÷àñòü òåëåñêîïà — ýòî òîëüêî ïîëîâèíà åãî êîíñòðóêöèè. Âòîðàÿ, íå ìåíåå âàæíàÿ ïîëîâèíà — ýòî ìåõàíèêà: øòàòèâ è ÷àñîâîé ìåõàíèçì. Îò íèõ â çíà÷èòåëüíîé ñòåïåíè çàâèñèò óäîáñòâî ðàáîòû è êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ. Ýòî îñîáåííî âàæíî, åñëè âû çàíèìàåòåñü àñòðîôîòîãðàôèåé, äåëàÿ ñíèìêè ñ äëèòåëüíûìè ýêñïîçèöèÿìè. Äàæå äëÿ ìàëåíüêèõ òåëåñêîïîâ îáû÷íûå ôîòîøòàòèâû íå ãîäÿòñÿ. Íóæíà ñïåöèàëüíàÿ ïðî÷íàÿ òðåíîãà, íàïîäîáèå òåõ, êîòîðûìè ïîëüçóþòñÿ êèíîîïåðàòîðû ñ òÿæåëûìè êàìåðàìè. Ñòàðàéòåñü ×òî íóæíî ëþáèòåëþ àñòðîíîìèè?

79


íå ïîäíèìàòü òåëåñêîï ñëèøêîì âûñîêî âî èçáåæàíèå âèáðàöèé øòàòèâà: ÷åì áëèæå èíñòðó ìåíò ê çåìëå, òåì ïðî÷íåå îí ñòîèò è ìåíüøå òðÿñåòñÿ îò âåòðà. Êñòàòè, î âåòðå. Âû òîæå áóäåòå îò íåãî òðÿñòèñü, åñëè íå îäåíåòåñü òåïëî. Äàæå ëåòíèå íî÷è ó íàñ õîëîäíû. Ïðîâåäÿ íåñêîëüêî ÷àñîâ íåïîäâèæíî ó îêóëÿðà, âû ïîéìåòå, ÷òî òàêîå êîñìè÷åñêèé õîëîä. Äëÿ ïëàíèðîâàíèÿ íàáëþäåíèé è îáðàáîòêè ïîëó÷åííûõ èçîáðàæåíèé ëþáèòåëè àñòðîíîìèè ñîçäàëè ìíîæåñòâî ïîëåçíûõ êîìïüþòåðíûõ ïðîãðàìì, êîòîðûìè îíè îáìåíèâàþòñÿ, îáû÷íî áåçâîçìåçäíî. Íåêîòîðûå ôèðìû ñïåöèàëüíî äëÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè âûïóñêàþò êîììåð÷åñêèå ïðîãðàììû: âèðòóàëüíûå ïëàíåòàðèè, àíèìèðîâàííûå ëåêöèè, ãàëåðåè èçîáðàæåíèé è êàòàëîãè íåáåñíûõ îáúåêòîâ. Íàèáîëåå ìîùíûå ïðîãðàììû, òàêèå êàê RedShift è Starry Night, îáëàäàþò êîëîññàëüíûìè âîçìîæíîñòÿìè äëÿ äåìîíñòðàöèè çâåçäíîãî íåáà, òóìàííîñòåé è ãàëàêòèê, àñòåðîèäîâ è êîìåò, ïëàíåò è èõ ñïóòíèêîâ (âêëþ÷àÿ äåòàëè èõ ïîâåðõíîñòè), ñîëíå÷íûõ è ëóííûõ çàòìåíèé, ñóìåðå÷íûõ ÿâëåíèé è ò. ä. Ïðè ýòîì íàáëþäàòåëü ìîæåò «ðàñïîëàãàòüñÿ» â ïðîèçâîëüíîé òî÷êå Çåìëè èëè êîñìè÷åñêîãî ïðîñòðàíñòâà è âûáèðàòü ïðàêòè÷åñêè ïðîèçâîëüíûé ìîìåíò âðåìåíè íàáëþäåíèÿ — íà òûñÿ÷åëåòèÿ â ïðîøëîå è áóäóùåå! Ýòè ïðîãðàììû øèðîêî èñïîëüçóþòñÿ è ïðîôåññèîíàëüíûìè àñòðîíîìàìè.  áîëüøèíñòâå ðàçâèòûõ ñòðàí èçäàþòñÿ íàó÷íî-ïîïóëÿðíûå æóðíàëû è ñåðèè êíèã ñïåöèàëüíî äëÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè. Âñåìèðíî èçâåñòíû æóðíàëû «Sky & Telescope» (www.skyandtelescope.com), «Astronomy» (www.astronomy.com), «Astronomy Now» (www.astronomynow. com), «The Astronomer» (http://theastronomer.org), à òàêæå «Mercury», «Sky News», «Star Observer», «l’Astronomie», «l’Astronomia», «Sterne und Weltraum», «Meteor» è äð. Ñ 1965 ã. Àêàäåìèÿ íàóê ÑÑÑÐ/Ðîññèè èçäàåò æóðíàë «Çåìëÿ è Âñåëåííàÿ»; ñ 1995 ïî 2004 ãã. âûõîäèë æóðíàë äëÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè «Çâåçäî÷åò», à çàòåì åìó íà ñìåíó ðîäèëñÿ æóðíàë «Âñåëåííàÿ, ïðîñòðàíñòâî, âðåìÿ».  ïîñëåäíåå âðåìÿ âñå áîëüøå æóðíàëüíûõ ôóíêöèé ïåðåõîäèò ê ñïåöèàëèçèðîâàííûì ñàéòàì, ñðåäè êîòîðûõ â ðóññêîÿçû÷íîé çîíå íóæíî îòìåòèòü «Àñòðîíåò» (www. astronet.ru). Íåîáõîäèìîé ïðèíàäëåæíîñòüþ ëþáîãî íàáëþäàòåëÿ íåáà — ïðîôåññèîíàëà è ëþáèòåëÿ — ñëóæàò çâåçäíûå êàðòû è àòëàñû, àñòðîíîìè÷åñêèå åæåãîäíèêè è ñïðàâî÷íèêè. Ñïåöèàëüíî äëÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè â Ðîññèè ñ 1895 ã. èçäàåòñÿ âåñüìà ïîäðîáíûé «Àñòðîíîìè÷åñêèé êàëåíäàðü», à äëÿ íà÷èíàþùèõ ëþáèòåëåé — áîëåå ïðîñòîé «Øêîëüíûé àñòðîíîìè÷åñêèé êàëåíäàðü». Êîíå÷íî, ïðè ïîìîùè ëåã80

2. Ïîäãîòîâêà ê ïóòåøåñòâèÿì


êîäîñòóïíûõ ïðîãðàìì âû ñàìè ìîæåòå ñîñòàâèòü ïåðñîíàëüíûé àñòðîíîìè÷åñêèé êàëåíäàðü èìåííî äëÿ òîãî ãåîãðàôè÷åñêîãî ïóíêòà, ãäå ïðîâîäèòå íàáëþäåíèÿ. Òåì íå ìåíåå ñîâåòóþ ïðèîáðåñòè ïðîôåññèîíàëüíî ïîäãîòîâëåííûé áóìàæíûé êàëåíäàðü: îí áóäåò âàì ÷ðåçâû÷àéíî ïîëåçåí äàæå ïðè íàëè÷èè ó âàñ ñàìûõ ñîâåðøåííûõ êîìïüþòåðíûõ ïðîãðàìì.

ß ñäåëàë îòêðûòèå! àæåòñÿ, ìû íè÷åãî íå çàáûëè — êàðòû, ñïðàâî÷íèêè, áèíîêëè, òåëåñêîïû… Ïîðà äåëàòü îòêðûòèÿ! Øóòêè øóòêàìè, íî ýòî âïîëíå âîçìîæíî. Âåäü êàæäîå îòêðûòèå íà÷èíàåòñÿ èìåííî òàê: ÷åëîâåê âîâñå íå äóìàåò î ñëàâå, à ïðîñòî ïîêóïàåò õîðîøèé áèíîêóëÿð èëè ñàì èçãîòàâëèâàåò çåðêàëüíûé òåëåñêîï è, ïðîâåäÿ ó íåãî íåñêîëüêî òûñÿ÷ ÷àñîâ, îáíàðóæèâàåò íà íåáå íåèçâåñòíóþ êîìåòó (èëè âñïûøêó íîâîé çâåçäû, èëè ÷òî-íèáóäü åùå). Êàê îí ìîæåò ñîîáùèòü ÷åëîâå÷åñòâó î ñâîåì çàìå÷àòåëüíîì îòêðûòèè? Íå óëûáàéòåñü, â ýòîì íåò æàæäû ñëàâû. Ñîîáùåíèÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè î âñïûøêàõ íîâûõ è ñâåðõíîâûõ çâåçä, î ïîÿâëåíèè êîìåò, î íàáëþäåíèè ðåäêèõ àñòðîíîìè÷åñêèõ ÿâëåíèé î÷åíü öåííû: âåäü ìû óæå çíàåì, ÷òî â èñòîðèè àñòðîíîìèè áûëî íåìàëî ñëó÷àåâ, êîãäà èíòåðåñíûå ÿâëåíèÿ ïåðâûìè çàìå÷àëè ëþáèòåëè, à íå ïðîôåññèîíàëû. Áûñòðîå è ïðàâèëüíîå ñîîáùåíèå î òàêîì îòêðûòèè ïîìîãàåò áîëåe ïîëíî èññëåäîâàòü ÿâëåíèå ñ ïîìîùüþ ïðîôåññèîíàëüíûõ ñðåäñòâ îäíîâðåìåííî íà ìíîãèõ îáñåðâàòîðèÿõ ìèðà. Ó àñòðîíîìîâ åñòü ñâîè ñëóæáû ýêñòðåííîãî îïîâåùåíèÿ îá îòêðûòèÿõ. Ðàíüøå èõ îñíîâîé ñëóæèë òåëåãðàô, òåïåðü — Èíòåðíåò. ×òîáû ñîîáùèòü îá îòêðûòèè, íóæíî ñâÿçàòüñÿ ñ Öåíòðàëüíûì áþðî àñòðîíîìè÷åñêèõ òåëåãðàìì Ìåæäóíàðîäíîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî ñîþçà (ÌÀÑ). Íàèëó÷øèé ñïîñîá ñâÿçè — ýëåêòðîííîå ïèñüìî, êîòîðîå ñëåäóåò ïîñëàòü ïî àäðåñó: cbat@cfa.harvard.edu. Ýòè ïèñüìà ïîñòîÿííî ïðîñìàòðèâàþòñÿ ñîòðóäíèêàìè Áþðî. Èñïîëüçóÿ âîçìîæíîñòè Èíòåðíåòà, ìîæíî ñäåëàòü ñîîáùåíèå, ïðîñòî çàïîëíèâ ôîðìó ïî àäðåñó: http://cfa-www.harvard.edu/iau/cbat.html. Íà ýòîì æå ñàéòå ìîæíî íàéòè èíôîðìàöèþ î ïîñëåäíèõ îòêðûòèÿõ, îïóáëèêîâàííóþ â öèðêóëÿðàõ ÌÀÑ (ò. å. óæå ïðîâåðåííóþ ïðîôåññèîíàëàìè). Ïðè æåëàíèè ñäåëàòü ñîîáùåíèå íà ðóññêîì ÿçûêå åãî ñëåäóåò îòïðàâèòü â Ðîññèéñêîå áþðî àñòðîíîìè÷åñêèõ ñîîáùåíèé ïî àäðåñó: samus@sai.msu.ru. Åãî ïðîâåðÿò è îòïðàâÿò â Öåíòðàëüíîå áþðî, íî ýòî ïîòðåáóåò âðåìåíè.

Ê

ß ñäåëàë îòêðûòèå!

81


Åñëè ýëåêòðîííàÿ ïî÷òà íåäîñòóïíà, òî ìîæíî ïîçâîíèòü ïî òåëåôîíàì (001-617)-495-7244, èëè -7440, èëè -7444, íî ïî ýòèì íîìåðàì íåò êðóãëîñóòî÷íîãî äåæóðñòâà, îíè ìîãóò è íå îòâåòèòü. Ïðè æåëàíèè ñäåëàòü ñîîáùåíèå ïî-ðóññêè ñëåäóåò çâîíèòü â ðàáî÷åå âðåìÿ â Ãîñóäàðñòâåííûé àñòðîíîìè÷åñêèé èíñòèòóò èì. Ï. Ê. Øòåðíáåðãà (ÃÀÈØ) â Ìîñêâå (495) 939-3318. ×òîáû ñîîáùåíèå áûëî íàäåæíî ïîëó÷åíî, æåëàòåëüíî ïðîäóáëèðîâàòü åãî ïèñüìîì â Öåíòðàëüíîå áþðî ïî àäðåñó: 60 Garden St., Cambridge, MA 02138, USA, èëè â ÃÀÈØ ïî àäðåñó: Àñòðîíîìè÷åñêèé èíñòèòóò, êîìíàòà 58, Óíèâåðñèòåòñêèé ïðîñïåêò, ä. 13, Ìîñêâà, 119991, Ðîññèÿ. Ïðè ñîîáùåíèè î ëþáîì íîâîì îáúåêòå — êîìåòå, âñïûøêå íîâîé çâåçäû è ò. ï., — ñëåäóåò óêàçàòü äàòó è âðåìÿ íàáëþäåíèÿ, ìåñòî íàáëþäåíèÿ, ïðÿìîå âîñõîæäåíèå è ñêëîíåíèå îáúåêòà (ñ óêàçàíèåì ýïîõè), åãî çâåçäíóþ âåëè÷èíó, à òàêæå äàòü êðàòêîå ñëîâåñíîå îïèñàíèå ÿâëåíèÿ. Äàòó è âðåìÿ æåëàòåëüíî óêàçàòü ïî Ãðèíâè÷ó, íî ìîæíî è ïî ìåñòíîìó âðåìåíè êðóïíûõ ãîðîäîâ (íàïðèìåð, ïî ìîñêîâñêîìó âðåìåíè). Ïðè íåâîçìîæíîñòè òî÷íî îïðåäåëèòü íåáåñíûå êîîðäèíàòû îáúåêòà (äëÿ ýòîãî òðåáóåòñÿ õîðîøàÿ çâåçäíàÿ êàðòà), ñëåäóåò óêàçàòü ïîëîæåíèå îòíîñèòåëüíî ÿðêèõ çâåçä èçâåñòíûõ ñîçâåçäèé. Íàáëþäàòåëè ñ íåäîñòàòî÷íûì îïûòîì âèçóàëüíûõ íàáëþäåíèé äîëæíû åùå ðàç ïðîâåðèòü ñâîè íàáëþäåíèÿ ïåðåä òåì, êàê ñâÿçàòüñÿ ñ Öåíòðàëüíûì áþðî èëè ÃÀÈØ. Îïûòíûì íàáëþäàòåëÿì æåëàòåëüíî ñôîòîãðàôèðîâàòü íîâûé îáúåêò. Ïðè ôîòîãðàôè÷åñêîì îòêðûòèè î÷åíü æåëàòåëüíî ïîäòâåðæäåíèå âòîðûì èçîáðàæåíèåì (÷òîáû íå ïðèíÿòü çà íîâûé îáúåêò èçîáðàæåíèå ñëó÷àéíîãî áëèêà, áðàê ôîòîýìóëüñèè èëè øóì ÏÇÑìàòðèöû).  ñëó÷àå íîâîé êîìåòû äîëæíà áûòü óêàçàíà ñêîðîñòü äâèæåíèÿ êàê ïî ïðÿìîìó âîñõîæäåíèþ, òàê è ïî ñêëîíåíèþ. ×òîáû îñâîèòü ìåòîäû èçó÷åíèÿ íåáà è âñåãäà èìåòü ïîä ðóêîé íåîáõîäèìóþ èíôîðìàöèþ, ñîâåòóþ âîñïîëüçîâàòüñÿ «Ñïðàâî÷íèêîì ëþáèòåëÿ àñòðîíîìèè» Ï. Ã. Êóëèêîâñêîãî, 6-å èçäàíèå êîòîðîãî âûøëî â 2009 ã. ×èñòîãî âàì íåáà! Æäåì ñîîáùåíèé îá îòêðûòèÿõ!

Ü


3

Íåáî è òåëåñêîï


Î

áû÷íûé ÷åëîâåê çà âñþ æèçíü ñâîèìè ãëàçàìè âèäèò è óçíàåò ëèøü òðè îáúåêòà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû — Ñîëíöå, Ëóíó è Çåìëþ. Ëþáèòåëü àñòðîíîìèè, ïîëüçóÿñü óêàçàíèÿìè àñòðîíîìè÷åñêîãî êàëåíäàðÿ èëè ñîáñòâåííûì îïûòîì, óçíàåò íà íî÷íîì íåáå åùå è Âåíåðó, Ìàðñ, Þïèòåð è Ñàòóðí. À åñëè ó ëþáèòåëÿ åñòü õîðîøèé áèíîêëü èëè íåáîëüøîé òåëåñêîï, òî ñòàíîâÿòñÿ äîñòóïíûìè ãàëèëååâû ñïóòíèêè Þïèòåðà (Èî, Åâðîïà, Ãàíèìåä è Êàëëèñòî), êðóïíåéøèé ñïóòíèê Ñàòóðíà (Òèòàí), à òàêæå ñàìûå äàëåêèå ïëàíåòû — Óðàí è Íåïòóí.  ñóììå — 14 òåë. À â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå, åñëè âåðèòü àñòðîíîìè÷åñêèì ñïðàâî÷íèêàì, îáíàðóæåíî óæå áîëåå 500 òûñÿ÷ îáúåêòîâ! Ãäå æå îíè? Êàê èõ îòêðûëè? Ìîæíî ëè èõ óâèäåòü ñ Çåìëè èëè íóæíî ëåòåòü ê íèì íà ðàêåòå? Êàê àñòðîíîìû ñîáèðàþòñÿ èõ èçó÷àòü?

Íåáî äíåâíîå è íî÷íîå èòåëÿì Çåìëè âûïàëà ðåäêàÿ óäà÷à, íà êîòîðóþ ìû ïî÷òè íå îáðàùàåì âíèìàíèÿ: íàä íàìè ïðîñòèðàåòñÿ áåçäîííîå íåáî. Òîíêàÿ âîçäóøíàÿ îáîëî÷êà, îòäåëÿþùàÿ æèâîé ìèð Çåìëè îò áåçáðåæíîãî è îïàñíîãî êîñìîñà, îáëàäàåò óäèâèòåëüíûìè, ïî÷òè íåñîâìåñòèìûìè êà÷åñòâàìè: îíà îáåðåãàåò íàñ îò ãóáèòåëüíûõ êîñìè÷åñêèõ èçëó÷åíèé, è â òî æå âðåìÿ îíà íàñòîëüêî ïðîçðà÷íà, ÷òî ïîçâîëÿåò âèäåòü è èçó÷àòü ñàìûå äàëåêèå ïëàíåòû è çâåçäû. Ïåðâîå èç ýòèõ êà÷åñòâ âïîëíå çàêîíîìåðíî, çàòî âòîðîå — âîèñòèíó óäèâèòåëüíî. Íå áóäü àòìîñôåðà Çåìëè ñïîñîáíîé ñîçäàâàòü óñëîâèÿ äëÿ æèçíè, íå áûëî áû ñàìîé æèçíè è ýòèõ ñòðîê â êíèãå. Íî ïî÷åìó àòìîñôåðà ïîçâîëÿåò íàì âèäåòü Âñåëåííóþ? Ýòî óæå íå çàêîíîìåðíîñòü, à èãðà ñëó÷àÿ. Íàøà àòìîñôåðà âïîëíå ìîãëà áû áûòü çàïîëíåíà ðàññåèâàþùèì ñâåò òóìàíîì, êîòîðûé ïðàêòè÷åñêè íå âëèÿåò íà ôîòîñèíòåç, íî ãóáèò èçîáðàæåíèÿ. Ïîýòîìó àñòðîíîìû ñ÷èòàþò ñâîèì ïðîôåññèîíàëüíûì ñ÷àñòüåì ïðîçðà÷íîñòü âîçäóøíîãî ñëîÿ, ýêâèâàëåíòíîãî ïî ìàññå 10 ìåòðàì âîäû! Ñ òàêîé ãëóáèíû ìîðñêèå æèâîòíûå íå âèäÿò çâåçä, à ìû èõ âèäèì ñî äíà âîçäóøíîãî îêåàíà. Ãîâîðÿò, ÷åëîâåê ñòàë ÷åëîâåêîì, êîãäà ðàçîãíóë ñïèíó è ïîäíÿë âçãëÿä ââåðõ. Äåéñòâèòåëüíî, ýòî ëåãêîå äâèæåíèå ìåíÿåò ìàñøòàá ìèðîçäàíèÿ. Ãëÿäÿ âíèç, ìû âèäèì ëèøü ïîâåðõíîñòü Çåìëè íà ðàññòîÿíèè 1–2 ìåòðîâ îò íàøèõ ãëàç, íå áëèæå è íå äàëüøå. Çàòî, ïîñìîòðåâ ââåðõ, ìû êàæäûé ðàç âèäèì íîâóþ äàëü: âîò êó÷åâîå îáëàêî — äî íåãî ìåòðîâ 500, à ðÿäîì ñ íèì âèäíû ïåðèñòûå îáëàêà — äî íèõ êèëîìåòðîâ 10, à âîò ìåæäó îáëàêàìè ïðîãëÿíóëî Ñîëíöå — äî íåãî àæ 150 ìèëëèîíîâ êèëîìåòðîâ. Çíà÷èò, äíåì íàø âçãëÿä óãëóáëÿåò-

Æ

84

3. Íåáî è òåëåñêîï


ñÿ â êîñìîñ íà ñîòíè ìèëëèîíîâ êèëîìåòðîâ. Âïðî÷åì, ëó÷ó ñâåòà íà òàêîå ïóòåøåñòâèå òðåáóåòñÿ ìåíåå 10 ìèíóò. Íî âîò íàñòóïàåò íî÷ü. Åñëè ýòî êîíåö èþíÿ â ñðåäíèõ øèðîòàõ, òî âïîëíå âîçìîæíî, ÷òî íà ñåâåðå íåâûñîêî íàä ãîðèçîíòîì áëåñòÿò ñåðåáðèñòûå îáëàêà — äî íèõ 100 êì. À âîò îçàðèëè íåáî ñïîëîõè ïîëÿðíîãî ñèÿíèÿ — äî íèõ 1000 êì; âçîøëà Ëóíà — äî íåå ïî÷òè 400 òûñ. êì, íî ëó÷ ñâåòà ïðîëåòàåò ýòî ðàññòîÿíèå çà ñåêóíäó. Ðÿäîì ñ Ëóíîé áëåñòÿò çâåçäû — èõ ñâåò èäåò ê íàì ñîòíè ëåò. À åñëè ïðèñìîòðåòüñÿ âíèìàòåëüíåå, òî óâèäèøü áëåäíîå ïÿòíûøêî â ñîçâåçäèè Àíäðîìåäà — ýòî äàëåêàÿ ãàëàêòèêà, Òóìàííîñòü Àíäðîìåäû, ñâåò îò êîòîðîé äîáèðàëñÿ äî íàñ 2 ìëí ëåò! Òàêîâà ãëóáèíà íî÷íîãî íåáà äëÿ íàáëþäàòåëÿ, íå âîîðóæåííîãî íèêàêèìè òåõíè÷åñêèìè ñðåäñòâàìè. Âïðî÷åì, íàø ãëàç ñàì ïî ñåáå — çàìå÷àòåëüíûé îïòè÷åñêèé ïðèáîð. Îí ñîâåðøåíñòâîâàëñÿ ìèëëèîíû ëåò è ñòàë î÷åíü ÷óâñòâèòåëüíûì è çîðêèì. Âîñïðèèì÷èâîñòü ãëàçà ê ñëàáîìó ñâåòó âûøå, ÷åì ó ñàìîé õîðîøåé ôîòîïëåíêè, è ïðàêòè÷åñêè íå óñòóïàåò ÷óâñòâèòåëüíîñòè ÏÇÑ-ìàòðèöû ýëåêòðîííîãî ôîòîàïïàðàòà. Íî÷üþ ãëàç âèäèò òóñêëûå çâåçäû, à äíåì ñïîêîéíî ïåðåíîñèò ÿðêèé ñîëíå÷íûé ñâåò, îò êîòîðîãî âìèã ÷åðíååò ëþáàÿ ôîòîïëåíêà. Ïî ÷åòêîñòè èçîáðàæåíèÿ ñ íàøèì ãëàçîì ìîãóò ñîïåðíè÷àòü òîëüêî ëó÷øèå ôîòîàïïàðàòû ñ äîðîãèìè îáúåêòèâàìè. Çäîðîâûé ãëàç ðàçëè÷àåò ïî îòäåëüíîñòè âîò ýòè äâå òî÷êè ( : ) ñ ðàññòîÿíèÿ â 3–5 ì. Ìîæåòå ïðîâåðèòü! Ïðè ýòîì óãîë ìåæäó ïðÿìûìè, ïðîâåäåííûìè îò çðà÷êà ê ýòèì òî÷êàì, ñîñòàâëÿåò âñåãî 1–2¢. Ïðàâäà, òàêîé ÷åòêîñòüþ èçîáðàæåíèÿ ãëàç îáëàäàåò òîëüêî â öåíòðå ïîëÿ çðåíèÿ: åñëè ìû ñìîòðèì íà ïðåäìåò â óïîð, òî âèäèì ìåëü÷àéøèå äåòàëè, íî ñòîèò íåìíîãî îòâåñòè âçãëÿä â ñòîðîíó, êàê èçîáðàæåíèå ðàñïëûâàåòñÿ, ìåëêèå äåòàëè ñòàíîâÿòñÿ íåðàçëè÷èìûìè. Çàòî íåäîñòàòîê ÷åòêîñòè «áîêîâîãî çðåíèÿ» êîìïåíñèðóåòñÿ åãî ïîâûøåííîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ ê ñâåòó. Åñëè õîòèòå óâèäåòü òóñêëóþ çâåçäó, òî íå ñìîòðèòå íà íåå â óïîð, à íåìíîãî îòâåäèòå âçãëÿä â ñòîðîíó — ïî÷òè íàâåðíÿêà âû çàìåòèòå çâåçäó áîêîâûì çðåíèåì. Äëÿ íàáëþäåíèÿ íî÷íîãî íåáà ãëàçà íóæíî ãîòîâèòü. Âûéäÿ èç ÿðêî îñâåùåííîé êîìíàòû íà òåìíóþ óëèöó, ìû âíà÷àëå íå çàìå÷àåì çâåçäû. Íî åñëè îòîéòè îò ôîíàðåé è ïîäîæäàòü 5–7 ìèíóò, òî íàøå çðåíèå àäàïòèðóåòñÿ ê òåìíîòå, è íà íåáå «ïîÿâëÿþòñÿ» ñíà÷àëà ÿðêèå, à çàòåì âñå áîëåå ñëàáûå çâåçäû. Ïî îñòðîòå è ÷óâñòâèòåëüíîñòè çðåíèÿ â ïðèðîäå ó ÷åëîâåêà ïî÷òè íåò ñîïåðíèêîâ. Äàæå ñòðàííî, ÷òî â õîäå ýâîëþöèè ó ÷åëîâåêà âûðàáîòàëîñü íàñòîëüêî îñòðîå çðåíèå. Çà÷åì îíî åìó? Âåäü íå äëÿ òîãî, ÷òîáû çàãëÿäûâàòü â ãëóáèíû Íåáî äíåâíîå è íî÷íîå

85


Âñåëåííîé íà ìèëëèîíû ñâåòîâûõ ëåò? Íî, òàê èëè èíà÷å, ìû, ê ñ÷àñòüþ, îáëàäàåì òàêîé ñïîñîáíîñòüþ, è àòìîñôåðà Çåìëè ïîçâîëÿåò íàì âèäåòü êîñìîñ. À ïî÷åìó íî÷üþ âèäíî äàëüøå, ÷åì äíåì? Îòâåò ïðîñò: ïîòîìó ÷òî íî÷üþ íåáî òåìíîå. Îòñóòñòâèå ñîëíå÷íîãî ñâåòà, ðàññåÿííîãî â âîçäóõå, ïîçâîëÿåò íî÷üþ çàìåòèòü ñëàáûé ñâåò äàëåêèõ çâåçä è ïëàíåò. Åñëè ïî êàêîé-òî ïðè÷èíå ðàññåÿííûé ñâåò Ñîëíöà îñëàáíåò, íàïðèìåð ïðîèçîéäåò ïîëíîå ñîëíå÷íîå çàòìåíèå, òî ÿðêèå çâåçäû è ïëàíåòû ñòàíóò âèäíû è äíåì. Òàê æå õîðîøî îíè âèäíû â îòêðûòîì êîñìè÷åñêîì ïðîñòðàíñòâå è ñ ïîâåðõíîñòè Ëóíû. Ïî÷åìó æå ðàññåÿííûé â àòìîñôåðå ñîëíå÷íûé ñâåò ñêðûâàåò èõ îò íàñ? Âåäü ñâåò ñàìèõ çâåçä ïðè ýòîì íå îñëàáåâàåò. ×òîáû ïîíÿòü ýòî, íóæíî âñïîìíèòü ìåõàíèçì íàøåãî çðåíèÿ. Ñâåò ïîïàäàåò â ãëàç ÷åðåç çðà÷îê. Ãëàçíûå ëèíçû — ðîãîâèöà è õðóñòàëèê — ôîêóñèðóþò ñâåò è ñîçäàþò èçîáðàæåíèå íà çàäíåé ïîâåðõíîñòè ãëàçà, ïîêðûòîé ñâåòî÷óâñòâèòåëüíûì ñëîåì — ñåò÷àòêîé. Îíà ñîñòîèò èç ìíîæåñòâà ïðîñòåéøèõ ïðèåìíèêîâ ñâåòà — êîëáî÷åê è ïàëî÷åê, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ïåðåäàåò â ìîçã èíôîðìàöèþ î ïîòîêå ïàäàþùåãî íà íåå ñâåòà, à ìîçã ñèíòåçèðóåò èç ýòèõ îòäåëüíûõ ñèãíàëîâ öåëüíóþ êàðòèíó óâèäåííîãî. Ãëàç — ñëîæíûé ïðèåìíèê èíôîðìàöèè; â íåêîòîðîì ðîäå îí ïîäîáåí «óìíîìó» ýëåêòðîííîìó óñòðîéñòâó, íàïðèìåð ðàäèîïðèåìíèêó. Ó ãëàçà òîæå åñòü ñèñòåìà àâòîìàòè÷åñêîé ðåãóëèðîâêè óñèëåíèÿ, êîòîðàÿ ñíèæàåò åãî ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïðè ÿðêîì ñâåòå è ïîâûøàåò åå â òåìíîòå. Åñòü ó íàøåãî çðåíèÿ è ñèñòåìà øóìîïîäàâëåíèÿ, êîòîðàÿ ñãëàæèâàåò ñëó÷àéíûå ôëóêòóàöèè ñâåòîâîãî ïîòîêà, êàê ïî âðåìåíè, òàê è ïî ïîâåðõíîñòè èçîáðàæåíèÿ. Ýòà ñèñòåìà èìååò îïðåäåëåííûå ïîðîãîâûå õàðàêòåðèñòèêè. Ïîýòîìó, íàïðèìåð, ìû íå çàìå÷àåì áûñòðîé ñìåíû èçîáðàæåíèé (ïðèíöèï êèíî); íå çàìå÷àåò íàø ãëàç è ìàëûõ ôëóêòóàöèé ÿðêîñòè. Êîãäà ìû íàáëþäàåì çâåçäó íî÷üþ, ïîòîê ñâåòà îò íåå íà îäèí ýëåìåíò ñåò÷àòêè (íî÷üþ ðàáîòàþò â îñíîâíîì ïàëî÷êè) õîòÿ è ìàë, íî ñóùåñòâåííî ïðåâîñõîäèò ïîòîê îò òåìíîãî íåáà, ïàäàþùèé íà ñîñåäíèå ýëåìåíòû. Ïîýòîìó ìîçã ôèêñèðóåò ýòî êàê çíà÷èìûé ñèãíàë. Íî äíåì íà âñå ñâåòî÷óâñòâèòåëüíûå êëåòêè ñåò÷àòêè ïîïàäàåò òàê ìíîãî ñâåòà îò íåáà, ÷òî íåáîëüøàÿ äîáàâêà â âèäå ñâåòà çâåçäû, ïðèõîäÿùàÿ íà îäíó èç íèõ, íå îùóùàåòñÿ ìîçãîì êàê ðåàëüíîå ðàçëè÷èå ïîòîêîâ ñâåòà, à «ñïèñûâàåòñÿ íà ôëóêòóàöèè». Çâåçäà ìîæåò ñòàòü âèäèìîé íà ôîíå äíåâíîãî íåáà òîëüêî â òîì ñëó÷àå, åñëè ïîòîê ñâåòà îò íåå ñðàâíèì ñ ïîòîêîì îò ïëîùàäêè ãîëóáîãî íåáà, êîòîðóþ çðà÷îê ïðîåöèðóåò íà îäíó êîëáî÷êó èëè ïàëî÷êó. Óãëîâîé ðàçìåð òàêîé ïëî86

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.1. Îïûò Ïåðåëüìàíà.

ùàäêè íàçûâàåòñÿ ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòüþ ÷åëîâå÷åñêîãî ãëàçà è ñîñòàâëÿåò 1–2¢. Ìíîãî ýòî èëè ìàëî? Ðóáëåâàÿ ìîíåòà (äèàìåòð îêîëî 21 ìì) âèäíà ïîä óãëîì â 1¢ ñ ðàññòîÿíèÿ 72 ì. Ñ ìåíüøåãî ðàññòîÿíèÿ ìû ðàçëè÷àåì åå äèñê, ñ áîëüøåãî — âèäèì êàê òî÷êó. Ïî îñòðîòå çðåíèÿ ñðåäè æèâîòíûõ ìàëî êòî ìîæåò ñðàâíèòüñÿ ñ ÷åëîâåêîì. Ïîæàëóé, â ýòîì îòíîøåíèè íàì íå óñòóïàþò ëèøü îáåçüÿíû, êðûñû è õèùíûå ïòèöû. À âîò êîøêà, êóðèöà èëè ëîøàäü âèäÿò âî ìíîãî ðàç ìåíåå ÷åòêî. ×òî óæ ãîâîðèòü î õîìÿ÷êå èëè ï÷åëå, êîòîðûå íå ìîãóò ðàçëè÷èòü äàæå äèñêè Ëóíû è Ñîëíöà: ýòè ñâåòèëà êàæóòñÿ èì òàêèìè æå «òî÷êàìè», êàê íàì çâåçäû è ïëàíåòû (êîòîðûõ õîìÿ÷êè âîîáùå íå çàìå÷àþò). Êñòàòè, îáû÷íûé ÷åëîâåê íå îòëè÷èò çâåçäó îò ïëàíåòû: îíè íàì êàæóòñÿ òî÷êàìè îäèíàêîâîãî ðàçìåðà. Íî âñòðå÷àþòñÿ ñ÷àñòëèâöû ñ îñîáåííî îñòðûì çðåíèåì, êîòîðûå ðàçëè÷àþò ñïóòíèêè Þïèòåðà è äàæå âèäÿò Âåíåðó â ôîðìå ñåðïà (âåäü ó íåå òå æå ôàçû, ÷òî è ó Ëóíû). Ýòè «îñòðîãëàçûå» è òóñêëûõ çâåçä âèäÿò áîëüøå, ÷åì ïðî÷èå ëþäè. Ïðîñòîé îïûò, îïèñàííûé ßêîâîì Ïåðåëüìàíîì â åãî «Çàíèìàòåëüíîé àñòðîíîìèè», ïîêàçûâàåò, ïî÷åìó èñ÷åçàþò çâåçäû ïðè äíåâíîì ñâåòå: «Â áîêîâîé ñòåíêå êàðòîííîãî ÿùèêà ïðîáèâàþò íåñêîëüêî äûðî÷åê, ðàñïîëîæåííûõ íàïîäîáèå êàêîãî-íèáóäü ñîçâåçäèÿ, à ñíàðóæè íàêëåèâàþò ëèñò áåëîé áóìàãè. ßùèê ïîìåùàþò â òåìíóþ êîìíàòó è îñâåùàþò èçíóòðè: íà ïðîáèòîé ñòåíêå ÿâñòâåííî âûñòóïàþò òîãäà îñâåùåííûå èçíóòðè äûðî÷êè — ýòî çâåçäû íà íî÷íîì íåáå. Íî ñòîèò òîëüêî, íå ïðåêðàùàÿ îñâåùåíèÿ èçíóòðè, çàæå÷ü â êîìíàòå äîñòàòî÷íî ÿðêóþ ëàìïó — è èñêóññòâåííûå çâåçäû íà ëèñòå áóìàãè áåññëåäíî èñ÷åçàþò: ýòî „äíåâíîé ñâåò“ ãàñèò çâåçäû». Èç âñåõ çâåçäîîáðàçíûõ îáúåêòîâ ëèøü î÷åíü ÿðêàÿ Âåíåðà èíîãäà âèäíà íà äíåâíîì ãîëóáîì íåáå. Íî è åå óâèäåòü î÷åíü íåïðîñòî: íåáî äîëæíî áûòü èäåàëüíî ÷èñòûì, è íóæíî õîòÿ áû ïðèáëèçèòåëüíî çíàòü, â êàêîì ìåñòå íà íåáå â äàííûé ìîìåíò îíà íàõîäèòñÿ. Âñå îñòàëüíûå ïëàíåòû è çâåçäû èìåþò áëåñê çíà÷èòåëüíî ñëàáåå, ÷åì ó ÂåÍåáî äíåâíîå è íî÷íîå

87


íåðû, ïîýòîìó óâèäåòü èõ áåç òåëåñêîïà äíåì ñîâåðøåííî íåâîçìîæíî. Âïðî÷åì, íåêîòîðûå àñòðîíîìû óòâåðæäàþò, ÷òî èì óäàâàëîñü äíåì íàáëþäàòü Þïèòåð, êîòîðûé ðàç â 7–8 áëåäíåå Âåíåðû. Íî ýòî âîçìîæíî ëèøü ïðè èäåàëüíûõ óñëîâèÿõ: ðàííèì óòðîì, ïîêà Ñîëíöå åùå ïîäíÿëîñü íåâûñîêî è àòìîñôåðà ÷èñòàÿ; Þïèòåð äîëæåí áûòü â ìàêñèìóìå áëåñêà, ïðîåöèðîâàòüñÿ íà ñàìóþ òåìíóþ îáëàñòü ãîëóáîãî íåáà è ðàñïîëàãàòüñÿ ðÿäîì ñ çàìåòíûì îáúåêòîì — Ëóíîé. Òîëüêî ïðè òàêîì ñî÷åòàíèè óñëîâèé è èçâåñòíîé íàñòîé÷èâîñòè íåêîòîðûì íàáëþäàòåëÿì (íå âñåì!) óäàâàëîñü çàìåòèòü Þïèòåð äíåì. À âîò ÿð÷àéøóþ çâåçäó íàøåãî íåáîñâîäà — Ñèðèóñ, ïîòîê ñâåòà îò êîòîðîãî ïî÷òè â 15 ðàç ñëàáåå, ÷åì îò Âåíåðû, è âäâîå ñëàáåå, ÷åì îò Þïèòåðà, ïîêà åùå íèêîìó íå óäàëîñü óâèäåòü äíåì íà óðîâíå ìîðÿ. Ãîâîðÿò, ÷òî Ñèðèóñ âèäåëè äíåì âûñîêî â ãîðàõ, íà ôîíå òåìíî-ãîëóáîãî íåáà. Ýòî íå óäèâèòåëüíî: ÿðêîñòü íåáà âûñîêî â ãîðàõ çíà÷èòåëüíî ìåíüøå, ÷åì íà óðîâíå ìîðÿ.

Íåáî ðàçíûõ ýïîõ è ðàçíûõ ïëàíåò û òàê ïðèâûêëè ê âèäó çåìíîãî íåáà, ÷òî îáû÷íî íå çàäóìûâàåìñÿ, ïî÷åìó îíî òàêîå, âñåãäà ëè îíî áûëî è îñòàíåòñÿ òàêèì, êàê âûãëÿäèò íåáî èíûõ ïëàíåò? À íåêîòîðûå ëþáîçíàòåëüíûå ëþäè ñ äàâíèõ ïîð çàäàâàëèñü ýòèìè âîïðîñàìè. Íàïðèìåð, ïî÷åìó íåáî ãîëóáîå? Ïûòàÿñü îáúÿñíèòü ýòîò îáùåèçâåñòíûé ôàêò, ðàçëè÷íûå ãèïîòåçû ïðåäëàãàëè Ëåîíàðäî äà Âèí÷è (1452–1519), Èñààê Íüþòîí (1643– 1727), Èîãàíí øòå (1749–1842) è Ëåîíàðä Ýéëåð (1707–1783). Êàæäûé èç íèõ ñ÷èòàë, ÷òî ñàì âîçäóõ áåñöâåòåí, à ãîëóáóþ îêðàñêó åìó ïðèäàþò êàêèå-òî ïðèìåñè. Ãëÿäÿ, êàê èç êàìèíà ïîäíèìàåòñÿ ãîëóáîâàòûé äûì, Ëåîíàðäî äà Âèí÷è äóìàë, ÷òî öâåò íåáà òîæå ñîçäàåòñÿ ðàññåÿííûìè â âîçäóõå ïîõîæèìè íà äûì ìåëêèìè ÷àñòèöàìè. Íüþòîí ïîëàãàë, ÷òî äíåâíîå íåáî îêðàøèâàþò ìåëü÷àéøèå êàïåëüêè âîäû, íî è îí çàáëóæäàëñÿ. Îêàçàëîñü, ÷òî äàæå ñàìûé ÷èñòûé ãîðíûé âîçäóõ âñå ðàâíî îêðàøåí â ãîëóáîé öâåò, à âñå èç-çà ìîëåêóë ñàìîãî âîçäóõà. Ýòî îòêðûòèå áûëî ñäåëàíî âñåãî ëèøü 110 ëåò íàçàä. Àíãëèéñêèé ôèçèê ëîðä Ðýëåé îïóáëèêîâàë â 1899 ã. ðàáîòó «Î ñâåòå îò íåáà, åãî ïîëÿðèçàöèè è öâåòå», â êîòîðîé äîêàçàë, ÷òî ãîëóáûå ëó÷è ñîëíå÷íîãî ñâåòà ðàññåèâàþòñÿ â àòìîñôåðå íå êàêèìè-òî ïðèìåñÿìè, à ñàìèìè ìîëåêóëàìè âîçäóõà. Åùå ðàíüøå, â 1871 ã., Ðýëåé âûâåë çàêîí îòêëîíåíèÿ ëó÷åé ñâåòà ìåëêèìè ÷àñòèöàìè âåùåñòâà. Çàêîí ðýëååâñêîãî ðàññåÿíèÿ ãëàñèò: ÷åì ãîëóáåå ñâåò, òåì ñèëüíåå åãî ðàññåèâàþò î÷åíü ìåëêèå ÷àñòèöû. Îñíîâûâàÿñü íà íåì, Ðýëåé îáúÿñíèë ãîëóáîé öâåò íå-

Ì

88

3. Íåáî è òåëåñêîï


áà.  XX â. ôèçèêè Ìàðèàí Ñìîëóõîâñêèé (1872–1917) è Àëüáåðò Ýéíøòåéí (1879–1955) óòî÷íèëè òåîðèþ Ðýëåÿ. Îíè îáíàðóæèëè, ÷òî ñîëíå÷íûé ñâåò ðàññåèâàþò íå ñòîëüêî ñàìè ìîëåêóëû, ñêîëüêî èõ íåáîëüøèå ãðóïïû, ïîñòîÿííî âîçíèêàþùèå è ðàñïàäàþùèåñÿ èç-çà ñëó÷àéíûõ ôëóêòóàöèé ïëîòíîñòè. Íî âñå æå ãëàâíàÿ èäåÿ ýòîãî îòêðûòèÿ ïðèíàäëåæèò Ðýëåþ. Êñòàòè, ïîëíîå èìÿ ó÷åíîãî, îòêðûâøåãî òàéíó ãîëóáîãî íåáà, — Äæîí Óèëüÿì Ñòðåòò (1842–1919), à òèòóë ëîðäà Ðýëåÿ III îí óíàñëåäîâàë â 1873 ã. îò ñâîåãî îòöà. Åãî ñûí, Ðîáåðò Äæîí Ñòðåòò (1875–1947), ñòàâøèé ëîðäîì Ðýëååì IV, òîæå áûë èçâåñòíûì ôèçèêîì, îí èçó÷àë àòìîñôåðó. ×òîáû íå ïóòàòü äâóõ ó÷åíûõ, îòöà îáû÷íî íàçûâàþò Ðýëååì Ðàññåèâàþùèì, à ñûíà — Ðýëååì Àòìîñôåðíûì. Íà ôîíå ãîëóáîãî íåáà îñîáåííîãî êðàñèâû áåëûå îáëàêà. Êñòàòè, ïî÷åìó îíè áåëûå? Îêàçûâàåòñÿ, èõ öâåò îáúÿñíÿåòñÿ ñâîéñòâàìè ìåëêèõ ÷àñòèö, ëåòàþùèõ â âîçäóõå; èõ íàçûâàþò àýðîçîëÿìè. Ê íèì îòíîñÿòñÿ è ÷àñòèöû îáëàêîâ — ìåëü÷àéøèå êàïåëüêè âîäû âåëè÷èíîé â ñîòûå äîëè ìèëëèìåòðà. Íî âñå æå ýòè êàïåëüêè ãîðàçäî êðóïíåå ìîëåêóë âîçäóõà, ïîýòîìó ñîëíå÷íûå ëó÷è îíè ðàññåèâàþò èíà÷å: îäèíàêîâî, íåçàâèñèìî îò èõ öâåòà. Ïîýòîìó îáëàêà òîãî æå öâåòà, ÷òî è Ñîëíöå: äíåì áåëûå, à íà çàêàòå îðàíæåâûå. Òóò ñàìîå âðåìÿ ñïðîñèòü: «À ïî÷åìó íà çàêàòå è íà âîñõîäå ñîëíå÷íûé äèñê êðàñíîâàòî-îðàíæåâûé?» Âïðî÷åì, ó ãîðèçîíòà êðàñíååò íå òîëüêî Ñîëíöå, íî òàêæå è Ëóíà, è ëþáîå äðóãîå íåáåñíîå ñâåòèëî. Çíàÿ î ðýëååâñêîì ðàññåÿíèè, ìû ëåãêî îáúÿñíèì è ýòî ÿâëåíèå. Ñèíèì ëó÷àì ñëîæíåå âñåãî ïðîéòè ÷åðåç àòìîñôåðó — èõ ðàññåèâàåò äàæå ÷èñòûé âîçäóõ. À òîëñòûé ñëîé âîçäóõà ðàññåèâàåò òàêæå çåëåíûå è äàæå æåëòûå ëó÷è. Êîãäà Ñîëíöå âûñîêî íàä ãîðèçîíòîì, äî íàñ äîõîäèò âåñü åãî ñâåò, êðîìå íåêîòîðîé ÷àñòè ãîëóáîãî, êîãäà æå îíî ïðèáëèæàåòñÿ ê ãîðèçîíòó, íàñ äîñòèãàåò âñå ìåíüøå åãî ãîëóáûõ, çåëåíûõ è æåëòûõ ëó÷åé. Ó ñàìîãî ãîðèçîíòà ñëîé âîçäóõà âäîëü ëó÷à çðåíèÿ îñîáåííî òîëñòûé, ïîýòîìó èç âñåõ öâåòîâ çàõîäÿùåãî è âîñõîäÿùåãî Ñîëíöà ñêâîçü âîçäóõ ïðîáèâàåòñÿ ëèøü êðàñíûé, äà è òî ñèëüíî îñëàáëåííûé. Äíåì áîëüíî ñìîòðåòü íà Ñîëíöå — îíî î÷åíü ÿðêîå. Çàòî âå÷åðîì åãî äèñê ñâåòèòñÿ ìÿãêî è íå ðåæåò ãëàçà. Êàê âû äóìàåòå, âî ñêîëüêî ðàç ÷èñòàÿ áåçîáëà÷íàÿ àòìîñôåðà îñëàáëÿåò áëåñê ñâåòèëà? Êîãäà îíî îïóñêàåòñÿ äî âûñîòû 15° íàä ãîðèçîíòîì, åãî ÿðêîñòü îñëàáëåíà àòìîñôåðîé ëèøü âäâîå ïî ñðàâíåíèþ ñ òîé, êàêàÿ áûëà áû â çåíèòå. Êîãäà âûñîòà ñîñòàâëÿåò 5° (äëÿ Ëóíû è Ñîëíöà ýòî 10 èõ âèäèìûõ äèàìåòðîâ), ÿðêîñòü ñòàíîâèòñÿ ìåíüøå ïðèìåðíî â 10 ðàç. À ó ñàìîãî ãîðèçîíòà áëåñê ñâåòèëà îñëàáëåí â íåñêîëüêî òûñÿ÷ ðàç! Íåáî ðàçíûõ ýïîõ è ðàçíûõ ïëàíåò

89


Ïî÷åìó æå ó ãîðèçîíòà ñòîëü âåëèêî ïîãëîùåíèå ñâåòà? Êîãäà ìû âèäèì ñâåòèëî ó ãîðèçîíòà, åãî ëó÷ ïðîõîäèò äëèííûé ïóòü âäîëü ïîâåðõíîñòè Çåìëè, ïðåîäîëåâàÿ ñëîé àòìîñôåðû ïî÷òè â 40 ðàç áîëåå òîëñòûé, ÷åì êîãäà ñâåòèëî íàáëþäàåòñÿ â çåíèòå. ×òîáû îùóòèòü, íàñêîëüêî òðóäíî ëó÷àì ñâåòà ïðîáèòüñÿ ñêâîçü àòìîñôåðó íà çàêàòå, ïðîäåëàéòå ïðîñòîé îïûò: íàïðàâüòå íàñòîëüíóþ ëàìïó ñåáå â ëèöî è ïîìåñòèòå ïåðåä ãëàçàìè ÷èñòûé ëèñò áåëîé áóìàãè. ßðêîñòü ñâåòà âåñüìà âûñîêà. Òåïåðü äîáàâüòå âòîðîé ëèñò… òðåòèé… Âàì íå ïîíàäîáèòñÿ è äåñÿòè ëèñòîâ, ÷òîáû ïîëíîñòüþ ïðåãðàäèòü ïóòü ñâåòó. Íåîáõîäèìîñòü ó÷èòûâàòü ðàññåÿíèå ñâåòà â àòìîñôåðå Çåìëè ñîçäàåò àñòðîíîìàì ìíîæåñòâî õëîïîò. È âñå æå ýòî áîëüøàÿ óäà÷à, ÷òî âîçäóøíàÿ îáîëî÷êà íàøåé ïëàíåòû, ñîõðàíÿÿ íà íåé æèçíü, ïîçâîëÿåò âèäåòü êîñìîñ. Íî âñåãäà ëè àòìîñôåðà Çåìëè áëàãîïðèÿòñòâîâàëà íàáëþäåíèÿì Âñåëåííîé? Íèêòî íå çíàåò òî÷íî, êàêèì áûëî íåáî Çåìëè â äðåâíîñòè; îá ýòîì ìîæíî ëèøü äîãàäûâàòüñÿ. Âèä íåáà çàâèñèò îò ñâîéñòâ àòìîñôåðû, êîòîðûå ìåíÿþòñÿ ñî âðåìåíåì. Ó÷åíûì óæå êîå-÷òî èçâåñòíî îá ýâîëþöèè çåìíîé àòìîñôåðû â ïðîøëîì. Ê òîìó æå åå ìîæíî ñðàâíèâàòü ñ àòìîñôåðàìè äðóãèõ ïëàíåò, êîòîðûå îòñòàëè îò Çåìëè â ñâîåé ýâîëþöèè èëè îáîãíàëè åå. Ñåé÷àñ â àòìîñôåðå Çåìëè ñîäåðæèòñÿ ïî îáúåìó 78% àçîòà, 21% êèñëîðîäà, 0,93% àðãîíà, 0,03% óãëåêèñëîãî ãàçà è íåìíîãî âîäÿíîãî ïàðà. Íî àòìîñôåðà íå âñåãäà ÿâëÿëàñü òàêîé: â ïðîøëîì îíà áûëà ïëîòíåå è ñîñòîÿëà èç äðóãèõ ãàçîâ. Îêîëî 3,8 ìëðä ëåò íàçàä, êîãäà ó Çåìëè îáðàçîâàëàñü òâåðäàÿ ãðàíèòíàÿ êîðà, îíà áûëà óñåÿíà ìíîãî÷èñëåííûìè âóëêàíàìè. ×åðåç èõ æåðëà èç íåäð Çåìëè âûðûâàëèñü ãàçû, ôîðìèðîâàâøèå àòìîñôåðó è îêåàí; â îñíîâíîì ýòî áûëè óãëåêèñëûé ãàç, âîäÿíîé ïàð è àçîò. Êèñëîðîäà òîãäà íå áûëî âîâñå. Íà Çåìëå â òó ýïîõó áûëî æàðêî, è îíà áûëà íåìíîãî ïîõîæà íà ñîâðåìåííóþ Âåíåðó, àòìîñôåðà êîòîðîé î÷åíü ïëîòíàÿ è íà 96% ñîñòîèò èç óãëåêèñëîãî ãàçà. Íà Âåíåðå, ðàñïîëîæåííîé áëèæå ê Ñîëíöó, ÷åì Çåìëÿ, âñåãäà áûëî òåïëåå, è ïîýòîìó ýâîëþöèÿ àòìîñôåðû òàì øëà èíûì ïóòåì. Åñëè íà îñòûâàþùåé Çåìëå âîäÿíîé ïàð ñêîíäåíñèðîâàëñÿ â æèäêîñòü, è ïîâåðõíîñòü íàøåé ïëàíåòû ïîêðûë îêåàí, òî íà Âåíåðå ïàð ðàçðóøèëñÿ ïîä äåéñòâèåì ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ è óëåòó÷èëñÿ â êîñìîñ. Áûëî ýòî òàê: ñîëíå÷íûé óëüòðàôèîëåò ðàñùåïëÿë ìîëåêóëû H2O íà âîäîðîä è êèñëîðîä. Ïîäâèæíûé âîäîðîä ïîêèäàë àòìîñôåðó Âåíåðû â ïåðâóþ î÷åðåäü, ïðè÷åì òàê èíòåíñèâíî, ÷òî çàõâàòûâàë ñ ñîáîé è áîëüøóþ ÷àñòü êèñëîðîäà (ïëàíåòîëîãè íàçûâàþò ýòî ãèäðîäèíàìè÷åñêèì îòòîêîì ãàçà èç àòìîñôåðû). Íî çàõâàòèòü ñ ñîáîé áîëåå òÿæåëûå ìîëåêóëû CO2 âîäîðîäíûé ïîòîê íå ñìîã. Òàê àòìîñôåðà Âåíå90

3. Íåáî è òåëåñêîï


ðû ëèøèëàñü âîäû. À áåç âîäû, íåîáõîäèìîé äëÿ ñâÿçûâàíèÿ óãëåêèñëîãî ãàçà â èçâåñòíÿê, ìîëåêóëû CO2 íàêàïëèâàëèñü â àòìîñôåðå è ñîçäàëè òîò àä, êîòîðûé ìû íàáëþäàåì ñåé÷àñ íà Âåíåðå. Åñëè íà Çåìëå çàðîäèâøàÿñÿ æèçíü ñïîñîáñòâîâàëà óäàëåíèþ CO2 èç àòìîñôåðû, òî íà Âåíåðå æèçíü òàê è íå âîçíèêëà, åå àòìîñôåðà îñòàëàñü ïëîòíîé è äî ñèõ ïîð ñîñòîèò èç óãëåêèñëîãî ãàçà. Ïîýòîìó ó÷åíûå ñ÷èòàþò, ÷òî Âåíåðà ïîõîæà íà Çåìëþ äàëåêîãî ïðîøëîãî. À êàêîå íåáî íà Âåíåðå? Îíî òàì âñåãäà çàòÿíóòî ãóñòûìè îáëàêàìè, êîòîðûå óðàãàííûé âåòåð ì÷èò âûñîêî íàä ïîâåðõíîñòüþ ïëàíåòû. Ýòè îáëàêà íå î÷åíü ïëîòíûå, îíè áîëüøå íàïîìèíàþò òóìàí. Íî èõ ñëîé òîëùèíîé 30 êì ñèëüíî ïîãëîùàåò ñîëíå÷íûé ñâåò, à îñòàòêè ñâåòà ðàññåèâàåò òàê, ÷òî äíåì íå óãàäàåøü, ñ êàêîé ñòîðîíû ñâåòèò Ñîëíöå. Îáëà÷íîå íåáî Âåíåðû îêðàøåíî â îðàíæåâûå òîíà, à ó ãîðèçîíòà ñòàíîâèòñÿ æåëòî-çåëåíûì. Íî÷üþ íà Âåíåðå íå âèäíî çâåçä, ëèøü ñïîëîõè äàëåêèõ ìîëíèé è âóëêàíè÷åñêèõ èçâåðæåíèé ïîäñâå÷èâàþò îáëàêà. Âåðîÿòíî, òàêèì æå áûëî è íåáî þíîé Çåìëè.  òó ýïîõó àñòðîíîìàì íà íåé íå÷åãî áûëî áû äåëàòü. ×òîáû óçíàòü áóäóùåå çåìíîé àòìîñôåðû, ìû äîëæíû ïîñìîòðåòü íà Ìàðñ. Èç-çà ñâîåé óäàëåííîñòè îò Ñîëíöà îí íèêîãäà íå áûë îñîáåííî ãîðÿ÷èì, íî, èìåÿ íåáîëüøóþ ìàññó, îí ïëîõî óäåðæèâàåò ëåòó÷èå ãàçû â ñâîåé àòìîñôåðå. Ìàðñ êðàñíûé èç-çà òîãî, ÷òî åãî âîäÿíîé ïàð ðàñùåïèëñÿ íà âîäîðîä è êèñëîðîä; âîäîðîä óëåòåë â êîñìîñ, à êèñëîðîä îêèñëèë (ïîêðûë ðæàâ÷èíîé) ãðóíò. Îòñóòñòâèå ó Ìàðñà ìàãíèòíîãî ïîëÿ è ìîùíàÿ ìåòåîðèòíàÿ áîìáàðäèðîâêà òîæå ñïîñîáñòâîâàëè óëåòó÷èâàíèþ àòìîñôåðû. Ñòðàííî, ÷òî Ìàðñó âîîáùå óäàëîñü õîòü ÷òî-òî ñîõðàíèòü. Ñåãîäíÿ åãî àòìîñôåðà â 100 ðàç òîíüøå çåìíîé. Îíà ïî÷òè íå ïðåïÿòñòâóåò àñòðîíîìè÷åñêèì íàáëþäåíèÿì ñ ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû, íî è æèçíü íà íåé ïîääåðæàòü íå â ñîñòîÿíèè. Åñëè Çåìëþ îæèäàåò òàêàÿ æå ñóäüáà, òî êàêèì áóäåò åå íåáî? Äíåì íà Ìàðñå íåáî ðîçîâîå èç-çà ìåëêîé íåîñåäàþùåé ïûëè, êîòîðóþ âåòåð ïîäíèìàåò â ïåðèîä âåñåííå-ëåòíèõ ïûëåâûõ áóðü. Ñèëà òÿæåñòè íà Ìàðñå âäâîå ìåíüøå, ÷åì íà Çåìëå, ïîýòîìó ïûëü äîëãî äåðæèòñÿ â âîçäóõå. Ïîñêîëüêó àòìîñôåðà Ìàðñà î÷åíü ðàçðåæåíà, ðîçîâîå íåáî òàì íå òàêîå ÿðêîå, êàê ãîëóáîå íåáî Çåìëè. Îáëàêà èç âîäÿíûõ êðèñòàëëîâ íà Ìàðñå — ðåäêîå ÿâëåíèå, ñëèøêîì óæ ñóõîé òàì âîçäóõ. Çàòî íàä ïîâåðõíîñòüþ èíîãäà ïîäíèìàþòñÿ ïëîòíûå ïûëåâûå îáëàêà. Îíè îáâîëàêèâàþò ïî÷òè âñþ ïëàíåòó íà ìíîãèå äíè è äàæå ìåñÿöû. Ñêâîçü íèõ íå âèäíû çâåçäû è ñ òðóäîì ïðîáèâàþòñÿ ëó÷è Ñîëíöà. Íî÷üþ íà Ìàðñå ïðåêðàñíî âèäíû çâåçäû, ïëàíåòû è âñå ïðî÷èå àñòðîíîìè÷åñêèå ÿâëåíèÿ. ßðêèå ñòðåëû ìåòåîðîâ âñïûõèâàþò òàì, âåÍåáî ðàçíûõ ýïîõ è ðàçíûõ ïëàíåò

91


ðîÿòíî, äàæå ÷àùå, ÷åì íà Çåìëå, ïîñêîëüêó â îêðåñòíîñòè Ìàðñà äâèæåòñÿ áîëüøå ìåëêèõ êîñìè÷åñêèõ ÷àñòèö, ÷åì âáëèçè Çåìëè. Ïî óòðàì è âå÷åðàì, ïîêà Ñîëíöå åùå íå âçîøëî, ìàðñèàíå (íàïðèìåð, áóäóùèå êîëîíèñòû ñ Çåìëè) ñìîãóò ëþáîâàòüñÿ äâóìÿ ÿðêèìè ñâåòèëàìè — Âåíåðîé è Çåìëåé. Âïðî÷åì, ýòè ïëàíåòû, à òàêæå ñïóòíèêè Ìàðñà Ôîáîñ è Äåéìîñ äîëæíû áûòü ëåãêî çàìåòíû è äíåì, âåäü áåçîáëà÷íîå íåáî Ìàðñà äîâîëüíî òåìíîå. Âîçìîæíî äàæå, íà íåì âèäíû íåêîòîðûå ÿðêèå çâåçäû, åñëè Ñîëíöå íàõîäèòñÿ íå ñëèøêîì áëèçêî îò íèõ è åãî ðàññåÿííûé ñâåò íå ìåøàåò íàáëþäåíèÿì. Èòàê, íà Âåíåðå çâåçä íå âèäíî äàæå íî÷üþ, à íà Ìàðñå îíè âèäíû è äíåì. Ëèøü íà çåìíîì íåáå êàæäîìó ñâåòèëó ïðåäîñòàâëåíî ñâîå âðåìÿ ñóòîê. Ïîêà íàøà Çåìëÿ èäåò «ìàðñèàíñêèì» ïóòåì: îíà òîæå òåðÿåò àòìîñôåðó, ïðåæäå âñåãî âîäîðîä, îáðàçóþùèéñÿ ïðè ðàñùåïëåíèè âîäÿíîãî ïàðà. Ìîùíîñòü ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ðàñòåò, è âûñûõàíèå Çåìëè óñêîðÿåòñÿ. Ñåãîäíÿ âîäîðîä îòòåêàåò èç çåìíîé àòìîñôåðû «òîíêîé ñòðóéêîé», òàê êàê îñíîâíîé íîñèòåëü âîäîðîäà — âîäÿíîé ïàð — îáû÷íî íå ïîäíèìàåòñÿ â ñòðàòîñôåðó, ãäå îí ìîæåò áûòü ðàçðóøåí óëüòðàôèîëåòîì. Ïàð êîíäåíñèðóåòñÿ â íèæíèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû è ïàäàåò äîæäåì îáðàòíî íà ïîâåðõíîñòü. Íî Ñîëíöå ïîñòåïåííî ñòàíîâèòñÿ ÿð÷å, ïðèìåðíî íà 10% çà êàæäûé ìèëëèàðä ëåò. Êîãäà Ñîëíöå ðàçîãðååò íàøó ïëàíåòó è åå îêåàíû, àòìîñôåðà ñòàíåò áîëåå âëàæíîé, è ñòðóéêà óòåêàþùåãî âîäîðîäà ïðåâðàòèòñÿ â ìîãó÷èé ïîòîê. Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî ýòîò ïðîöåññ ñòàíåò îùóòèìûì, êîãäà ÿðêîñòü Ñîëíöà âîçðàñòåò íà 10%, òî åñòü ÷åðåç ìèëëèàðä ëåò, è åùå ìèëëèàðä ëåò ïîíàäîáèòñÿ äëÿ îñóøåíèÿ çåìíûõ îêåàíîâ. Çåìëÿ ñòàíåò ïóñòûííîé ïëàíåòîé ñ êðîõîòíûìè ïîëÿðíûìè øàïêàìè è æàëêèìè îçåðöàìè âîäû. Åùå ÷åðåç äâà ìèëëèàðäà ëåò Ñîëíöå òàê íåùàäíî îïàëèò Çåìëþ, ÷òî äàæå ïîëÿðíûå îàçèñû èñ÷åçíóò è ïîñëåäíèå îñòàòêè âîäû èñïàðÿòñÿ. Ïàðíèêîâûé ýôôåêò óñèëèòñÿ íàñòîëüêî, ÷òî íà÷íóò ïëàâèòüñÿ êàìíè. Çåìëÿ ñòàíåò òàêîé æå áåçæèçíåííîé, êàê Âåíåðà. À äàëüíåéøàÿ ýâîëþöèÿ Ñîëíöà, åãî ïðåâðàùåíèå â êðàñíûé ãèãàíò è óñèëåíèå ìîùíîñòè ñâå÷åíèÿ â ñîòíè ðàç ïðèâåäåò ê ïîëíîé ïîòåðå àòìîñôåðû. Çåìëÿ ñòàíåò ïîõîæà íà ñîâðåìåííûé Ìåðêóðèé: ìåñòî, èäåàëüíîå äëÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé è áîëüøå íè äëÿ ÷åãî. Âïðî÷åì, â ñâîèõ ôóòóðèñòè÷åñêèõ ïîñòðîåíèÿõ ìû çàøëè ñëèøêîì äàëåêî. Ñåãîäíÿ íà Çåìëå ìû èìååì èäåàëüíûé áàëàíñ óñëîâèé äëÿ æèçíè è íàáëþäåíèÿ Âñåëåííîé. ×òîáû â ïîëíîé ìåðå âîñïîëüçîâàòüñÿ ýòèìè áëàãàìè, àñòðîíîìû èçîáðåëè òåëåñêîï. 92

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðîæäåíèå òåëåñêîïà ûñÿ÷è ëåò àñòðîíîìû èçó÷àëè Âñåëåííóþ áåç òåëåñêîïà. Õîòÿ ñòåêëî áûëî èçâåñòíî åãèïòÿíàì åùå â 3800 äî í. ý., äà è ôèíèêèéöû ñëàâèëèñü êàê ñòåêëîäåëû, îïòè÷åñêèå ñâîéñòâà ñòåêëà áûëè ïîëíîñòüþ îöåíåíû ëèøü â ýïîõó Ñðåäíåâåêîâüÿ.  XIII â. Ðîäæåð Áýêîí îäíèì èç ïåðâûõ íà÷àë èçó÷àòü ñâîéñòâà ëèíç è çåðêàë. Î÷êè ïîÿâèëèñü â Èòàëèè îêîëî 1300 ã., à ê íà÷àëó XVI â. îïòè÷åñêèå öåíòðû âîçíèêëè â Ãåðìàíèè è Ãîëëàíäèè. Ïåðâàÿ çðèòåëüíàÿ òðóáà áûëà ñäåëàíà â Ãîëëàíäèè â 1608 ã., íî òðóäíî ñêàçàòü, êåì èìåííî. Âîçìîæíî, åå ñîçäàëè íåçàâèñèìî äðóã îò äðóãà ìàñòåðà î÷êîâûõ ñòåêîë Ãàíñ Ëèïïåðñãåé, ßêîâ Ìåöèóñ è Çàõàðèÿ ßíñåí. Êàæåòñÿ, Ëèïïåðñãåé áûë ïåðâûì, êòî äëÿ óâåëè÷åíèÿ óäàëåííûõ îáúåêòîâ ïðèìåíèë êîìáèíàöèþ ëèíç — ïîëîæèòåëüíóþ â êà÷åñòâå îáúåêòèâà è îòðèöàòåëüíóþ êàê îêóëÿð. Òàêàÿ êîìáèíàöèÿ äî ñèõ ïîð èñïîëüçóåòñÿ â ñàìûõ ïðîñòûõ — òåàòðàëüíûõ è äåòñêèõ — áèíîêëÿõ. Âåñíîé 1609 ã. î ãîëëàíäñêîì èçîáðåòåíèè óçíàë â Èòàëèè Ãàëèëåé è, íå èìåÿ äåòàëüíîãî îïèñàíèÿ, ñàì çà íåñêîëüêî íåäåëü ðàçðàáîòàë êîíñòðóêöèþ è ïîñòðîèë òî, ÷òî òåïåðü ìû íàçûâàåì òåëåñêîïîì. Íàïðàâèâ èíñòðóìåíò íà íåáî, Ãàëèëåé îòêðûë íîâóþ ýðó â íàáëþäàòåëüíîé àñòðîíîìèè, î êîòîðîé íå ìå÷òàëè åãî ïðåäøåñòâåííèêè è êîòîðàÿ ïðîäîëæàåòñÿ äî íàøèõ äíåé. Ãàëèëåé ñäåëàë ìíîãî òåëåñêîïîâ ñ äèàìåòðîì îáúåêòèâà äî 6 ñì, ôîêóñíûì ðàññòîÿíèåì äî 170 ñì è óâåëè÷åíèåì äî 35 ðàç. Îíè áûëè óñòðîåíû ïî îäíîé ñõåìå: îáúåêòèâ — ïëîñêîâûïóêëàÿ èëè äâîÿêîâûïóêëàÿ ëèíçà, îêóëÿð — ïëîñêîâîãíóòàÿ èëè äâîÿêîâîãíóòàÿ. Èçîáðàæåíèå â òàêîì òåëåñêîïå ïðÿìîå è äîâîëüíî ÿðêîå, íî ïîëå çðåíèÿ ìàëåíüêîå. Êàê âñå êîíñòðóêöèè ñ ïðîñòûì îáúåêòèâîì, òåëåñêîï Ãàëèëåÿ ñòðàäàë ñèëüíîé ñôåðè÷åñêîé è î÷åíü ñèëüíîé õðîìàòè÷åñêîé àáåððàöèåé.

Ò

e

Îô

Îê C

f

D

Ðèñ. 3.2. Ñ ë å â à: õðîìàòè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ. Ñòåêëî ïðåëîìëÿåò êîðîòêîâîëíîâûé ñâåò ñèëüíåå, ÷åì äëèííîâîëíîâûé, è ôîêóñ ôèîëåòîâûõ ëó÷åé (Îô) ëåæèò áëèæå ê ëèíçå, ÷åì êðàñíûõ (Îê). Ïðè ëþáîì ðàñïîëîæåíèè ýêðàíà èçîáðàæåíèå çâåçäû ïîëó÷àåòñÿ ðàñïëûâ÷àòûì, â îêðóæåíèè öâåòíîãî îðåîëà. Ñ ï ð à â à: ñôåðè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ. Êðàåâàÿ çîíà ñôåðè÷åñêîé ëèíçû ôîêóñèðóåò ñâåò íà ìåíüøåì ðàññòîÿíèè (òî÷êà Ñ), ÷åì öåíòðàëüíàÿ çîíà (òî÷êà D), è äàæå â îáëàñòè íàèëó÷øåé ôîêóñèðîâêè (ïëîñêîñòü fe) òî÷å÷íûé èñòî÷íèê ïðîåöèðóåòñÿ êàê ïÿòíî.

Ðîæäåíèå òåëåñêîïà

93


Ðèñ. 3.3. Òåëåñêîïû Ãàëèëåÿ, õðàíÿùèåñÿ â Ìóçåå èñ òîðèè íàóêè, ðÿäîì ñ ãàëåðååé Óôôèöè, Ôëîðåíöèÿ. Òðóáû äâóõ òåëåñêîïîâ ïðèâÿçàíû øåëêîâûìè ëåíòî÷êàìè ê ìóçåéíîé ïîäñòàâêå (ýòî íå øòàòèâ, êîòîðûì ïîëüçîâàëñÿ Ãàëèëåé!). Ðàçáèòûé îáúåêòèâ òðåòüåãî òåëåñêîïà âñòàâëåí â âèíüåòêó èç ñëîíîâîé êîñ òè.

Ñôåðè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ âîçíèêàåò ïîòîìó, ÷òî ó ëèíçû ñî ñôåðè÷åñêèìè ïîâåðõíîñòÿìè ðàçíûå ðàäèàëüíûå çîíû èìåþò ðàçëè÷íîå ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå. Ïîýòîìó ëó÷è, ïðîøåäøèå âáëèçè öåíòðà è âáëèçè êðàÿ ëèíçû, ñîáèðàþòñÿ â ðàçíûõ òî÷êàõ è íèãäå íå äàþò ðåçêîãî èçîáðàæåíèÿ. Õðîìàòè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ âîçíèêàåò èç-çà òîãî, ÷òî ñòåêëî èìååò ðàçíûé êîýôôèöèåíò ïðåëîìëåíèÿ äëÿ ëó÷åé ðaçíîãî öâåòà, èç-çà ÷åãî ïðîñòàÿ ëèíçà íå ìîæåò ñîáðàòü âñå ëó÷è â îäíó òî÷êó: åñëè â ëó÷àõ îäíîãî öâåòà èçîáðàæåíèå çâåçäû ñôîêóñèðîâàíî â òî÷êó, òî âîêðóã íåå âèäåí ðàñïëûâ÷àòûé îáîäîê, îáðàçîâàííûé ëó÷àìè äðóãèõ öâåòîâ. Ñàì Ãàëèëåé áîðîëñÿ ñ ýòèìè íåäîñòàòêàìè ëèíç, çàêðûâàÿ èõ âíåøíþþ ÷àñòü äèàôðàãìîé. Íàïðèìåð, íà îäíîì èç ñîõðàíèâøèõñÿ åãî òåëåñêîïîâ (ðèñ. 3.3) îáúåêòèâ äèàìåòðîì 5,1 ñì çàäèàôðàãìèðîâàí äî 2,6 ñì, à îêóëÿð äèàìåòðîì 2,6 ñì — äî 1,1 ñì. Âòîðîé òåëåñêîï íà ðèñ. 3.3 èìååò îáúåêòèâ 3,7 ñì, çàäèàôðàã94

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.4. ßí Ãåâåëèé ó îäíîãî èç ñâîèõ äëèííûõ òåëåñêîïîâ.

ìèðîâàííûé äî 1,6 ñì. Ýòîò ïðèåì ÷àñòè÷íî ïîìîãàë: èçîáðàæåíèå ñòàíîâèëîñü áîëåå ÷åòêèì, íî åãî ÿðêîñòü çíà÷èòåëüíî ñíèæàëàñü. Ïîñëå Ãàëèëåÿ ìíîãèå ðàáîòàëè íàä óñîâåðøåíñòâîâàíèåì òåëåñêîïà.  1611 ã. Èîãàíí Êåïëåð òåîðåòè÷åñêè îáîñíîâàë íîâóþ êîíñòðóêöèþ, â êîòîðîé îêóëÿðîì ñëóæèò ïîëîæèòåëüíàÿ ëèíçà. Òàêîé òåëåñêîï äàåò ïåðåâåðíóòîå èçîáðàæåíèå, íî èìååò çíà÷èòåëüíî áîëüøåå ïîëå çðåíèÿ. Âïåðâûå òåëåñêîï ñèñòåìû Êåïëåðà èçãîòîâèë èåçóèò Õðèñòîô Øåéíåð â 1613 ã. Âñêîðå ñðåäè àñòðîíîìîâ êåïëåðîâà òðóáà ïîëíîñòüþ âûòåñíèëà «ãîëëàíäñêóþ» (ãàëèëååâó), ïîñêîëüêó ïåðåâåðíóòîå èçîáðàæåíèå íå äîñòàâëÿëî èì õëîïîò. Íî äëÿ ìîðñêèõ ïîäçîðíûõ òðóá è áèíîêëåé ãîëëàíäñêàÿ ñõåìà èñïîëüçîâàëàñü åùå äîëãî, âïëîòü äî èçîáðåòåíèÿ ïðèçìåííîãî áèíîêëÿ. Èññëåäóÿ ñôåðè÷åñêóþ àáåððàöèþ, Êåïëåð òåîðåòè÷åñêè îáíàðóæèë, ÷òî åå ìîæíî óñòðàíèòü, ïðèäàâ ëèíçàì ôîðìó ãèïåðáîëîèäîâ.  1637 ã. Ðåíå Äåêàðò ïðåäëîæèë äëÿ òåëåñêîïîâ äåëàòü ëèíçû ñ ãèïåðáîëè÷åñêèìè ïîâåðõíîñòÿìè, íî ïîïûòêè èçãîòîâèòü èõ îêàçàëèñü áåçóñïåøíûìè. Ìàðåí Ìåðñåíí â 1636 ã. ðàçâèë èäåþ ñîçäàíèÿ òåëåÐîæäåíèå òåëåñêîïà

95


Ðèñ. 3.5. Êðóïíåéøèé, 150-ôóòîâûé òåëåñêîï ßíà Ãåâåëèÿ (1645 ã.).

ñêîïà èç äâóõ ïàðàáîëè÷åñêèõ çåðêàë, âûñêàçàííóþ èåçóèòîì Íèêîëëî Öóêêè äâàäöàòüþ ãîäàìè ðàíåå. Íî è ýòó èäåþ íå óäàëîñü òîãäà îñóùåñòâèòü èç-çà ñëîæíîñòè èçãîòîâëåíèÿ ïàðàáîëè÷åñêèõ ïîâåðõíî ñòåé. Ïåðâûé òåëåñêîï ñ îòðàæàòåëüíûìè ïîâåðõíîñòÿìè — ðåôëåê òîð — áûë ñîçäàí ëèøü òðè äåñÿòèëåòèÿ ñïóñòÿ. À òåì âðåìåíåì ëèíçîâûé òåëåñêîï — ðåôðàêòîð — ïðîäîëæàë ñîâåðøåíñòâîâàòüñÿ.  ñåðåäèíå XVII â. ñòàëî ÿñíî, ÷òî ñôåðè÷åñêàÿ è õðîìàòè÷åñêàÿ àáåððàöèÿ çíà÷èòåëüíî îñëàáåâàåò ïðè óâåëè÷åíèè ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ îáúåêòèâà. ßí Ãåâåëèé èç Ãäàíüñêà è áðàòüÿ Õðèñòèàí è Êîíñòàíòèí Ãþéãåíñû îäíèìè èç ïåðâûõ ñòàëè ñòðîèòü äëèííûå òåëåñêîïû. Êðóïíåéøèé òåëåñêîï Ãåâåëèÿ èìåë îáúåêòèâ äèàìåòðîì 12 ñì ñ ôîêóñíûì ðàññòîÿíèåì 45 ì è íà ñëîæíîé ñèñòåìå òðîñîâ è áëîêîâ ïîäâåøèâàëñÿ íà 27-ìåòðîâîé ìà÷òå. Õðèñòèàí Ãþéãåíñ óêðåïëÿë îáúåêòèâ íà íåáîëüøîé ïëàòôîðìå, ñêîëüçÿùåé ââåðõ è âíèç ïî ìà÷òå, à îêóëÿð — îòäåëüíî íà íåáîëüøîé ïîäñòàâêå, êîòîðóþ ìîæíî áûëî ïåðåíîñèòü â ïîèñêàõ ôîêóñà. Òàêîé òåëåñêîï íàçûâàëè «âîçäóøíûì», ïîñêîëüêó îí íå èìåë òðóáû. 96

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.6. Âîçäóøíûé òåëåñêîï Ãþéãåíñà. Îòäåëüíî ïîêàçàíû îáúåêòèâ è îêóëÿð.

Äëèíà òåëåñêîïîâ Ãþéãåíñà â 1686 ã. äîñòèãàëà 210 ôóòîâ (64 ì), à äèàìåòð îáúåêòèâîâ — 22 ñì. Ïðàâäà, ñâîè çíàìåíèòûå àñòðîíîìè÷åñêèå îòêðûòèÿ — êîëüöà Ñàòóðíà è åãî êðóïíåéøèé ñïóòíèê Òèòàí, ïîëÿðíûå øàïêè Ìàðñà è åãî âðàùåíèå, ìåæçâåçäíûå òóìàííîñòè è äð. — Ãþéãåíñ îòêðûë çà 30 ëåò äî ýòîãî ñ ïîìîùüþ ñêðîìíîãî 12-ôóòîâîãî òåëåñêîïà ñ îáúåêòèâîì 5 ñì. Èòàê, â XVII–XVIII ââ. ïîëüçîâàëèñü äëèííûìè ðåôðàêòîðàìè ñ ôîêóñíûìè ðàññòîÿíèÿìè â äåñÿòêè ìåòðîâ. Ýòî áûëî î÷åíü íåóäîáíî. Ðîæäåíèå òåëåñêîïà

97


1

Ðîáåðò Ãóê ïðèäóìàë, êàê óêîðîòèòü òåëåñêîï ñ ïîìîùüþ íåñêîëüêèõ ïëî2 ñêèõ çåðêàë, íî âûÿñíèëîñü, ÷òî ñäåëàòü õîðîøåå ïëîñêîå çåðêàëî íå Îê òàê-òî ëåãêî, è îò èäåè îòêàçàëèñü. Îêîëî 1663 ã. Èñààê Íüþòîí íà÷àë 1 ñâîè çíàìåíèòûå îïûòû ïî îòðàæåÑõåìà Íüþòîíà íèþ è ïðåëîìëåíèþ ñâåòà, â õîäå êî2 òîðûõ îí ÿñíî ïîíÿë ðàçëè÷èå ìåæäó ñôåðè÷åñêîé è õðîìàòè÷åñêîé àáåððàöèåé. Îäíàêî îí îøèáî÷íî ïîëàãàë, ÷òî âñå âåùåñòâà îáëàäàþò îäèÎê íàêîâîé ñèëîé ïðåëîìëåíèÿ, èç ÷åãî 1 Ñõåìà Ãðåãîðè çàêëþ÷èë, ÷òî íåâîçìîæíî ñäåëàòü ëèíçîâóþ ñèñòåìó, ñâîáîäíóþ îò õðî2 ìàòè÷åñêîé àáåððàöèè. (Íà ñàìîì äåÎê ëå — ìîæíî, åñëè èñïîëüçîâàòü ëèíçû èç ðàçíûõ ñîðòîâ ñòåêëà.) Ñäåëàâ òàêîé âûâîä, Íüþòîí îáðàòèëñÿ ê çåðÑõåìà Ëîìîíîñîâà—Ãåðøåëÿ êàëüíûì ñèñòåìàì, ïîñêîëüêó ëó÷è ëþáîãî öâåòà îòðàæàþòñÿ îò çåðêàëà îäèíàêîâî. Âîîáùå ãîâîðÿ, çåðêàëüíûå òåëåñêîïû ïðåäëàãàëèñü è äî Íüþòîíà. ß óæå óïîìèíàë îá èäåÿõ Îê Öóêêè è Ìåðñåííà. Îêîëî 1664 ã. Äæåéìñ Ãðåãîðè ïðåäëîæèë òåëåñêîï Ðèñ. 3.7. Îïòè÷åñêèå ñõåìû òåëåñêîïîâðåôëåêòîðîâ. 1 — ãëàâíîå çåðêàëî, 2 — ñ ãëàâíûì ïàðàáîëè÷åñêèì çåðêàëîì è âñïîìîãàòåëüíûì ýëëèïòè÷åñêèì. âòîðè÷íîå çåðêàëî, Îê — îêóëÿð. Ýòà ñõåìà áûëà ñâîáîäíà íå òîëüêî îò õðîìàòè÷åñêîé, íî è îò ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè. Îäíàêî èçãîòîâèòü ñòîëü ñëîæíûå çåðêàëüíûå ïîâåðõíîñòè Ãðåãîðè íå ñìîã. Íüþòîí ðàçðàáîòàë ìåòîäû øëèôîâêè è ïîëèðîâêè ñëîæíûõ çåðêàë.  1668 ã. îí ïîñòðîèë ïåðâûé òåëåñêîï-ðåôëåêòîð äëèíîé âñåãî 16 ñì ñ ïàðàáîëè÷åñêèì çåðêàëîì äèàìåòðîì 3,1 ñì. Óïðîñòèâ ñõåìó Ãðåãîðè, îí ñ ïîìîùüþ ìàëåíüêîãî ïëîñêîãî çåðêàëà âûâåë ôîêóñ ãëàâíîãî çåðêàëà íàðóæó ñêâîçü îòâåðñòèå â òðóáå òåëåñêîïà. Òàêàÿ êîíñòðóêöèÿ òîæå ñâîáîäíà îò ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè. Íüþòîí äåëàë çåðêàëà èç îïòè÷åñêîé áðîíçû èëè ñïåêóëóìà — ñïëàâà ìåäè ñ îëîâîì, èìåâøåãî áëåñê, ñðàâíèìûé ñ áëåñêîì ñeðåáðà. Ê ñîæàëåíèþ, ýòîò ñïëàâ èç-çà ïðèñóòñòâèÿ ìåäè áûñòðî òóñêíååò è òðåáóåò ïåðåïîÑõåìà Êàññåãðåíà

98

3. Íåáî è òåëåñêîï


Òàáëèöà 3.1 Îòêðûòèÿ ñïóòíèêîâ ïëàíåò â XVII–XIX ââ. Àâòîð îòêðûòèÿ

Ãîä

Ãàëèëåî Ãàëèëåé, Ñèìîí Ìàðèé

1610

Õðèñòèàí Ãþéãåíñ

1655 1671 1672

Äæîâàííè Êàññèíè

Ïëàíåòà

Þïèòåð

Ñàòóðí

1684

Ñïóòíèê

Áëåñê

Èî Åâðîïà Ãàíèìåä Êàëëèñòî

m

Ðàäèóñ, êì

5,0 5,3 4,6 5,7

1 822 1 561 2 634 2 410

Òèòàí

8,3

2 575

ßïåò Ðåÿ Òåôèÿ Äèîíà

10–12 9,7 10,2 10,4

736 764 533 562

1787

Óðàí

Òèòàíèÿ Îáåðîí

13,9 14,1

788 761

1789

Ñàòóðí

Ìèìàñ Ýíöåëàä

12,9 11,7

198 252

Óèëüÿì Ëàññåëë

1846

Íåïòóí

Òðèòîí

13,5

1 353

Ó. è Äæ. Áîíä, Ó. Ëàññåëë

1848

Ñàòóðí

Ãèïåðèîí

14,4

135

Óèëüÿì Ëàññåëë

1851

Óðàí

Àðèýëü Óìáðèýëü

13,7 14,5

579 585

Àñàô Õîëë

1877

Ìàðñ

Ôîáîñ Äåéìîñ

11,3 12,4

11 6

Ýäóàðä Áàðíàðä

1892

Þïèòåð

Àìàëüòåÿ

14,1

83

16,5

107

Âèëüÿì Ãåðøåëü

Óèëüÿì Ïèêåðèíã

1899

Ñàòóðí

Ôåáà

ëèðîâêè. Íî åãî èñïîëüçîâàëè äëÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ çåðêàë âïëîòü äî 1850 ã., êîãäà èçîáðåëè ìåòîä ñåðåáðåíèÿ ñòåêëà. Ðåôëåêòîð èíîé ñèñòåìû, òàêæå ñâîáîäíîé îò ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè, ïðåäëîæèë â 1672 ã. ôðàíöóç Ãèéîì Í. Êàññåãðåí, î êîòîðîì ìàëî ÷òî èçâåñòíî. È õîòÿ Íüþòîí ðåçêî êðèòèêîâàë ýòó êîíñòðóêöèþ, îíà øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ äî ñèõ ïîð. Ãëàâíîå çåðêàëî â íåé ïàðàáîëè÷åñêîå, à âòîðè÷íîå çåðêàëî âûïóêëîå ãèïåðáîëè÷åñêîå. Ñâåò âûõîäèò ñêâîçü öåíòðàëüíîå îòâåðñòèå â ãëàâíîì çåðêàëå. Äëÿ XVIII â. õàðàêòåðåí áûñòðûé ïðîãðåññ â èçãîòîâëåíèè ðåôëåêòîðîâ. Àíãëèéñêèé îïòèê Äæîí Õýäëè (Ãàäëåé, 1682–1744) ïåðâûì èñïîëüçîâàë îïòè÷åñêèé ìåòîä êîíòðîëÿ ôîðìû çåðêàëà. Øîòëàíäñêèé îïòèê è àñòðîíîì Äæåéìñ Øîðò (1710–1768) ïîñòðîèë ìíîæåñòâî ïðåêðàñíûõ òåëåñêîïîâ ïî ñõåìå Ãðåãîðè. À Âèëüÿì Ãåðøåëü ñ ïîìîùíèêàìè ñîçäàë â 1789 ã. êðóïíåéøèé ïî òåì âðåìåíàì òåëåñêîï ñ çåðêàëîì äèàìåòðîì 126 ñì è ôîêóñíûì ðàññòîÿíèåì 12 ì; ñ ýòèì «Âåëèêèì 40-ôóòîâûì» ìû óæå ïîçíàêîìèëèñü â ãëàâå 2. Çàìåòèì, ÷òî â Ðîæäåíèå òåëåñêîïà

99


íåì âïåðâûå áûëî ðåàëèçîâàíî íàáëþäåíèå â ãëàâíîì ôîêóñå, ñìåùåííîì ê êðàþ àïåðòóðû (ñèñòåìà Ëîìîíîñîâà—Ãåðøåëÿ). Ïîñëå èçîáðåòåíèÿ ôîòîãðàôèè íàáëþäåíèå â ãëàâíîì ôîêóñå ñòàëî íîðìîé. Íî è äî ïîÿâëåíèÿ ôîòîïëàñòèíêè áîëüøèå ðåôëåêòîðû óâåðåííî äåìîíñòðèðîâàëè ñâîå ãëàâíîå ïðåèìóùåñòâî — âûñîêóþ ïðîíèöàþùóþ ñïîñîáíîñòü, òî åñòü ïîçâîëÿëè çàìå÷àòü òóñêëûå îáúåêòû. Âèëüÿì Ãåðøåëü ñ ïîìîùüþ ñâîåãî ëþáèìîãî «Áîëüøîãî 20-ôóòîâîãî» äèàìåòðîì 18 äþéìîâ â 1787 ã. îòêðûë ñïóòíèêè Óðàíà — Òèòàíèþ è Îáåðîí, èìåþùèå áëåñê îêîëî 14m. Äî ýòîãî àñòðîíîìû çàìå÷àëè ñïóòíèêè ñ áëåñêîì íå ñëàáåå 11m, è âäðóã — ñêà÷îê ñðàçó íà òðè çâåçäíûå âåëè÷èíû (òàáë. 3.1). Ðåçóëüòàò Ãåðøåëÿ íåìíîãî óëó÷øèë äðóãîé ëþáèòåëü àñòðîíîìèè — àíãëèéñêèé ïèâîâàð Óèëüÿì Ëàññåëë (1799–1880), ïîñòðîèâøèé áëèç Ëèâåðïóëÿ ðåôëåêòîð äèàìåòðîì 24 äþéìà. È ýòî áûëî âïîëíå çàêîíîìåðíî: èñïîëüçóÿ çåðêàëî ïî÷òè âäâîå áîëüøåé ïëîùàäè, îí è ïðîäâèíóòñÿ ê âäâîå áîëåå òóñêëûì îáúåêòàì. Ïðè ýòîì Ëàññåëë ïîâòîðèë ðåêîðäû Ãàëèëåÿ, Êàññèíè è Ãåðøåëÿ — îòêðûë 4 ñïóòíèêà (îí îáíàðóæèë Ãèïåðèîí íåçàâèñèìî îò àìåðèêàíñêèõ àñòðîíîìîâ îòöà è ñûíà Áîíäîâ). Ëþáîïûòíî, ÷òî âñëåä çà Ãåðøåëåì è ëîðäîì Ðîññîì Ëàññåëë â 1855 ã. òîæå ïîñòðîèë îãðîìíûé 48-äþéìîâûé ðåôëåêòîð. Ïîíèìàÿ, ÷òî Àíãëèÿ — íå ëó÷øåå ìåñòî äëÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, Ëàññåëë óñòàíîâèë ñâîé ãèãàíòñêèé èíñòðóìåíò â ïðåêðàñíîì ðàéîíå — íà îñòðîâå Ìàëüòà. Îäíàêî, êàê è åãî ïðåäøåñòâåííèêè, îí íå îáíàðóæèë íîâûõ ñïóòíèêîâ. Äëÿ ýòîãî òðåáîâàëñÿ íîâûé òåõíîëîãè÷åñêèé ðûâîê. Ôàêòè÷åñêè ïðîðûâ Ãåðøåëÿ íå áûë ïðåâçîéäåí â òå÷åíèå ñòîëåòèÿ. Ëèøü â ñàìîì êîíöå XIX â. àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Óèëüÿì Ïèêåðèíã ñìîã ïðîäâèíóòüñÿ åùå íà äâå çâåçäíûõ âåëè÷èíû, îáíàðóæèâ ñïóòíèê Ñàòóðíà Ôåáó, íî äåëî òóò áûëî íå â êà÷åñòâå òåëåñêîïà: Ôåáà ñòàëà ïåðâûì ñïóòíèêîì, îòêðûòûì ñ ïîìîùüþ ôîòîãðàôèè. Âîîáùå ãîâîðÿ, ýòîò ôàêò îáåñêóðàæèâàåò: ôîòîýìóëüñèÿ îáëàäàåò íåîñïîðèìûì ïðåèìóùåñòâîì ïåðåä íàøèì çðåíèåì: îíà ìîæåò äîëãî íàêàïëèâàòü ñâåò òóñêëûõ çâåçä. Ïî÷åìó æå â òå÷åíèå ïîëóâåêà ðàçâèòèÿ ôîòîãðàôèè ãëàç âûäåðæèâàë êîíêóðåíöèþ ñ ôîòîêàìåðîé?

Ãëàç è òåëåñêîï íà÷àëå ýòîé ãëàâû ìû óæå ãîâîðèëè îá îñîáåííîñòÿõ çðåíèÿ. Åñëè ïðîäîëæèòü ñðàâíåíèå íàøåãî ãëàçà ñ îïòè÷åñêîé òåõíèêîé, ñîçäàííîé ÷åëîâåêîì, òî ïðèäåòñÿ ïåðåâåñòè ðàçãîâîð ñî ñòàðûõ ôîòîàïïàðàòîâ íà ñîâðåìåííûå âèäåîêàìåðû. Íàøè ãëàçà, êàê õîðîøàÿ êàìåðà,

Â

100

3. Íåáî è òåëåñêîï


èìåþò ñîáñòâåííûé «ïðîöåññîð», ïåðåäàþùèé â ìîçã óæå ÷àñòè÷íî ïðîàíàëèçèðîâàííóþ è èñïðàâëåííóþ êàðòèíó óâèäåííîãî. Ó ýëåêòðîííûõ óñòðîéñòâ åñòü ñèñòåìà ñòàáèëèçàöèè èçîáðàæåíèÿ, äåëàþùàÿ íåçàìåòíûì äðîæàíèå ðóê îïåðàòîðà — ãëàç òîæå èìååò ñèñòåìó, êîòîðàÿ ñòðåìèòñÿ ñäåëàòü íåçàìåòíûìè äëÿ íàñ äðîæàíèå ãîëîâû è ãëàçíîãî ÿáëîêà, ñìàçûâàþùåå «êàðòèíêó». Ýòà æå ñèñòåìà ðàáîòàåò ïðè âèçóàëüíîì íàáëþäåíèè â òåëåñêîï: íàøå çðåíèå êîìïåíñèðóåò àòìîñôåðíîå äðîæàíèå è ðàçìûòèå èçîáðàæåíèÿ, ÷åãî ôîòîêàìåðà äåëàòü íå óìååò. Òî÷íåå, íå óìåëà äî íåäàâíèõ ïîð, íî îá ýòîì ÷óòü ïîçæå. Êàæäûé îðãàí ÷åëîâåêà ñòàíîâèòñÿ áîëåå óìåëûì â ðåçóëüòàòå òðåíèðîâêè — è ðóêè ïèàíèñòà, è íîãè áàëåðèíû. Îêàçûâàåòñÿ, ÷òî è ãëàçà òîæå ìîæíî íàó÷èòü âèäåòü ëó÷øå. Èçâåñòíî, ÷òî ïåðâûé îïûò íàáëþäåíèÿ â òåëåñêîï ÷àñòî îáåñêóðàæèâàåò. «ß íå âèæó íèêàêèõ äåòàëåé», — ñåòóåò íà÷èíàþùèé íàáëþäàòåëü, ãëÿäÿ íà Ìàðñ èëè äàæå íà îãðîìíûé Þïèòåð. À îïûòíûé àñòðîíîì ñ ïîìîùüþ òîãî æå òåëåñêîïà ñîñòàâëÿåò ïîäðîáíûå êàðòû ïîâåðõíîñòè ïëàíåò: ó íåãî «òðåíèðîâàííûé ãëàç», îí íàó÷èëñÿ íàñòðàèâàòü ñâîå çðåíèå íà àñòðîíîìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ. Äî îïðåäåëåííîé ñòåïåíè ýòîìó ìîæåò íàó÷èòüñÿ êàæäûé, åñëè áóäåò ñèñòåìàòè÷åñêè íàáëþäàòü íåáî. Íî è ïðèðîäíûå äàííûå òîæå âàæíû, òàê æå êàê ó ïèàíèñòîâ è áàëåðèí. Ó áîëüøèíñòâà ëþäåé ïðàêòè÷åñêèé ïðåäåë ïðè íàáëþäåíèè çâåçä èëè çâåçäîîáðàçíûõ îáúåêòîâ, òàêèõ êàê ñïóòíèêè ïëàíåò èëè àñòåðîèäû, ëåæèò ìåæäó 5m è 6m. Íî âîçìîæíîñòè ãëàçà óëó÷øàåò îïòèêà. Äàæå ïðèìåíåíèå ïðîñòîãî ïîëåâîãî áèíîêëÿ 7´50 (ò. å. 7-êðàòíûé ñ îáúåêòèâàìè äèàìåòðîì 50 ìì) äåëàåò äîñòóïíûìè çâåçäû 9m.  òåëåñêîï ìîæíî óâèäåòü åùå áîëåå òóñêëûå çâåçäû, õîòÿ íàáëþäåíèå â îêóëÿð îäíèì ãëàçîì íåìíîãî ñíèæàåò îáùóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü çðåíèÿ. Òàáëèöà 3.2 Ïðåäåëüíàÿ çâåçäíàÿ âåëè÷èíà (Vlim) ïðè âèçóàëüíûõ íàáëþäåíèÿõ Äèàìåòð îáúåêòèâà, ìì

Vlim

7 50 100 150 500 1 000 2 400 10 000

4,5* 8,8* 9,6 10,4 13,0 14,6 16,5 19,5

Ñâå÷à (ðàñ- Êîëè÷åñòâî ñòîÿíèå, êì) çâåçä 1,4 9,8 14 20 68 140 340 1 300

900 98 000 226 000 509 000 6,3 ìëí 26 ìëí 124 ìëí 1 ìëðä

Ïðèìå÷àíèå Ãëàçà (â ãîðîäå) Áèíîêëü 7´50 4-äþéìîâûé ðåôðàêòîð 6-äþéìîâûé ñàìîäåëüíûé ðåôëåêòîð Äîðîãîé ëþáèòåëüñêèé òåëåñêîï Ðåôëåêòîð óíèâåðñèòåòñêîãî êëàññà Òåëåñêîï «Õàááë» â êîñìîñå Òåëåñêîï «Êåê» ñ àäàïòèâíîé îïòèêîé

* Íàáëþäåíèå âåäåòñÿ äâóìÿ ãëàçàìè.

Ãëàç è òåëåñêîï

101


Òàáë. 3.2. äåìîíñòðèðóåò âîçìîæíîñòè íàøåãî çðåíèÿ, óñèëåííûå îïòè÷åñêîé òåõíèêîé.  òðåòüåé êîëîíêå óêàçàíî ïðèìåðíîå ðàññòîÿíèå, íà êîòîðîì ãëàç ðàçëè÷àåò ñâåò îáû÷íîé ñâå÷è. Íóæíî ïîìíèòü, ÷òî òàáëèöà ñîñòàâëåíà äëÿ ñðåäíåãî ÷åëîâåêà, à íåêîòîðûå àñòðîíîìû-íàáëþäàòåëè îòëè÷àþòñÿ ïîâûøåííîé ÷óâñòâèòåëüíîñòüþ çðåíèÿ (è áîëüøèì îïûòîì íàáëþäåíèé!), ïîýòîìó ñïîñîáíû ïðîäâèíóòüñÿ åùå íà 1m.

Ýâîëþöèÿ òåëåñêîïà òàê, â XVIII â. âïåðåä âûðâàëñÿ ðåôëåêòîð ñ ìåòàëëè÷åñêèì çåðêàëîì. Íî â ýòè æå ãîäû ïîñòåïåííî ñîâåðøåíñòâîâàëàñü è êîíñòðóêöèÿ ðåôðàêòîðà. Âàæíåéøèì ñîáûòèåì â îïòèêå ñòàëî îòêðûòèå àõðîìàòè÷åñêîãî îáúåêòèâà. Ýòî ñäåëàë â 1729 ã. àäâîêàò ×åñòåð Ìóð Õîëë, çàìåòèâøèé, ÷òî îáúåêòèâ, ñîñòàâëåííûé èç äâóõ ëèíç — âûïóêëîé èç ëåãêîãî ñòåêëà êðîíà è âîãíóòîé èç òÿæåëîãî ôëèíòà (ñîîòâåòñòâåííî ñ íè÷òîæíîé è ñ áîëüøîé ïðèìåñüþ îêèñè ñâèíöà), — íå îêðàøèâàåò èçîáðàæåíèé. Òàêîé «äóáëåò» èìåë çíà÷èòåëüíî ìåíüøóþ õðîìàòè÷åñêóþ àáåððàöèþ, ÷åì äëèííîôîêóñíûå îäèíî÷íûå ëèíçû. Õîëë íèêàê íå çàêðåïèë çà ñîáîé ýòî èçîáðåòåíèå. Çíàâøèé îá îòêðûòèè Õîëëà Äæîí Äîëëîíä â 1760 ã. âçÿë ïàòåíò è ñòàë âûïóñêàòü àõðîìàòè÷åñêèå îáúåêòèâû. Íî îíè áûëè íåáîëüøîãî ðàçìåðà, íå áîëåå 10–13 ñì, è êà÷åñòâî ñòåêëà, îñîáåííî ôëèíòà, áûëî íåâûñîêèì. Ïîýòîìó êîíêóðèðîâàòü ñ çåðêàëàìè Øîðòà è Ãåðøåëÿ îíè íå ìîãëè. Îäíàêî ñèòóàöèÿ èçìåíèëàñü ïîñëå òîãî, êàê øâåéöàðåö Ïüåð Ëóè Ãèíàí ïîñëå ìíîãèõ ýêñïåðèìåíòîâ, ïðîâîäèâøèõñÿ â 1784–1790 ãã., íàó÷èëñÿ îòëèâàòü çàãîòîâêè ëèíç èç ôëèíòà âåëèêîëåïíîãî êà÷åñòâà. Ñíà÷àëà èõ äèàìåòð áûë 13–15 ñì, íî ê 1820-ì ãã. îí äîñòèã 30–45 ñì. Îäíèì èç ñåêðåòîâ óñïåõà, ðåâíîñòíî îõðàíÿåìûõ Ãèíàíîì, íàïðèìåð, áûëî òî, ÷òî çíà÷èòåëüíî áîëåå âûñîêàÿ îäíîðîäíîñòü ñòåêëÿííîé ìàññû äîñòèãàëàñü ïðè åå ðàçìåøèâàíèè ìåøàëêîé èç îãíåóïîðíîé ãëèíû, à íå èç äåðåâà. Ñ 1806 ïî 1814 ãã. Ãèíàí ðàáîòàë â Ãåðìàíèè, ãäå åãî ó÷åíèêîì áûë Éîçåô ôîí Ôðàóíãîôåð (1787–1826), áûñòðî ïîñòèãøèé èñêóññòâî ñòåêëîâàðåíèÿ è ñòàâøèé âåäóùèì îïòèêîì Ãåðìàíèè. Îäèí èç åãî ëó÷øèõ ðåôðàêòîðîâ äèàìåòðîì 24 ñì â 1824 ã. ïðèîáðåëà Ðîññèÿ äëÿ Äåðïòñêîé îáñåðâàòîðèè (íûíå ã. Òàðòó, Ýñòîíèÿ), ãäå ýòîò òåëåñêîï äî ñèõ ïîð è íàõîäèòñÿ.  íåì âïåðâûå áûëà ïðèìåíåíà ñîâðåìåííàÿ ýêâàòîðèàëüíàÿ óñòàíîâêà ñ äâóìÿ îñÿìè — îñüþ ñêëîíåíèÿ è ïåðïåíäèêóëÿðíîé ê íåé ïîëÿðíîé îñüþ, âîêðóã êîòîðîé èíñòðóìåíò íåïðåðûâíî ïîâîðà÷èâàëñÿ ÷àñîâûì ìåõàíèçìîì ñî ñêîðîñòüþ

È

102

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.8. Ââåðõó: ðåôðàêòîð Äåðïòñêîé îáñåðâàòîðèè ðàáîòû Ôðàóíãîôåðà. Âåñüìà îðèãèíàëüíà ñèñ òåìà ðàçãðóçêè òðóáû: äâå øòàíãè ñ øàðàìè ïðåïÿòñòâóþò ãíóòèþ òåëåñêîïà. Âíèçó: ðàçðåç çäàíèÿ îáñåðâàòîðèè, ñîõðàíèâøåãîñÿ áåç ñóùåñòâåííûõ èçìåíåíèé äî íàøèõ äíåé.

âðàùåíèÿ Çåìëè, íî â îáðàòíîì íàïðàâëåíèè. Ïîñëå ââåäåíèÿ â àñòðîíîìèþ ôîòîãðàôèè, òðåáîâàâøåé äëèòåëüíûõ ýêñïîçèöèé, òàêàÿ ìîíòèðîâêà òåëåñêîïîâ ñòàëà àáñîëþòíî íåîáõîäèìîé. Íà ðåôðàêòîðå Ôðàóíãîôåðà âïåðâûå áûë óñòàíîâëåí è îêóëÿðíûé ìèêðîìåòð, ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî Â. ß. Ñòðóâå â 1837 ã. ïåðâûì èçìåðèë ïàðàëëàêñ çâåçäû, Âåãè. Òàêèì îáðàçîì, äåðïòñêèé ðåôðàêòîð Ôðàóíãîôåðà ñòàë ïðîîáðàçîì ñîâðåìåííûõ òåëåñêîïîâ è ïîçâîëèë îñóùåñòâèòü ïðîðûâ â àñòðîíîìèè — âïåðâûå èçìåðèòü ðàññòîÿíèÿ äî çâåçä. Ê ñåðåäèíå XIX â. âñå îáñåðâàòîðèè ìèðà ñòàëè ïîëüçîâàòüñÿ ðåôðàêòîðàìè, îêàçàâøèìèñÿ äëÿ àñòðîìåòðè÷åñêèõ öåëåé çíà÷èòåëüíî óäîáíåå ðåôëåêòîðîâ ñ èõ áûñòðî òóñêíåþùèìè áðîíçîâûìè çåðêàëàìè. Äà è ïðîíèöàþùàÿ ñïîñîáíîñòü ðåôðàêòîðîâ îêàçàëàñü áîëåå âûñîêîé: â 1848 ã. ñïóòíèê Ñàòóðíà Ãèïåðèîí ïîçâîëèëè çàìåòèòü òîëüêî äâà òåëåñêîïà — 24-äþéìîâûé ðåôëåêòîð Ëàññåëëà è 15-äþéìîâûé ðåôðàêòîð Áîíäîâ, â òî âðåìÿ êðóïíåéøèé â Ýâîëþöèÿ òåëåñêîïà

103


ìèðå. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî â ýòîò ìîìåíò ðåôëåêòîðû óñòóïèëè ñâîå ïåðâåíñòâî ïî «çîðêîñòè». Ëèøü îòäåëüíûå ýíòóçèàñòû Î ïðîäîëæàëè ñòðîèòü êðóïíûå Êðàñíûé ôîêóñ ðåôëåêòîðû. Óæå çíàêîìûé íàì Óèëüÿì Ïàðñîíñ (ëîðä Ðîññ) ïîÐèñ. 3.9. Àõðîìàòè÷åñêèé äâóõëèíçîâûé îáúåêòèâ. Ïóíêòèðíûå ëèíèè ïîêàçûâàþò õîä ëó÷åé â ñòðîèë íåñêîëüêî 91-ñàíòèìåòòîì ñëó÷àå, åñëè áû ñâåò ïðîøåë òîëüêî ñêâîçü ðîâûõ íüþòîíîâñêèõ ðåôëåêòîïîëîæèòåëüíóþ ëèíçó. Âòîðàÿ, îòðèöàòåëüíàÿ ðîâ, à â 1845 ã. ñîçäàë êîëîññàëüëèíçà îáëàäàåò ñèëüíûì îáðàòíûì õðîìàòèçíûé 182-ñàíòèìåòðîâûé ðåôëåêìîì. Îíà óäëèíÿåò ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå è ñâîòîð «Ïàðñîíñòàóíñêèé ëåâèàäèò îáà öâåòà â îäíîì ôîêóñå (Î). ôàí», ñ ïîìîùüþ êîòîðîãî îòêðûë ìíîæåñòâî íîâûõ äåòàëåé â òóìàííîñòÿõ, â ÷àñòíîñòè ñïèðàëü íóþ ñòðóêòóðó íåêîòîðûõ èç íèõ, îêàçàâøèõñÿ ãàëàêòèêàìè. Ïåðåëîì â ñóäüáå òåëåñêîïîâ-ðåôëåêòîðîâ íàñòóïèë â 1853 ã., êîãäà Þñòóñ ôîí Ëèáèõ ïðåäëîæèë ìåòîä âûäåëåíèÿ ìåòàëëè÷åñêîãî ñåðåáðà èç ðàñòâîðà íèòðàòà ñåðåáðà äëÿ íàðóæíîãî ïîêðûòèÿ ñòåêëà òîíêîé îòðàæàþùåé ïëåíêîé.  1856 ã. íåìåöêèé ôèçèê Êàðë Àâãóñò ôîí Øòåéíãåéëü è íåçàâèñèìî îò íåãî ôðàíöóçñêèé ôèçèê Ëåîí Ôóêî ïðèìåíèëè ýòîò ìåòîä äëÿ èçãîòîâëåíèÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ çåðêàë. Ñ ýòîãî ìîìåíòà ïî÷òè áåç èñêëþ÷åíèé çåðêàëà òåëåñêîïîâ äåëàëè èç ñòåêëà, êîòîðîå ëåã÷å áðîíçû è ïðîùå â îáðàáîòêå. Ê òîìó æå ñåðåáðÿíàÿ ïëåíêà ëó÷øå îòðàæàåò ñâåò, ÷åì ïîëèðîâàííûé ñïåêóëóì. Êîãäà ñëîé ñåðåáðà òóñêíååò, åãî ïðîñòî ñìûâàþò è íàíîñÿò íîâûé; ìåòàëëè÷åñêîå æå çåðêàëî â ýòîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî çàíîâî ïîëèðîâàòü. Ðàçâèâ ìåòîä Õýäëè, Ôóêî ïðåäëîæèë íîâûé ñïîñîá ïðîâåðêè ñôåðè÷åñêîé ôîðìû çåðêàëà. Îí îñâåùàë åãî ÷åðåç ìàëåíüêîå îòâåðñòèå, ïîìåùåííîå ÷óòü â ñòîðîíå îò öåíòðà êðèâèçíû ñôåðû, è ðàññìàòðèâàë èçîáðàæåíèå ýòîãî îòâåðñòèÿ, îáðàçîâàííîå ðÿäîì ñ íèì îòðàæåííûìè ëó÷àìè. Ýòî æå äåëàë 200 ëåò íàçàä è Õýäëè. Íî Ôóêî ðàññìàòðèâàë èçîáðàæåíèå íå íà ýêðàíå, êàê Õýäëè, à ãëàçîì, ïîìåñòèâ ïåðåä íèì ïëàñòèíêó ñ îñòðûì è ðîâíûì ïðÿìîëèíåéíûì êðàåì — «íîæ». Äâèãàÿ åå, Ôóêî íàáëþäàë, êàê èçìåíÿåòñÿ îñâåùåííîñòü ïîâåðõíîñòè çåðêàëà, è ïî ôîðìå òåíè ëåãêî îïðåäåëÿë îòêëîíåíèå ïîâåðõíîñòè îò èäåàëüíîé ñôåðû. Ýòîò ìåòîä íàñòîëüêî ïðîñò è ÷óâñòâèòåëåí, ÷òî «íîæ Ôóêî» äî ñèõ ïîð ïðèìåíÿåòñÿ ïðè èçãîòîâëåíèè çåðêàë.  òî âðåìÿ êàê òåõíîëîãèÿ èçãîòîâëåíèÿ ðåôëåêòîðîâ âî âòîðîé ïîëîâèíå XIX â. áûñòðî ñîâåðøåíñòâîâàëàñü, ýâîëþöèÿ ðåôðàêòîðà ïðàêòè÷åñêè îñòàíîâèëàñü. Ñîâðåìåííûå ðåôðàêòîðû ìàëî èçìåíèÔèîëåòîâûé ôîêóñ

104

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.10. Êðóïíåéøèé â ìèðå Éåðêññêèé ðåôðàêòîð (1897 ã.) äèàìåòðîì 40 äþéìîâ (102 ñì), óñòàíîâëåííûé ÷óòü ñåâåðíåå ã. ×èêàãî, íà áåðåãó íåáîëüøîãî îçåðà Æåíåâà.

ëèñü ñ ýïîõè Ôðàóíãîôåðà. Ïðàâäà, óëó÷øèëèñü êà÷åñòâî è àññîðòèìåíò îïòè÷åñêîãî ñòåêëà, íî ïîëíîñòüþ ïîáåäèòü õðîìàòè÷åñêóþ àáåððàöèþ âñå ðàâíî íå óäàëîñü. Åå ñâîäÿò ê ìèíèìóìó ëèøü â íåáîëüøîé îáëàñòè ñïåêòðà: â æåëòî-çåëåíîé, åñëè òåëåñêîï ïðåäíàçíà÷åí äëÿ âèçóàëüíûõ íàáëþäåíèé, è â ãîëóáîé, åñëè äëÿ ôîòîãðàôè÷åñêèõ. Îáà êðóïíåéøèõ â ìèðå ðåôðàêòîðà, Ëèêñêèé è Éåðêññêèé, — âèÝâîëþöèÿ òåëåñêîïà

105


Ðèñ. 3.11. Ëèêñêèé ðåôðàêòîð (1888 ã.) äèàìåòðîì 36 äþéìîâ (91 ñì), óñòàíîâëåííûé íà ãîðå Ãàìèëüòîí â Êàëèôîðíèè.

106

3. Íåáî è òåëåñêîï


çóàëüíûå, ñ îáúåêòèâàìè äèàìåòðîì îêîëî 1 ì. Îáà áûëè ïîñòðîåíû â êîíöå XIX â. è óñòà íîâëåíû íà ýêâàòîðèàëüíûõ ìîíòèðîâêàõ íåìåöêîãî òèïà, êàêèå äåëàë Ôðàóíãîôåð. Çàãîòîâêè äëÿ ëèíç èõ îáúåêòèâîâ áûëè îòëèòû âî Ôðàíöèè, à ñàìè îáúåêòèâû èçãîòîâèëà çíàìåíèòàÿ àìåðèêàíñêàÿ ôèðìà «Àëâàí Êëàðê è ñûíîâüÿ». Ðèñ. 3.12. 36-äþéìîâûé äâóõëèíçîâûé îáúåêòèâ Õîòÿ àõðîìàòè÷åñêèå îáúåê- (ôëèíò + êðîí) äëÿ Ëèêñêîãî ðåôðàêòîðà (îäíà òèâû óæå ïðèìåíÿëèñü, ðåôðàêåãî ôëèíòîâàÿ ëèíçà âåñèò 170 êã). òîðû âñå ðàâíî äåëàëè âåñüìà äëèííûìè. Îò÷àñòè ýòî äèêòîâàëîñü æåëàíèåì îêîí÷àòåëüíî óñòðàíèòü õðîìàòè÷åñêóþ àáåððàöèþ, íî áûëè è äðóãèå ñîîáðàæåíèÿ. Äåëî â òîì, ÷òî ðàçìåð èçîáðàæåíèÿ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè îáúåêòèâà çàâèñèò îò åãî ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ. Ó 40-äþéìîâîãî Éåðêññêîãî ðåôðàêòîðà ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå 19 ì, ïðè êîòîðîì óãîë â 0,5², ñîîòâåòñòâóþùèé âûñî÷àéøåé ÷åòêîñòè èçîáðàæåíèé ïðè àáñîëþòíî ñïîêîéíîé àòìîñôåðå, ýêâèâàëåíòåí ðàññòîÿíèþ 37 ìêì â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè. Ïðèìåðíî òàêîãî æå ðàçìåðà è çåðíî ôîòîýìóëüñèè. Ïîýòîìó òàêîé òåëåñêîï ìîã ôèêñèðîâàòü íà ôîòîïëàñòèíêàõ ñàìûå ÷åòêèå èçîáðàæåíèÿ. Äà è âèçóàëüíî ðàññìàòðèâàòü â íåãî êðóïíûå èçîáðàæåíèÿ òåñíûõ äâîéíûõ çâåçä è ìåëêèõ äåòàëåé íà ïîâåðõíîñòè ïëàíåò áûëî î÷åíü óäîáíî. Ó Éåðêññêîãî ðåôðàêòîðà äèàìåòð ëóííîãî äèñêà â ôîêóñå ïîëó÷àåòñÿ îêîëî 17 ñì. Ðàçìåð ôîòîïëàñòèíîê ó ýòîãî òåëåñêîïà 20´25 ñì, òàê ÷òî ïîëíàÿ Ëóíà ëåãêî óìåùàåòñÿ íà íèõ. Äëèííîôîêóñíûå ðåôðàêòîðû ïîçâîëèëè ïîëó÷èòü ïðåêðàñíûå ôîòîãðàôèè öåëèêîì âñåãî ëóííîãî äèñêà. Çàìåòèì, ÷òî àñòðîíîìû äëÿ ñúåìêè íåáà âñåãäà èñïîëüçîâàëè íå ïëåíêó, à èìåííî ñòåêëÿííûå ôîòîïëàñòèíêè èççà èõ âûñîêîé æåñòêîñòè: äàæå ÷åðåç 100 ëåò õðàíåíèÿ îíè íå äåôîðìèðóþòñÿ è ïîçâîëÿþò èçìåðÿòü îòíîñèòåëüíîå ïîëîæåíèå çâåçäíûõ èçîáðàæåíèé ñ òî÷íîñòüþ äî 3 ìêì, ÷òî äëÿ êðóïíûõ ðåôðàêòîðîâ, ïîäîáíûõ Éåðêññêîìó, ñîîòâåòñòâóåò íà íåáå äóãå â 0,03². Ïðåäñòàâëåíèå î êðóïíåéøåì â ìèðå ðåôðàêòîðå äàþò ñëåäóþùèå öèôðû: îñíîâàíèå ìîíòèðîâêè Éåðêññêîãî òåëåñêîïà èìååò âûñîòó 13 ì è âåñèò 50 ò. Ïîëÿðíàÿ è ýêâàòîðèàëüíàÿ îñè âìåñòå âåñÿò 5 ò. ×àñîâîé ìåõàíèçì ñ ïðèâîäîì íà áîëüøóþ øåñòåðíþ â âåðõíåé ÷àñòè ïîëÿðíîé îñè âåñèò 20 ò. Òðóáà òåëåñêîïà èìååò â äëèíó 18,5 ì Ýâîëþöèÿ òåëåñêîïà

107


Ðèñ. 3.13. Àíãëèéñêèé àñ òðîíîì ×àðëüç Ãðîâåð (1842–1921) ó ñâîåãî ðåôðàêòîðà, óêðåïëåííîãî íà ýêâàòîðèàëüíîé ìîíòèðîâêå. Âðàùåíèå âîêðóã ïîëÿðíîé îñè îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç ïðèâîäíîé âàë ãèðåâûì ÷àñîâûì ìåõàíèçìîì, ñêîðîñòü êîòîðîãî êîíòðîëèðóåò ðåãóëÿòîð Óàòòà (åãî øàðû âèäíû â ïðîçðà÷íîé âåðõíåé ÷àñòè êîæóõà). Àñòðîíîì ñèäèò íà ëåñåíêå ñ âûäâèãàþùèìèñÿ ñòóïåíÿìè-ñèäåíüÿìè, âûñîòà êîòîðûõ ïîäáèðàåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò ïîëîæåíèÿ îêóëÿðíîãî êîíöà òåëåñêîïà.

108

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.14. Ðåôëåêòîð ñ çåðêàëîì äèàìåòðîì 6,5 äþéìîâ, èçãîòîâëåííûé Äæ. Áðàóíèíãîì â 1866 ã. Èëëþñòðàöèÿ: English Mechanic and Mirror of Science îò 25 ìàÿ 1866 ã.

è âåñèò 6 ò. Ó Ëèêñêîãî òåëåñêîïà òðóáà ïðè äëèíå 17,4 ì è äèàìåòðå 1,22 ì âåcèò îêîëî 12 ò. Ïîïûòêè ñîçäàòü ðåôðàêòîðû êðóïíåå Éåðêññêîãî îêàçàëèñü íåóäà÷íûìè. Áîëåå êðóïíûå îáúåêòèâû äëÿ ïîëíîïîâîðîòíûõ òåëåñêîïîâ âîîáùå íèêîãäà íå èçãîòàâëèâàëèñü. Íà Ïàðèæñêîé âûñòàâêå 1900 ã. äåìîíñòðèðîâàëñÿ íåïîäâèæíûé ãîðèçîíòàëüíûé òåëåñêîï-ðåôðàêòîð ñ îáúåêòèâîì 125 ñì è ñèäåðîñòàòîì (ñèñòåìà èç äâóõ ïëîñêèõ âðàùàþùèõñÿ çåðêàë) äëÿ íàâåäåíèÿ íà îáúåêòû, íî äëÿ íàó÷íîé ðàáîòû îí íå èñïîëüçîâàëñÿ. Äî òåõ ïîð, ïîêà ëèíçû äåëàþòñÿ èç ñòåêëà, èçãîòîâèòü îáúåêòèâû áîëüøåãî ðàçìåðà íå óäàñòñÿ. Äàæå åñëè îïòè÷åñêîå êà÷åñòâî ñòåêëÿííîãî äèñêà îêàæåòñÿ ïðåâîñõîäíûì, îãðîìíûå ëèíçû áóäóò ïðîãèáàòüñÿ ïîä ñîáñòâåííûì âåñîì. Õîòÿ â XX â. ñòðîèòåëüñòâî ðåôðàêòîðîâ ïðîäîëæàëîñü, âñå îíè èìåëè ñêðîìíûé äèàìåòð (20–40 ñì) è ïðåäíàçíà÷àëèñü ëèáî äëÿ ïóáëè÷íûõ îáñåðâàòîðèé, ëèáî äëÿ ôîòîãðàôèðîâàíèÿ áîëüøèõ ïëîùàÝâîëþöèÿ òåëåñêîïà

109


1 2

1 2

F

3

Ñõåìà Íåñìèòà

Ñõåìà Êàññåãðåíà 1

2

F

3

Ñõåìà êóäå

F

t

t

Ðèñ. 3.15. Âàðèàíòû âûíîñà ôîêàëüíîé ïîâåðõíîñòè ó òåëåñêîïà ñèñòåìû Êàññåãðåíà. 1 — ãëàâíîå çåðêàëî, 2 — âòîðè÷íîå çåðêàëî, 3 — ïëîñêèå äèàãîíàëüíûå çåðêàëà, F — ôîêàëüíàÿ ïëîñêîñòü, dd — îñü ñêëîíåíèÿ, tt — ïîëÿðíàÿ îñü òåëåñêîïà.

äîê íåáà, ïîñêîëüêó ëèíçîâûé îáúåêòèâ ëåã÷å ñäåëàòü øèðîêîóãîëüíûì, ÷åì çåðêàëüíûé. Íî çåðêàëüíûå îáúåêòèâû èìåþò íåñêîëüêî âàæíûõ ïðåèìóùåñòâ. Ïîñêîëüêó ñâåò îòðàæàåòñÿ îò èõ íàðóæíîé ïîâåðõíîñòè, îïòè÷åñêîå êà÷åñòâî ñòåêëà íå èìååò çíà÷åíèÿ. Ê òîìó æå çåðêàëî ìîæíî ïîääåðæèâàòü ñíèçó, ÷òîáû îíî íå ãíóëîñü. Åãî âåñ ìîæíî çíà÷èòåëüíî ñíèçèòü, ïðèäàâ åìó ôîðìó ï÷åëèíûõ ñîò. Òðóáà è ìîíòèðîâêà ó ðåôëåêòîðà, â êîòîðîì òÿæåëîå çåðêàëî íàõîäèòñÿ ñíèçó, çíà÷èòåëüíî ïðîùå, ÷åì ó ðåôðàêòîðà ñðàâíèìîãî ðàçìåðà, ó êîòîðîãî îáúåêòèâ âûíåñåí äàëåêî îò îñåé âðàùåíèÿ. Âñå ýòî îïðåäåëèëî ïîáåäó êðóïíûõ ðåôëåêòîðîâ íàä äîñòèãøèìè ñâîåãî ïðåäåëà ðåôðàêòîðàìè. Ñåé÷àñ â ìèðå ðàáîòàþò ñîòíè êðóïíûõ ðåôëåêòîðîâ; îêîëî 30 èç íèõ èìåþò àïåðòóðó (ïîëåçíûé äèàìåòð çåðêàëà) áîëåå 4 ì. Êàê ïðàâèëî, ýòî òåëåñêîïû ñî ñìåííûìè âòîðè÷íûìè çåðêàëàìè, ÷òî ïîçâîëÿåò, â çàâèñèìîñòè îò çàäà÷è, âåñòè íàáëþäåíèÿ â ïåðâè÷íîì Ðèñ. 3.16. Òåëåñêîï-ðåôðàêòîð ôèðìû «Êàðë Öåéññ», ñäåëàííûé ïî ñõåìå êóäå. Ïðè ïîâîðîòàõ îáúåêòèâà ðàñïîëîæåííûé â îñíîâàíèè ïîëÿðíîé îñè îêóëÿð îñ òàåòñÿ íåïîäâèæíûì. Ýòî óäîáíî, îñîáåííî ïðè ïðîâåäåíèè ïóáëè÷íûõ äåìîíñòðàöèé â ïëàíåòàðèÿõ è íàðîäíûõ îáñåðâàòîðèÿõ.

110

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.17. 100-äþéìîâûé ðåôëåêòîð «Õóêåð» îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Âèëñîí.

ôîêóñå ãëàâíîãî çåðêàëà èëè ïî îïòè÷åñêîé ñõåìå Íüþòîíà, Êàññåãðåíà, Íåñìèòà èëè êóäå2 (îò ôð. coude — èçãèá). Êàæäàÿ èç íèõ èìååò ñâîè ïðåèìóùåñòâà.  ïåðâè÷íîì (ãëàâíîì) ôîêóñå ìèíèìàëüíû ïîòåðè ñâåòà, íî íåóäîáíî ðàáîòàòü, òàê êàê îí íàõîäèòñÿ íà âåðøèíå òåëåñêîïà, äà è ãðîìîçäêóþ àïïàðàòóðó òàì ðàñïîëîæèòü íåëüçÿ.  ôîêóñå Êàññåãðåíà áîëüøå ìàñøòàá èçîáðàæåíèÿ è óäîáíåå ðàáîòàòü (îí âíèçó). Ôîêóñ Íåñìèòà, âûâåäåííûé â îñü ñêëîíåíèé, è îñîáåííî ôîêóñ êóäå, âûâåäåííûé â ïîëÿðíóþ îñü, ïîçâîëÿþò èñïîëüçîâàòü òÿæåëóþ ñâåòîïðèåìíóþ àïïàðàòóðó, íàïðèìåð ñïåêòðîãðàôû âûñîêîãî ðàçðåøåíèÿ. Ýâîëþöèÿ òåëåñêîïà

111


Ðèñ. 3.18. 200-äþéìîâûé ðåôëåêòîð «Õåéë» îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Ïàëîìàð: âíåøíèé âèä è âíóòðåííåå óñòðîéñòâî òåëåñêîïà è åãî áàøíè. Ðèñóíêè Ð. Ó. Ïîðòåðà, âûïîëíåííûå ïî ðàáî÷èì ÷åðòåæàì â 1939 ã.

ÕÕ âåê ñòàë ýïîõîé òðèóìôà áîëüøèõ ðåôëåêòîðîâ. Â ïåðâîé ïîëîâèíå âåêà èìè ðàñïîëàãàëà îáñåðâàòîðèÿ Ìàóíò-Âèëñîí, ñîçäàííàÿ âáëèçè Ëîñ-Àíäæåëåñà ïî èíèöèàòèâå Äæîðäæà Ýëëåðè Õåéëà (1868– 112

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.19. Âèä 200-äþéìîâîãî òåëåñêîïà «Õåéë» ñ þãî-âîñòîêà.

1938), áëåñòÿùåãî àñòðîíîìà è îðãàíèçàòîðà íàóêè. Èìåííî îí â íà÷àëå ñâîåé êàðüåðû ñòèìóëèðîâàë ñîçäàíèå 40-äþéìîâîãî ðåôðàêòîðà è ñàì ñ 1895 ïî 1905 ãã. âîçãëàâëÿë Éåðêññêóþ îáñåðâàòîðèþ. Óáåäèâøèñü â îãðàíè÷åííûõ âîçìîæíîñòÿõ ðàâíèííûõ îáñåðâàòîðèé è ðåôðàêòîðîâ, Õåéë ñ ïîìîùüþ Ôîíäà Êàðíåãè îñíîâàë ãîðíóþ îáñåðâàòîÝâîëþöèÿ òåëåñêîïà

113


ðèþ Ìàóíò-Âèëñîí íà þãå øòàòà Êàëèôîðíèÿ, íà âûñîòå 1742 ì. Äëÿ èçó÷åíèÿ Ñîëíöà íà íåé áûëè ñîçäàíû êðóïíåéøèå â ìèðå áàøåííûå òåëåñêîïû, à ïåðâûì «íî÷íûì» èíñòðóìåí òîì ñòàë 60-äþéìîâûé (1,5 ì) ðåôëåêòîð «Õåéë», íàçâàííûé òàê â ÷åñòü îòöà àñòðîíîìà, Óèëüÿìà Õåéëà, ôèíàíñèðîâàâøåãî èçãîòîâëåíèå çåðêàëà. Ýòîò òåëåñêîï ñ 1908 ïî 1917 ãã. äåðæàë ìèðîâîå ïåðâåíñòâî è ïðîñëàâèëñÿ âûïîëíåííûìè íà íåì âàæíûìè ðàáîòàìè â îáëàñòè çâåçäíîé ñïåêòðîñêîïèè è Ðèñ. 3.20. Ðàáî÷åå ìåñòî àñ òðîíîìà (íà ôîòî Ýäâèí èçó÷åíèÿ ãàëàêòèê. Íûíå Õàááë) â «ñòàêàíå» ãëàâíîãî ôîêóñà Ïàëîìàðñêîãî òå- ýòîò èíñòðóìåíò çàâåðøèë ëåñêîïà. Âíèçó âèäíî 5-ìåòðîâîå «îêî» òåëåñêîïà. ñâîþ ðàáîòó äëÿ íàóêè è ñòàë äîñòóïíûì äëÿ ïóáëè êè (â èþíå 2009 ã. çà ïîëíî÷è íàáëþäåíèé íà íåì íóæíî áûëî çàïëà òèòü 900 äîëëàðîâ).  1917 ã. íà îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Âèëñîí íà÷àë ðàáîòàòü 100-äþéìîâûé (2,5 ì) ðåôëåêòîð «Õóêåð», îñòàâàâøèéñÿ êðóïíåéøèì â ìèðå äî 1948 ã. Åãî çåðêàëî, îïëà÷åííîå àìåðèêàíñêèì ìåöåíàòîì Äæ. Õóêåðîì, îòëèëè âî Ôðàíöèè, à ïîëèðîâàë åãî ñ 1910 ïî 1915 ãã. çíàìåíèòûé àìåðèêàíñêèé îïòèê è êîíñòðóêòîð òåëåñêîïîâ Äæîðäæ Ðè÷è (1864–1945). Òðóáà òåëåñêîïà áûëà óêðåïëåíà âî âðàùàþùåéñÿ ïðÿìîóãîëüíîé ðàìå, èãðàâøåé ðîëü ïîëÿðíîé îñè. Èìåþùàÿ äâå îïîðû — íà ñåâåðíîì è þæíîì êîíöàõ, òàêàÿ ìîíòèðîâêà (åå íàçûâàþò àíãëèéñêîé) îáëàäàåò âûñîêîé ïðî÷íîñòüþ, íî íå ïîçâîëÿåò íàáëþäàòü çâåçäû âáëèçè ïîëþñà. Ýòîò òåëåñêîï çíàìåíèò òåì, ÷òî íà íåì âïåðâûå áûë èçìåðåí ðàçìåð íåêîòîðûõ çâåçä (À. Ìàéêåëüñîí è Ô. Ïèç, 1920–1923 ãã.) è ñ åãî ïîìîùüþ Ý. Õàááë îñóùåñòâèë áîëüøèíñòâî ñâîèõ èññëåäîâàíèé â «öàðñòâå òóìàííîñòåé».  1985 ã. ðàáîòà íà òåëåñêîïå áûëà ïðåêðàùåíà, íî åãî ðåøèëè ñîõðàíèòü êàê ðåëèêâèþ. Îäíàêî â 1992 ã. îí áûë ìîäåðíèçèðîâàí è âíîâü ñòàë èñïîëüçîâàòüñÿ. 114

3. Íåáî è òåëåñêîï


 1948 ã. ñ ïîìîùüþ Ðîêôåëëåðîâñêîãî ôîíäà áûë ñîçäàí è äî 1975 ã. îñòàâàëñÿ êðóïíåéøèì â ìèðå 200-äþéìîâûé (5 ì) ðåôëåêòîð «Õåéë» íà îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Ïàëîìàð â Êàëèôîðíèè. Íà ýòîò ðàç òåëåñêîï áûë íàçâàí èìåíåì ñûíà-àñòðîíîìà, Äæîðäæà Ýëëåðè Õåéëà, îðãàíèçîâàâøåãî åãî ñòðîèòåëüñòâî. Ïîëÿðíàÿ îñü òåëåñêîïà òîæå âûïîëíåíà â âèäå ðàìû, íî åå ñåâåðíàÿ ñòîðîíà ñäåëàíà â ôîðìå ïîäêîâû, ÷òî ïîçâîëÿåò íàáëþäàòü îêîëîïîëÿðíûå çâåçäû. Ïëàâíîå âðàùåíèå 540-òîííîãî òåëåñêîïà îáåñïå÷èâàåòñÿ òåì, ÷òî ïîäêîâîîáðàçíàÿ îïîðà «ïëàâàåò» íà òîíêîì ñëîå ìàñëà, íàãíåòàåìîì ïîä äàâëåíèåì 20 àòìîñôåð. Íà âåðõíåì êîíöå ôåðìåííîé òðóáû òåëåñêîïà íàõîäèòñÿ íåáîëüøàÿ êàáèíà, â êîòîðîé àñòðîíîì âåäåò íàáëþäåíèÿ â ôîêóñå ãëàâíîãî çåðêàëà, íà ðàññòîÿíèè 17 ì îò íåãî. Ñ ïîìîùüþ ñìåííûõ âòîðè÷íûõ çåðêàë òåëåñêîï ìîæåò ðàáîòàòü â ñèñòåìàõ Êàññåãðåíà èëè êóäå ñ ýêâèâàëåíòíûìè ôîêóñíûìè ðàññòîÿíèÿìè ñîîòâåòñòâåííî 81 èëè 152 ì. Ñ 1975 ïî 1991 ãã. êðóïíåéøèì áûë 6-ìåòðîâûé ðåôëåêòîð ÁÒÀ (Áîëüøîé òåëåñêîï àëüò-àçèìóòàëüíûé) Ðîññèéñêîé àêàäåìèè íàóê, óñòàíîâëåííûé â Ñïåöèàëüíîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè (ÑÀÎ) áëèç ñòàíèöû Çåëåí÷óêñêàÿ íà Ñåâåðíîì Êàâêàçå, íà âûñîòå 2170 ì. Ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå ãëàâíîãî çåðêàëà ýòîãî òåëåñêîïà 24 ì, ìàññà ãëàâíîãî çåðêàëà — 42 ò, à âåñü òåëåñêîï âåñèò 850 ò. Ýòîò êîëîññàëüíûé èíñòðóìåíò áûë ñïðîåêòèðîâàí Á. Ê. Èîàííèñèàíè è ïîñòðîåí â Ëåíèíãðàäå íà ôèðìå ËÎÌÎ. Òåëåñêîï ÁÒÀ çàâåðøèë ýâîëþöèþ êëàññè÷åñêèõ ðåôëåêòîðîâ ñ æåñòêèìè ìîíîëèòíûìè çåðêàëàìè. Òðåáîâàíèå æåñòêîñòè ïðè äèàìåòðå áîëåå 6 ì äåëàåò èõ áåçíàäåæíî òÿæåëûìè. Óæå ñîçäàòåëè òåëåñêîïà ÁÒÀ â áîðüáå ñ âåñîì áûëè âûíóæäåíû èñêàòü íåòðàäèöèîííûå ðåøåíèÿ. ÁÒÀ ñòàë ïåðâûì ñîâðåìåííûì òåëåñêîïîì, óñòàíîâëåííûì íà àëüò-àçèìóòàëüíîé ìîíòèðîâêå, èìåþùåé âåðòèêàëüíóþ è ãîðèçîíòàëüíóþ îñè âðàùåíèÿ. Ýòî ñóùåñòâåííî óïðîñòèëî êîíñòðóêöèþ òåëåñêîïà (ðèñ. 3.21) è óìåíüøèëî ðàçìåð åãî áàøíè, õîòÿ äëÿ êîìïåíñàöèè ñóòî÷íîãî âðàùåíèÿ Çåìëè ïðèõîäèòñÿ âðàùàòü èíñòðóìåíò âîêðóã äâóõ îñåé ñ ïåðåìåííîé ñêîðîñòüþ. Òåïåðü ïî òàêîé ñõåìå ñòðîÿò âñå êðóïíûå òåëåñêîïû. Íóæíî çàìåòèòü, ÷òî çåðêàëà òåëåñêîïîâ äàâíî óæå íå ïîêðûâàþò ñåðåáðîì.  1930-å ãã. Ð. Óèëüÿìñ, Äæ. Ñòðîíã è ×. Êàðòðàéò ðàçðàáîòàëè òåõíèêó àëþìèíèðîâàíèÿ çåðêàë. Èõ ïîìåùàþò â âàêóóìíóþ êàìåðó, ãäå ïîä äåéñòâèåì ýëåêòðè÷åñêîãî òîêà èñïàðÿþòñÿ àëþìèíèåâûå ïðîâîëî÷êè, è òîíêàÿ àëþìèíèåâàÿ ïëåíêà ïîêðûâàåò ïîâåðõíîñòü çåðêàëà, ñîîáùàÿ åé ëó÷øèå îòðàæàþùèå ñâîéñòâà, ÷åì ýòî äåëàëî ñåðåáðî. Íà âîçäóõå îòðàæàþùàÿ ïîâåðõíîñòü òîò÷àñ æå ïîêðûâàåòñÿ ïðîçðà÷Ýâîëþöèÿ òåëåñêîïà

115


Ðèñ. 3.21. 238-äþéìîâûé òåëåñêîï ÁÒÀ Ñïåöèàëüíîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè ÐÀÍ. Íà áîêîâûå ïëîùàäêè åãî ìîíòèðîâêè âûâåäåíû ôîêóñû Íåñìèòà.

íîé ïëåíêîé îêèñè àëþìèíèÿ òîëùèíîé âñåãî â îäèí àòîì, êîòîðàÿ íå äàåò çåðêàëüíîìó ñëîþ òóñêíåòü. Íî âñå æå ðàç â íåñêîëüêî ëåò çåðêàëî ïðèõîäèòñÿ àëþìèíèðîâàòü çàíîâî, ïîýòîìó ðÿäîì ñ êàæäûì êðóïíûì òåëåñêîïîì åñòü âàêóóìíàÿ êàìåðà ñîîòâåòñòâóþùåãî äèàìåòðà. 116

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ìû åùå âåðíåìñÿ ê ñîâðåìåííûì áîëüøèì òåëåñêîïàì, à ñåé÷àñ îáñóäèì ñïåöèàëèçèðîâàííûå èíñòðóìåíòû ñðåäíåãî êàëèáðà, èãðàþùèå î÷åíü âàæíóþ ðîëü â èññëåäîâàíèè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Îäíà èç ïðîáëåì åå èçó÷åíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ìû íàõîäèìñÿ âíóòðè íåå. Ïîýòîìó, ÷òîáû èñêàòü íîâûå îáúåêòû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû è èçó÷àòü óæå îòêðûòûå, àñòðîíîìû äîëæíû íàáëþäàòü âñå íåáî, âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ. Ê ñîæàëåíèþ, ñ ïîìîùüþ îáû÷íîãî ðåôëåêòîðà ìîæíî ñôîòîãðàôèðîâàòü ëèøü ìàëåíüêóþ îáëàñòü íà íåáå. Îñíîâíàÿ ïðè÷èíà â òîì, ÷òî ýòè òåëåñêîïû ñòðàäàþò äâóìÿ àáåððàöèÿìè — êîìîé è àñòèãìàòèçìîì, êîòîðûå ñèëüíî èñêàæàþò èçîáðàæåíèÿ çâåçä ïðè óäàëåíèè îò îïòè÷åñêîé îñè òåëåñêîïà. Íàïðèìåð, â ãëàâíîì ôîêóñå 5-ìåòðîâîãî Ïàëîìàðñêîãî ðåôëåêòîðà ïîëå ñ õîðîøèì èçîáðàæåíèåì èìååò ðàçìåð ïî÷òîâîé ìàðêè è ïîêðûâàåò íà íåáå ïëîùàäêó ñ óãëîâûì ðàçìåðîì 2,5¢´2,5¢. Ðàçìåñòèâ ïåðåä ôîòîïëàñòèíêîé ñïåöèàëüíûé ëèíçîâûé êîððåêòîð, ìîæíî ÷àñòè÷íî èñïðàâèòü èñêàæåíèÿ íà êðàÿõ, óâåëè÷èâ ðàçìåð õîðîøåãî ïîëÿ çðåíèÿ â 10–15 ðàç. Íî è ïðè ýòîì êëàññè÷åñêèé ðåôëåêòîð èìååò íåáîëüøîå ïîëå çðåíèÿ, åäâà äîñòèãàþùåå óãëîâîãî ðàçìåðà Ëóíû. Ñ òàêèì òåëåñêîïîì íåâîçìîæíî ïðîâîäèòü ïîèñêîâûå èëè ïàòðóëüíûå ðàáîòû, êîãäà çà êîðîòêîå âðåìÿ òðåáóåòñÿ ñôîòîãðàôèðîâàòü çíà÷èòåëüíóþ ÷àñòü íeáà. Øèðîêîóãîëüíûé òåëåñêîï áûë ñîçäàí â 1932 ã. ýñòîíñêèì îïòèêîì Áåðíõàðäîì Øìèäòîì (1879–1935) íà Ãàìáóðãñêîé îáñåðâàòîðèè. Îí èñïîëüçîâàë ñôåðè÷åñêîå ãëàâíîå çåðêàëî, ïîñòàâèâ ïåðåä íèì äëÿ èñïðàâëåíèÿ ñôåðè÷åñêîé àáåððàöèè òîíêóþ ëèíçó ñëîæíîé ôîðìû, òàê íàçûâàåìóþ êîððåêöèîííóþ ïëàñòèíó. Îíà î÷åíü òðóäíà â èçãîòîâëåíèè è, áóäó÷è ðàçìåùåíà â öåíòðå êðèâèçíû, íà óäâîåííîì ôîêóñíîì ðàññòîÿíèè îò çåðêàëà, äåëàåò òðóáó èíñòðóìåíòà äîâîëüíî äëèííîé. Íî ïðåèìóùåñòâà ýòîé ñèñòåìû òàê âåëèêè, ÷òî â ìèðå óæå ñîçäàíî íåìàëî ïîäîáíûõ òåëåñêîïîâ; èõ íàçûâàþò êàìåðàìè Øìèäòà, ïîñêîëüêó èñïîëüçóþò òîëüêî äëÿ ôîòîãðàôèðîâàíèÿ íåáà. Êðóïíåéøàÿ èçãîòîâëåíà ôèðìîé «Êàðë Öåéññ» è íàõîäèòñÿ â îáñåðâàòîðèè èì. Ê. Øâàðöøèëüäà áëèç Éåíû (Ãåðìàíèÿ). Ïîñòðîåííàÿ â 1960 ã., îíà èìååò ñôåðè÷åñêîå çåðêàëî äèàìåòðîì 200 ñì ñ ôîêóñíûì ðàññòîÿíèå 400 ñì è êîððåêöèîííóþ ïëàñòèíó äèàìåòðîì 134 ñì (ðèñ. 3.22). Ïîëå çðåíèÿ õîðîøåãî êà÷åñòâà ïðè ýòîì 4,7°´4,7°. Ëþáîïûòíî, ÷òî ýòîò òåëåñêîï ìîæåò òàêæå ðàáîòàòü ïî ñõåìå Íåñìèòà è êóäå. Âòîðàÿ ïî ðàçìåðó êàìåðà Øìèäòà ðàáîòàåò ñ 1948 ã. íà îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Ïàëîìàð è èìååò çåðêàëî äèàìåòðîì 183 ñì è ïëàñòèíó 122 ñì. Íà ôîòîïëàñòèíêå 35´35 ñì îíà ôîòîãðàôèðóåò îáëàñòü íåáà ðàçìåðîì 6°´6°. Ñ ïîìîùüþ ýòîãî èíñòðóìåíòà ñîçäàí çíàìåíèòûé ÏàÝâîëþöèÿ òåëåñêîïà

117


Ðèñ. 3.22. Äâóõìåòðîâàÿ êàìåðà Øìèäòà îáñåðâàòîðèè èì. Êàðëà Øâàðöøèëüäà â Òàóòåíáóðãå, áëèç Éåíû (Ãåðìàíèÿ).

ëîìàðñêèé àòëàñ íåáà è îáíàðóæåíî ìíîæåñòâî àñòåðîèäîâ è ñïóòíèêîâ ïëàíåò. Íî ïîñêîëüêó ýòà êàìåðà íàõîäèòñÿ â Ñåâåðíîì ïîëóøàðèè, åé íåäîñòóïíû íàèáîëåå þæíûå ÷àñòè íåáà. Ïîýòîìó â 1973 ã. â Àâñòðàëèè, íà àíãëî-àâñòðàëèéñêîé îáñåðâàòîðèè â Ñàéäèíã Ñïðèíã áûëà ïîñòðîåíà òî÷íî òàêàÿ æå êàìåðà äëÿ îáçîðîâ þæíîãî íåáà. Îäíèì èç êðóïíåéøèõ òåëåñêîïîâ ýòîãî òèïà ÿâëÿåòñÿ òàêæå êîñìè÷åñêèé òåëåñêîï «Êåïëåð» (NASA), çàïóùåííûé â ìàðòå 2009 ã. Îí èìååò çåðêàëî äèàìåòðîì 1,4 ì è ïëàñòèíó 0,95 ì. Ýòîò èíñòðóìåíò ïðåäíàçíà÷åí äëÿ ïîèñêà ïëàíåò çåìíîãî òèïà ó äðóãèõ çâåçä.  1941 ã. ðóññêèé îïòèê Äìèòðèé Äìèòðèåâè÷ Ìàêñóòîâ (1896–1964) èçîáðåë íîâóþ ñèñòåìó øèðîêîóãîëüíîãî òåëåñêîïà.  íåé òîæå èñïîëüçóåòñÿ ñôåðè÷åñêîå çåðêàëî, íî åãî àáåððàöèÿ óñòðàíÿåòñÿ íå ñëîæíîé êîððåêöèîííîé ïëàñòèíîé, êàê ó Øìèäòà, à çíà÷èòåëüíî áîëåå ïðîñòûì â èçãîòîâëåíèè ìåíèñêîì — òîíêîé âûïóê118

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.23. Òåëåñêîï ñèñòåìû Ìàêñóòîâà— Êàññåãðåíà äèàìåòðîì 102 ìì íà ñêëàäíîì øòàòèâå ñ ïîëóâèëî÷íîé ìîíòèðîâêîé è àâòîìàòè÷åñêèì íàâåäåíèåì. Ìå÷òà íà÷èíàþùåãî ëþáèòåëÿ àñ òðîíîìèè! Òåëåñêîï ñíàáæåí èñêàòåëåì è îêóëÿðíîé ïðèçìîé, ïîçâîëÿþùåé íàáëþäàòü â óäîáíîì ïîëîæåíèè. Ìàêñèìàëüíîå øòàòíîå óâåëè÷åíèå 240´. Ïðåêðàñíî ïîäõîäèò äëÿ íàáëþäåíèÿ Ëóíû è ïëàíåò. Èçãîòîâèòåëü — ôèðìà «Celestron»; öåíà — îêîëî 600 äîëëàðîâ.

ëî-âîãíóòîé ëèíçîé ñî ñôåðè÷åñêèìè ïîâåðõíîñòÿìè. Ýòà êîí ñòðóêöèÿ â ðàçíûõ ìîäèôèêàöè ÿõ íàøëà øèðîêîå ïðèìåíåíèå ïðè ïðîèçâîäñòâå êàê òåëåñêî ïîâ, òàê è äëèííîôîêóñíûõ ôîòîîáúåêòèâîâ. Êðóïíûå êàìåðû Ìàêñóòîâà èñïîëüçóþò äëÿ ìàññîâîé ñïåêòðàëüíîé êëàññèôèêàöèè çâåçä, ïîìåùàÿ ïåðåä ìåíèñêîì òîíêóþ ñòåêëÿííóþ ïðèçìó, ïðåâðàùàþùóþ èçîáðàæåíèå êàæäîé çâåçäû â åå ìàëåíüêèé ñïåêòð. À ñðåäè ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè âåñüìà ïîïóëÿðíû òåëåñêîïû ñèñòåìû Ìàêñóòîâà—Êàññåãðåíà, ó êîòîðûõ âòîðè÷íûì çåðêàëîì ñëóæèò öåíòðàëüíàÿ ÷àñòü ìåíèñêà, ïîêðûòàÿ îòðàæàþùèì ñëîåì àëþìèíèÿ. Ó òàêèõ òåëåñêîïîâ ìíîãî ïðåèìóùåñòâ: ïðè áîëüøîì äèàìåòðå îíè êîðîòêèå, îáëàäàþò áîëüøèì ïîëåì çðåíèÿ è óäîáíû â ýêñïëóàòàöèè, ïîñêîëüêó ìåíèñê çàùèùàåò çåðêàëî îò ïûëè è ïîâðåæäåíèé.

Ãäå æèâåò òåëåñêîï? åáîëüøîé òåëåñêîï ìîæåò æèòü ãäå óãîäíî, äàæå â êîðîáêå ïîä êðîâàòüþ. Îáû÷íî òàê è áûâàåò ó ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè, îáëàäàþùèõ ëåãêèìè òåëåñêîïàìè, êîòîðûå íà âðåìÿ íàáëþäåíèé ìîæíî óñòàíàâëèâàòü íà áàëêîíå, â ñàäó èëè çà ãîðîäîì íà ðàçäâèæíîì øòàòèâå-òðåíîãå. Íî ïðîôåññèîíàëüíûå êðóïíûå èíñòðóìåíòû ðàçìåùàþò ñòàöèîíàðíî íà òåððèòîðèè îñîáûõ íàó÷íûõ ó÷ðåæäåíèé — îáñåðâàòîðèé (îò ëàò. observare — íàáëþäàòü). Âîîáùå îáñåðâàòîðèÿ — ýòî ìåñòî, ãäå ó÷åíûå ïðîâîäÿò ðåãóëÿðíûå íàáëþäåíèÿ ïðèðîäíûõ ÿâëåíèé. Íàèáîëåå èçâåñòíû àñòðîíîìè-

Í

Ãäå æèâåò òåëåñêîï?

119


÷åñêèå îáñåðâàòîðèè, â áîëüøèíñòâå ñâîåì ðàñïîëàãàþùèå îïòè÷åñêèìè òåëåñêîïàìè. Íî ñóùåñòâóþò òàêæå ðàäèîàñòðîíîìè÷åñêèå îá ñåðâàòîðèè, îáñåðâàòîðèè ïî èçó÷åíèþ êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé, à òàêæå ìåòåîðîëîãè÷åñêèå, ñåéñìîëîãè÷åñêèå è äð.  ïðåæíèå âðåìåíà àñòðîíîìè÷åñêèå îáñåðâàòîðèè ñîîðóæàëè, êàê ïðàâèëî, âáëèçè óíèâåðñèòåòîâ, íî çàòåì ñòàëè ðàñïîëàãàòü íà âeðøèíàõ ãîð — ïîäàëüøå îò ïëîòíûõ ñëîåâ àòìîñôåðû è êðóïíûõ ãîðîäîâ. Ðàäèîîáñåðâàòîðèè ÷àñòî ñòðîÿò â ãëóáîêèõ äîëèíàõ, ñî âñåõ ñòîðîí çàêðûòûõ ãîðàìè îò ðàäèîïîìåõ èñêóññòâåííîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Òåëåñêîïû — î÷åíü òîíêèå è ÷óâñòâèòåëüíûå èíñòðóìåíòû. Äëÿ çàùèòû îò íåïîãîäû è ïåðåïàäîâ òåìïåðàòóðû êàæäûé ñòàöèîíàðíûé òåëåñêîï ïîìåùàþò â ñïåöèàëüíîå çäàíèå — àñòðîíîìè÷åñêóþ áàøíþ. Íåáîëüøèå áàøíè èìåþò ïðÿìîóãîëüíóþ ôîðìó ñ ïëîñêîé ðàçäâèãàþùåéñÿ êðûøåé, à áàøíè êðóïíûõ òåëåñêîïîâ îáû÷íî äåëàþò êðóãëûìè, ñ ïîëóñôåðè÷åñêèì âðàùàþùèìñÿ êóïîëîì, â êîòîðîì äëÿ íàáëþäåíèé îòêðûâàåòñÿ óçêàÿ ùåëü. Òàêîé êóïîë õîðîøî çàùèùàåò òåëåñêîï îò âåòðà âî âðåìÿ ðàáîòû. Ýòî âàæíî, ïîñêîëüêó âåòåð ðàñêà÷èâàåò òåëåñêîï è âûçûâàåò äðîæàíèå èçîáðàæåíèÿ. Âèáðàöèÿ ïî÷âû è çäàíèÿ áàøíè òàêæå ïëîõî âëèÿåò íà êà÷åñòâî èçîáðàæåíèé, ïîýòîìó òåëåñêîï ìîíòèðóþò íà îòäåëüíîì ôóíäàìåíòå, îòäåëåííîì îò ôóíäàìåíòà áàøíè. Ìåñòà äëÿ ñòðîèòåëüñòâà îïòè÷åñêèõ îáñåðâàòîðèé ïîäáèðàþò î÷åíü òùàòåëüíî. Îáû÷íî ýòî âåðøèíà ãîðû: ÷åì âûøå, òåì òîíüøå ñëîé àòìîñôåðû, ñêâîçü êîòîðûé ïðèõîäèòñÿ âåñòè íàáëþäåíèÿ. Âîçäóõ äîëæåí áûòü ñóõèì è ÷èñòûì, æåëàòåëüíî áåçâåòðåííûì. Âáëèçè íå äîëæíî áûòü ãîðîäîâ ñ èõ ÿðêèì íî÷íûì îñâåùåíèåì è ñìîãîì. Íåêîòîðûå îáñåðâàòîðèè ðàñïîëàãàþòñÿ â ýêñòðåìàëüíûõ óñëîâèÿõ (ðèñ. 3.24), ïîýòîìó òàì íàõîäÿòñÿ òîëüêî ñïåöèàëèñòû, êîòîðûå ðàáîòàþò ïîñìåííî. Äðóãèå îáñåðâàòîðèè ðàçìåùàþòñÿ â «êîìïðîìèññíûõ» ìåñòàõ, áëàãîïðèÿòíûõ äëÿ íàáëþäåíèé è ïðè ýòîì ñðàâíèòåëüíî ëåãêî äîñòóïíûõ, ñ õîðîøèì êëèìàòîì. Òàì ìíîãèå íàáëþäàòåëè æèâóò ïîñòîÿííî, ñ ñåìüÿìè. Æåëàòåëüíî, ÷òîáû êðóïíûå îáñåðâàòîðèè áûëè ðàâíîìåðíî ðàñïðåäåëåíû ïî ïîâåðõíîñòè Çåìëè: â ýòîì ñëó÷àå â ëþáîé ìîìåíò ìîæíî íàáëþäàòü ëþáîé íåáåñíûé îáúåêò êàê íà ñåâåðíîì, òàê è íà þæíîì íåáå. Îäíàêî èñòîðè÷åñêè ñëîæèëîñü, ÷òî áîëüøèíñòâî îáñåðâàòîðèé ðàñïîëîæåíî â Åâðîïå è Ñåâåðíîé Àìåðèêå, ïîýòîìó íåáî Ñåâåðíîãî ïîëóøàðèÿ èçó÷åíî ëó÷øå.  ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ êðóïíûå îáñåðâàòîðèè ñòàëè ñîîðóæàòü â Þæíîì ïîëóøàðèè (×èëè, Þæíàÿ Àôðèêà, Àâñòðàëèÿ), à òàêæå âáëèçè ýêâàòîðà (íàïðèìåð, íà Ãàâàéÿõ), îòêóäà ìîæíî íàáëþäàòü êàê ñåâåðíîå, òàê è þæíîå íåáî. 120

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.24. Âûñîêîãîðíàÿ îáñåðâàòîðèÿ «Ñôèíêñ» â Øâåéöàðñêèõ Àëüïàõ íà âûñîòå 3570 ì. Çäåñü çàíèìàþòñÿ èíôðàêðàñíûìè èññëåäîâàíèÿìè àòìîñôåðû è Ñîëíöà. Â áàøíå íàõîäèòñÿ 76-ñàíòèìåòðîâûé êàññåãðåíîâñêèé ðåôëåêòîð.

Êàê ïðàâèëî, íà îáñåðâàòîðèÿõ óñòàíàâëèâàþò íåñêîëüêî èíñòðóìåíòîâ ðàçíîãî «êàëèáðà» è ðàçëè÷íîé ñïåöèàëèçàöèè. Ñ ïîìîùüþ ïàññàæíîãî èíñòðóìåíòà îïðåäåëÿþò ìîìåíòû ïðîõîæäåíèÿ çâåçä ÷åðåç ìåðèäèàí è òàêèì îáðàçîì óòî÷íÿþò ñêîðîñòü âðàùåíèÿ Çåìëè. Ýòî Ãäå æèâåò òåëåñêîï?

121


íåîáõîäèìî äëÿ ñëóæáû òî÷íîãî âðåìåíè, ñèãíàëû êîòîðîãî ïåðåäàþòñÿ ïî ðàäèî. Ìåðèäèàííûé êðóã ïîçâîëÿåò èçìåðÿòü íå òîëüêî ìîìåíòû, íî è ìåñòî ïåðåñå÷åíèÿ çâåçäîé ìåðèäèàíà. Ýòî íåîáõîäèìî äëÿ ñîçäàíèÿ òî÷íûõ êàðò çâåçäíîãî íåáà. Òàêèå ôóíäàìåíòàëüíûå ðàáîòû îáû÷íî ïðîâîäÿò â êðóïíûõ ãîñóäàðñòâåííûõ îáñåðâàòîðèÿõ: Ìîðñêîé îáñåðâàòîðèè ÑØÀ, Êîðîëåâñêîé Ãðèíâè÷ñêîé îáñåðâàòîðèè â Âåëèêîáðèòàíèè, Ïóëêîâñêîé è Ìîñêîâñêîé îáñåðâàòîðèÿõ â Ðîññèè. Áîëüøèíñòâî òåëåñêîïîâ èìååò âîçìîæíîñòü ïîâîðà÷èâàòüñÿ âîêðóã îäíîé èëè äâóõ îñåé. Ê ïåðâîìó òèïó îòíîñÿòñÿ ìåðèäèàííûé êðóã è ïàññàæíûé èíñòðóìåíò. Ýòî íåáîëüøèå òåëåñêîïû, ïîâîðà÷èâàþùèåñÿ âîêðóã ãîðèçîíòàëüíîé îñè â ïëîñêîñòè íåáåñíîãî ìåðèäèàíà, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç òî÷êè ñåâåðà, þãà è çåíèòà. Äâèãàÿñü ñ âîñòîêà íà çàïàä, êàæäîå ñâåòèëî äâàæäû â ñóòêè ïåðåñåêàåò ýòó ïëîñêîñòü. Ïðè ýòîì â ïîëå çðåíèÿ òåëåñêîïà ñâåòèëî íåïðåðûâíî ïåðåìåùàåòñÿ. Çàäà÷à àñòðîíîìà — çàôèêñèðîâàòü ìîìåíò è ìåñòî ïåðåñå÷åíèÿ ñâåòèëîì íåáåñíîãî ìåðèäèàíà. Ðàíüøå ýòî äåëàëè âèçóàëüíî, òåïåðü — ïðè ïîìîùè ýëåêòðîííûõ êàìåð. Ñîâðåìåííûå àñòðîíîìû ðåäêî íàáëþäàþò â òåëåñêîï ãëàçîì.  îñíîâíîì òåëåñêîïû èñïîëüçóþò äëÿ ôîòîãðàôèðîâàíèÿ íåáåñíûõ îáúåêòîâ èëè äëÿ ðåãèñòðàöèè èõ ñâåòà èëè ñïåêòðà ñ ïîìîùüþ ðàçëè÷íûõ ýëåêòðîííûõ äåòåêòîðîâ. Äëÿ òàêèõ ðàáîò òðåáóåòñÿ äîâîëüíî äëèòåëüíîå è ÷ðåçâû÷àéíî òî÷íîå ñîïðîâîæäåíèå îáúåêòà. Êîãäà òåëåñêîï èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ôîòîãðàôèðîâàíèÿ òóñêëûõ (àñòðîíîìû ãîâîðÿò — ñëàáûõ) íåáåñíûõ îáúåêòîâ, ýêñïîçèöèÿ ìîæåò ñîñòàâëÿòü íåñêîëüêî ÷àñîâ. Âñå ýòî âðåìÿ òåëåñêîï äîëæåí áûòü íàöåëåí òî÷íî íà îáúåêò. Ïîýòîìó, êàê ìû óæå çíàåì, ñ ïîìîùüþ ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà îí ïëàâíî ïîâîðà÷èâàåòñÿ ñ âîñòîêà íà çàïàä âñëåä çà ñâåòèëîì, êîìïåíñèðóÿ ýòèì âðàùåíèå Çåìëè ñ çàïàäà íà âîñòîê.  ïðèíöèïå äîñòàòî÷íî ïîâîðà÷èâàòü òåëåñêîï âîêðóã îäíîé îñè, ïàðàëëåëüíîé çåìíîé. Åå íàçûâàþò ÷àñîâîé îñüþ, îíà-òî è ñâÿçàíà ñ ÷àñîâûì ìåõàíèçìîì. Âòîðóþ îñü, ïåðïåíäèêóëÿðíóþ ÷àñîâîé, íàçûâàþò îñüþ ñêëîíåíèé; îíà ñëóæèò äëÿ èñõîäíîãî íàâåäåíèÿ òåëåñêîïà íà îáúåêò âäîëü ëèíèè ñåâåð—þã. Òàêóþ êîíñòðóêöèþ ìåõàíè÷åñêîé ÷àñòè òåëåñêîïà íàçûâàþò ýêâàòîðèàëüíîé ìîíòèðîâêîé. Åå èñïîëüçóþò ïðàêòè÷åñêè äëÿ âñåõ òåëåñêîïîâ, çà èñêëþ÷åíèåì íàèáîëåå êðóïíûõ, äëÿ êîòîðûõ áîëåå êîìïàêòíîé è äåøåâîé îêàçàëàñü àëüò-àçèìóòàëüíàÿ ìîíòèðîâêà, êîãäà òåëåñêîï ñëåäèò çà ñâåòèëîì, ïîâîðà÷èâàÿñü îäíîâðåìåííî ñ ïåðåìåííîé ñêîðîñòüþ âîêðóã äâóõ îñåé — âåðòèêàëüíîé è ãîðèçîíòàëüíîé. Ýòî çíà÷èòåëüíî óñëîæíÿåò ðàáîòó ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà, òðåáóÿ êîìïüþòåðíîãî êîíòðîëÿ. 122

3. Íåáî è òåëåñêîï


Íåñìîòðÿ íà íàëè÷èå ó òåëåñêîïà âûñîêîòî÷íîãî ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà, äî íåäàâíèõ ïîð ó÷àñòèå àñòðîíîìà-íàáëþäàòåëÿ â ïðîöåññå ýêñïîçèöèè áûëî ñîâåðøåííî íåîáõîäèìûì. Îí áûë âûíóæäåí ñ ïîìîùüþ äîïîëíèòåëüíîãî òåëåñêîïà-ãèäà, óêðåïëåííîãî íà ãëàâíîì èíñòðóìåíòå, ñëåäèòü çà òî÷íîñòüþ ñîïðîâîæäåíèÿ îáúåêòà, êîìïåíñèðóÿ îøèáêè ðàáîòû ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà, ýôôåêò àòìîñôåðíîé ðåôðàêöèè, à èíîãäà — è àòìîñôåðíîå äðîæàíèå èçîáðàæåíèÿ. Îí òàêæå äîëæåí áûòü íàâîäèòü òåëåñêîï íà î÷åðåäíûå îáúåêòû íàáëþäåíèÿ, ìåíÿòü ôîòîïëàñòèíêè èëè ïåðåêëþ÷àòü ðåæèìû ýëåêòðîííîé êàìåðû, ïîâîðà÷èâàòü êóïîë áàøíè, ÷òîáû òåëåñêîï âñåãäà áûë íàïðàâëåí â åå îòêðûòóþ ùåëü. Âñå ýòî ïðèõîäèëîñü äåëàòü â ïîëíîé èëè ïî÷òè ïîëíîé òåìíîòå, ÷òîáû çðåíèå íå òåðÿëî òåìíîâóþ àäàïòàöèþ, ôîòîïëàñòèíêè íå çàñâå÷èâàëèñü, à ýëåêòðîííûå äåòåêòîðû íå ñòðàäàëè îò ÿðêîãî ñâåòà. Ìàêñèìóì, ÷òî ìîã ïîçâîëèòü ñåáå íàáëþäàòåëü, — ýòî î÷åíü ñëàáûé ñâåò òåìíî-êðàñíîãî ôîíàðÿ, ïî÷òè íå ðàçðóøàþùèé íî÷íîå çðåíèå. Ïîñêîëüêó â áàøíå òåëåñêîïà èñêëþ÷åí êàêîé-ëèáî îáîãðåâ, íåïîäâèæíîå áäåíèå ó îêóëÿðà äëèííûìè çèìíèìè íî÷àìè òðåáîâàëî îïðåäåëåííîé «ìîðîçîóñòîé÷èâîñòè», à íåîáõîäèìîñòü òîíêèõ äâèæåíèé ðó÷êàìè óïðàâëåíèÿ òåëåñêîïîì èñêëþ÷àëà íàëè÷èå ïåð÷àòîê. Ïðè ýòîì ðàáîòà íàáëþäàòåëÿ òðåáîâàëà áîëüøîãî íàâûêà è ïîðîé ãðàíè÷èëà åñëè íå ñ èñêóññòâîì, òî ñî ñïîðòîì.

Ñîâðåìåííûé òåëåñêîï ïîñëåäíèå äåñÿòèëåòèÿ ÕÕ â. ðàáîòà íàáëþäàòåëÿ íà÷àëà ìåíÿòüñÿ. Áûëè àâòîìàòèçèðîâàíû íàâåäåíèå òåëåñêîïà íà îáúåêòû íàáëþäåíèÿ, äâèæåíèå êóïîëà âñëåä çà òåëåñêîïîì è ðàáîòà ýëåêòðîííûõ äåòåêòîðîâ ñâåòà. Íà êðóïíûõ òåëåñêîïàõ áûëè óñòàíîâëåíû àâòîãèäû — óñòðîéñòâà, àâòîìàòè÷åñêè óäåðæèâàþùèå òåëåñêîï òî÷íî íàâåäåííûì íà èññëåäóåìûé îáúåêò.  ðåçóëüòàòå ïîñòîÿííîå ïðèñóòñòâèå íàáëþäàòåëÿ ó òåëåñêîïà ïåðåñòàëî áûòü íåîáõîäèìûì, îí ñíÿë òóëóï è âàëåíêè è óþòíî óñòðîèëñÿ â îòäåëüíîì òåïëîì ïîìåùåíèè ïåðåä ýêðàíàìè óïðàâëÿþùèõ êîìïüþòåðîâ. Ôàêòè÷åñêè àñòðîíîìà ó òåëåñêîïà çàìåíèëè èíæåíåðû ó êîìïüþòåðà. Òåïåðü ðàáîòà ó÷åíîãî ìîæåò îãðàíè÷èâàòüñÿ òåì, ÷òî äíåì îí ñîñòàâëÿåò ïðîãðàììó íî÷íûõ íàáëþäåíèé. Íî ðàçâå íàñòîÿùèé àñòðîíîì ïîçâîëèò ñåáå ñïàòü, êîãäà íà òåëåñêîïå âûïîëíÿþòñÿ èññëåäîâàíèÿ ïî åãî ïðîãðàììå? Äî óòðà â çàëå óïðàâëåíèÿ îí ïîìîãàåò èíæåíåðàì, ÷åì ìîæåò, à äíåì ïðèñòóïàåò ê îáðàáîòêå ïîëó÷åííûõ äàííûõ.

Â

Ñîâðåìåííûé òåëåñêîï

123


Ðèñ. 3.25. Çåðêàëî 5-ìåòðîâîãî Ïàëîìàðñêîãî ðåôëåêòîðà äî àëþìèíèðîâàíèÿ. Ñäåëàííîå èç ïèðåêñà (ñòåêëî ñ íèçêèì êîýôôèöèåíòîì òåïëîâîãî ðàñøèðåíèÿ), îíî áëàãîäàðÿ ñîòîâîé ñòðóêòóðå èìåëî èñõîäíûé âåñ 20 ò, à ïîñëå øëèôîâêè è ïîëèðîâêè — 14,5 ò.

Ñòðåìëåíèå îñâîáîäèòüñÿ îò ðóòèííîãî òðóäà è ïîâûñèòü ýôôåêòèâíîñòü ðàáîòû òåëåñêîïîâ ïðèâåëà ê òîìó, ÷òî íà íåêîòîðûõ îáñåðâàòîðèÿõ áûëè ñîçäàíû ïîëíîñòüþ àâòîìàòè÷åñêèå òåëåñêîïû — òàê íàçûâàåìûå ïàòðóëüíûå êàìåðû, ïîñòîÿííî ôèêñèðóþùèå âèä çâåçäíîãî íåáà. Ýòî íåîáõîäèìî äëÿ íàáëþäåíèÿ ïåðåìåííûõ çâåçä, äëÿ ïîèñêà íîâûõ àñòåðîèäîâ è êîìåò, äëÿ ðåãèñòðàöèè ìåòåîðîâ è äðóãèõ íåîæèäàííûõ ÿâëåíèé. Ïîÿâèëèñü òàêæå äèñòàíöèîííî óïðàâëÿåìûå òåëåñêîïû: àñòðîíîì òåïåðü ìîæåò ñèäåòü â ñâîåì óíèâåðñèòåòñêîì êàáèíåòå, à ïîñëóøíûé åìó òåëåñêîï — ðàñïîëàãàòüñÿ íà ãîðíîé âåðøèíå òðîïè÷åñêîãî îñòðîâà. Çàìå÷àòåëüíî, ÷òî ê íåêîòîðûì òàêèì òåëåñêîïàì-ðîáîòàì îòêðûò äîñòóï äëÿ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè (ñì.: www.faulkes-telescope.com).  ïîñëåäíèå ãîäû ñîçäàþòñÿ òåëåñêîïû íîâîãî ïîêîëåíèÿ ñ àïåðòóðîé 8–10 ì. Åñëè áû çåðêàëî òàêîãî äèàìåòðà èçãîòàâëèâàëîñü ïî ñòàðîé òåõíîëîãèè, îíî âåñèëî áû ñîòíè òîíí. Ïîýòîìó èñïîëüçóþòñÿ íîâûå òåõíè÷åñêèå ïðèíöèïû: ãëàâíîå çåðêàëî äåëàåòñÿ ëèáî ñîñòàâ124

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.26. Çåðêàëî 3-ìåòðîâîãî Ëèêñêîãî ðåôëåêòîðà íà øëèôîâàëüíîì ñòàíêå. Íåñìîòðÿ íà ñîòîâóþ ñòðóêòóðó, æåñòêîå çåðêàëî äàæå ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîãî äèàìåòðà èìååò èçðÿäíóþ òîëùèíó.

íûì èç íåñêîëüêèõ íåáîëüøèõ çåðêàë, ëèáî íàñòîëüêî òîíêèì, ÷òî ñàìî íå ìîæåò ïîääåðæèâàòü ñâîþ ôîðìó è òðåáóåò ñïåöèàëüíîé ìåõàíè÷åñêîé ñèñòåìû. Êðóïíåéøèìè ñåé÷àñ ÿâëÿþòñÿ 10-ìåòðîâûå òåëåñêîïû-áëèçíåöû «Êåê-1» è «Êåê-2», óñòàíîâëåííûå â îáñåðâàòîðèè Ìàóíà-Êåà (î. Ãàâàéè), è Áîëüøîé êàíàðñêèé òåëåñêîï (Gran TelescoÑîâðåìåííûé òåëåñêîï

125


Ðèñ. 3.27. 120-äþéìîâûé (305 ñì) ðåôëåêòîð «Øåéí» Ëèêñêîé îáñåðâàòîðèè (1959 ã.).

pio Canarias, GTC) íà î. Ïàëüìà. Èõ çåðêàëà ñîáðàíû èç 36 øåñòèóãîëü íûõ ýëåìåíòîâ äèàìåòðîì ïî 2 ì. Êîìïüþòåðíàÿ ñèñòåìà ïîñòîÿííî ðåãóëèðóåò èõ îòíîñèòåëüíîå ïîëîæåíèå äëÿ ñîãëàñîâàííîé ðàáîòû êàê åäèíîãî çåðêàëà. 126

3. Íåáî è òåëåñêîï


Íåìíîãî ìåíüøåãî ðàçìåðà ÷åòûðå òåëåñêîïà VLT (Very Large Telescope), èìåþùèå ìîíîëèòíûå çåðêàëà äèàìåòðîì 8,2 ì. Îíè óñòàíîâëåíû íà âåðøèíå ãîðû Ñåððî-Ïàðàíàë, ðàñïîëîæåííîé â ñàìîì ñåðäöå áåçæèçíåííîé ïóñòûíè Àòàêàìà (×èëè), â 12 êì îò òèõîîêåàíñêîãî ïîáåðåæüÿ, ãäå óñëîâèÿ äëÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé ïî÷òè èäåàëüíû. Ýòîò êîìïëåêñ ïðèíàäëåæèò Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè (ESO) è óñïåøíî ðàáîòàåò óæå 10 ëåò. Âñêîðå ïðèñòóïèò ê ðàáîòå è «Áîëüøîé áèíîêóëÿðíûé òåëåñêîï» (Large Binocular Telescope, LBT) â îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Ãðýõåì (Àðèçîíà), èìåþùèé íà îäíîé ìîíòèðîâêå äâà 8,4-ìåòðîâûõ çåðêàëà. Òóò ÿ äîëæåí çàìåòèòü, ÷òî äàòà ðîæäåíèÿ áîëüøîãî òåëåñêîïà — ïîíÿòèå íå âïîëíå îïðåäåëåííîå. Ãèãàíòñêèé òåëåñêîï — î÷åíü ñëîæíàÿ ìàøèíà. Åñòü íåñêîëüêî ìîìåíòîâ, êîòîðûå ìîæíî íàçâàòü åãî «ðîæäåíèåì»: óñòàíîâêà ãëàâíîãî çåðêàëà, ïåðâûé ñâåò — ïîëó÷åíèå ïåðâîé ôîòîãðàôèè íåáà, òîðæåñòâåííîå îòêðûòèå ñ ðàçðåçàíèåì ëåíòî÷êè â ïðèñóòñòâèè ãîñòåé è íà÷àëüñòâà (áóòûëêó øàìïàíñêîãî î òåëåñêîï íå ðàçáèâàþò). Îäèí èç ýòèõ ìîìåíòîâ óêàçûâàþò êàê äàòó ðîæäåíèÿ òåëåñêîïà. Íî åãî îêîí÷àòåëüíàÿ äîâîäêà îáû÷íî ðàñòÿãèâàåòñÿ íà ãîäû. Êðóïíûå òåëåñêîïû, êàê êðóïíûå æèâîòíûå, ìåäëåííî ðàñòóò è äîëãî íå ñòàðåþò. Îíè æèâóò è ðàáîòàþò ïî 100 è áîëåå ëåò, ïîñòåïåííî ïðèîáðåòàÿ âñå áî2ëüøèå âîçìîæíîñòè è ïðèíîñÿ âñå áîëåå âàæíûå ðåçóëüòàòû. Íåðåäêî ñëó÷àåòñÿ, ÷òî òåëåñêîï òåðÿåò âîçìîæíîñòü ðàáîòàòü íå ïîòîìó, ÷òî ñàì ïîñòàðåë, à ïîòîìó, ÷òî èçìåíèëàñü îêðóæàþùàÿ ñðåäà. Îá ýòîì ìû ïîãîâîðèì â êîíöå ãëàâû, êîãäà ðå÷ü ïîéäåò îá àñòðîêëèìàòå. À ñåé÷àñ — íåáîëüøîå îòñòóïëåíèå. Ó àñòðîíîìîâ ñëîæèëàñü òðàäèöèÿ äàâàòü êðóïíûì òåëåñêîïàì ñîáñòâåííûå èìåíà. Äî ñèõ ïîð ýòî áûëè èìåíà çíàìåíèòûõ ó÷åíûõ èëè ìåöåíàòîâ, ÷üè óñèëèÿ è äåíüãè ñïîñîáñòâîâàëè ðîæäåíèþ óíèêàëüíûõ íàó÷íûõ èíñòðóìåíòîâ. Íàïðèìåð, ìåòðîâûå ðåôðàêòîðû «Ëèê» è «Éåðêñ», 100-äþéìîâûé ðåôëåêòîð «Õóêåð», 10-ìåòðîâûå òåëåñêîïû «Êåê» áûëè íàçâàíû â ÷åñòü ìåöåíàòîâ, à òåëåñêîïû 3–5-ìåòðîâîãî äèàìåòðà «Õåéë», «Ãåðøåëü», «Ìåéîë», «Ñòðóâå», «Øåéí» è «Øàéí» — â ÷åñòü èçâåñòíûõ àñòðîíîìîâ. Óíèêàëüíîìó êîñìè÷åñêîìó òåëåñêîïó äàëè èìÿ çíàìåíèòîãî àìåðèêàíñêîãî àñòðîíîìà Ýäâèíà Õàááëà. Ñîòðóäíèêè ESO â ×èëè, ñîçäàþùèå ãèãàíòñêóþ ñèñòåìó VLT èç ÷åòûðåõ 8-ìåòðîâûõ è òðåõ 2-ìåòðîâûõ òåëåñêîïîâ, ðåøèëè íå îòñòóïàòü îò ýòîé òðàäèöèè è òîæå äàòü ñâîèì ãèãàíòàì èìåíà ñîáñòâåííûå. Íàäî ñêàçàòü, ÷òî ýòî î÷åíü óäîáíî, êîãäà äëèííûå òåõíè÷åñêèå îáîçíà÷åíèÿ çàìåíÿþò ïðîñòûìè èìåíàìè. Ó÷èòûâàÿ ìåñòíûå òðàäèöèè, ýòèì òåëåñêîïàì ðåøèëè äàòü èìåíà, ïî÷åðïíóòûå èç ÿçûÑîâðåìåííûé òåëåñêîï

127


Òàáëèöà 3.3 Øåñòü ïîêîëåíèé òåëåñêîïîâ-ðåôëåêòîðîâ Ãëàâíîå çåðêàëî Ìàòåðèàë

Ôîðìà

Ìîíòèðîâêà

Áàøíÿ

Ìåñòî óñòàíîâêè

Ïðîòîòèï

Âî äâîðå

20-ôóòîâûé Â. Ãåðøåëÿ (Æ=0,5 ì), 1783 ã.

I

Ìåòàëëè÷åñêèé ñïëàâ ñïåêóëóì

Ïàðàáîëà

Äåðåâÿííàÿ, àëüòÎòñóòñòâóåò àçèìóòàëüíàÿ

II

Çåðêàëüíîå ñòåêëî

Ïàðàáîëà

Æåñòêèé Ïîëóñôåðè- Áëèç óíèýêâàòîðèàë ÷åñêèé êóïîë âåðñèòåòà

III

Ñòåêëî ïèðåêñ

Ïàðàáîëà, ÿ÷åèñòàÿ

Êóïîë, ñîëíÊîìïåíñà- öåçàùèòíîå Ãîðû íà 5 ì, Ìàóíò-Ïàëîöèÿ ãíóòèÿ ïîêðûòèå êîíòèíåíòå ìàð, 1948 ã.

IV

Ñèòàëë

Êâàðö, ñåðâèò, V öåðîäóð, áåðèëëèé, àëþìèíèé VI

2,5 ì, ÌàóíòÂèëñîí, 1917 ã.

Ãèïåðáîëà, Àëüò-àçè- Êóïîë íà âû- Âûñîêèå è 3,5–4 ì, ×èëè, Ðè÷è-Êðåòüåí ìóòàëüíàÿ ñîêîé áàøíå ñóõèå ãîðû Àðèçîíà, 1975 ã. Òîíêîå, ãèáêîå (Æ = 8–9 ì); ñîñòàâíîå, îò 2 äî 91 ñåãìåíòà (Æ = 10–11 ì)

Êîðîòêàÿ òðóáà, àêòèâíàÿ îïðàâà çåðêàëà

Ðàçäâèæíîé êóïîë èëè 4–11 ì, Ãàâàéè, Îñòðîâà ïðÿìîóãîëüÊàíàðû, ×èëè, â îêåàíå, íûé ïàâèëüÑØÀ, Þ. Àôðèêà, ñóõèå ãîðû îí, âåíòèëÿ1980–2000 ãã. öèÿ áàøíè

Êîñìè÷åñêèå òåëåñêîïû. Êëàññè÷åñêèé ïðèìåð — «Õàááë» (NASA), Æ = 2,4 ì, 1990 ã.

êà íàðîäà ìàïó÷å, æèâóùåãî â þæíîé ÷àñòè ×èëè. Îòíûíå âîñüìèìåòðîâûå òåëåñêîïû íàçûâàþò â ïîðÿäêå èõ ðîæäåíèÿ òàê: «Àíòó» (Ñîëíöå), «Êóéåí» (Ëóíà), «Ìåëèïàëü» (Þæíûé Êðåñò) è «Éåïóí» (Âåíåðà). Êðàñèâî, õîòÿ çàïîìíèòü ñ ïåðâîãî ðàçà ñëîæíîâàòî. Íóæíî ñêàçàòü, ÷òî è ñàìè àñòðîíîìû ïîíà÷àëó çàïóòàëèñü â ýòèõ èìåíàõ. Íàçâàâ ÷åòâåðòûé òåëåñêîï çâó÷íûì èíäåéñêèì èìåíåì Éåïóí (Yepun), ó÷åíûå ïåðåâåëè åãî ñìûñë êàê «ÿð÷àéøàÿ çâåçäà íî÷íîãî íåáà», à ïîñêîëüêó òàêîâîé ÿâëÿåòñÿ Ñèðèóñ, òî àñòðîíîìû áûëè óâåðåíû, ÷òî èìåíåì ýòîé çâåçäû îíè è íàçâàëè ñâîé òåëåñêîï. Îäíàêî, êîãäà «êðåñòèíû» òåëåñêîïîâ óæå ñîñòîÿëèñü, íåêîòîðûå ñïåöèàëèñòû ïî ÿçûêàì óñîìíèëèñü â ïðàâèëüíîñòè ýòîãî ïåðåâîäà è ïðîâåëè äîïîëíèòåëüíûå èçûñêàíèÿ. Íå òàê-òî ëåãêî îêàçàëîñü íàéòè çíàòîêîâ ïî÷òè âûìåðøåãî ÿçûêà. Íî âñå æå óäàëîñü âûÿñíèòü, ÷òî ñëîâî «éåïóí» îçíà÷àåò íå «ÿð÷àéøàÿ çâåçäà íî÷è» (ò. å. Ñèðèóñ), à «âå÷åðíÿÿ çâåçäà» è îòíîñèòñÿ îíî ê ïëàíåòå Âåíåðå. Çàìåòèì, ÷òî èíäåéöû ìàïó÷å, êàê è ìíîãèå äðåâíèå íàðîäû, íå îòîæäåñòâëÿëè «âå÷åðíþþ çâåçäó» è «óòðåííþþ çâåçäó» ñ îäíîé ïëàíåòîé Âåíåðîé â åå ðàçíûõ ïîëîæåíèÿõ îòíîñèòåëüíî Ñîëíöà, à ñ÷èòàëè èõ äâóìÿ ðàçíûìè ñâåòèëàìè. Èòàê, ÷åòâåðòûé 8-ìåòðîâûé òåëåñêîï ÅÞÎ, íàðå÷åííûé êàê «Éåïóí», 128

3. Íåáî è òåëåñêîï


íîñèò èìÿ «âå÷åðíåé çâåçäû» — Âåíåðû. Âåñüìà äîñòîéíîå àñòðîíîìè÷åñêîå èìÿ, õîòÿ è íå òàêîå «çâåçäíîå», êàê áûëî èçíà÷àëüíî çàäóìàíî. Õîòÿ íè îäèí áîëüøîé òåëåñêîï íå ïîâòîðÿåò ïðåäûäóùèå, à íåñåò â ñåáå íîâûå èíæåíåðíûå ýëåìåíòû, âñå æå ýâîëþöèþ êðóïíåéøèõ òåëåñêîïîâ-ðåôëåêòîðîâ ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ñìåíû íåñêîëüêèõ ïîêîëåíèé (òàáë. 3.3). Êàêîâû æå îñîáåííîñòè íàçåìíûõ òåëåñêîïîâ ïîñëåäíåãî, ïÿòîãî ïîêîëåíèÿ? Ýòèõ îñîáåííîñòåé ìíîãî: îíè è â ìàòåðèàëàõ, è â òåõíîëîãèÿõ, è â ïðèíöèïèàëüíî íîâûõ èäåÿõ, óæå âîïëîùåííûõ èëè æäóùèõ ñâîåãî ÷àñà. Ãëàâíàÿ ÷åðòà íîâûõ òåëåñêîïîâ — îòêàç îò æåñòêîãî çåðêàëà. Òåïåðü ïîääåðæàíèå èäåàëüíîé ôîðìû ãëàâíîãî çåðêàëà è âîîáùå çàäàííûõ îïòè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ òåëåñêîïà âîçëîæåíî íà ñèñòåìó àêòèâíîé îïòèêè. ×òî ýòî òàêîå?

Àêòèâíàÿ îïòèêà èñòåìà àêòèâíîé îïòèêè — ýòî àâòîìàòè÷åñêàÿ ñèñòåìà äëÿ ïîääåðæàíèÿ èäåàëüíîé ôîðìû è ïðàâèëüíîãî ðàñïîëîæåíèÿ îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ òåëåñêîïà-ðåôëåêòîðà, ïðåæäå âñåãî åãî ãëàâíîãî è âòîðè÷íîãî çåðêàë. Èäåàëüíóþ ôîðìó (ïàðàáîëîèäà, ãèïåðáîëîèäà èëè ñôåðû, â çàâèñèìîñòè îò îïòè÷åñêîé ñõåìû òåëåñêîïà) ñòàðàþòñÿ ïðèäàòü çåðêàëàì ïðè èõ èçãîòîâëåíèè íà îïòè÷åñêîì ïðåäïðèÿòèè, íî íåðåäêî ïðè ýòîì îñòàþòñÿ íåâûÿâëåííûå äåôåêòû.  äàëüíåéøåì êà÷åñòâî çåðêàë óõóäøàåòñÿ ïðè èõ òðàíñïîðòèðîâêå â îáñåðâàòîðèþ è ñáîðêå òåëåñêîïà â áàøíå. Âî âðåìÿ ýêñïëóàòàöèè òåëåñêîïà åãî ýëåìåíòû ïîäâåðãàþòñÿ ïåðåìåííûì ìåõàíè÷åñêèì è òåðìè÷åñêèì íàãðóçêàì, âûçâàííûì ïîâîðîòàìè òåëåñêîïà ïðè åãî íàâåäåíèè íà îáúåêòû íàáëþäåíèÿ, ñóòî÷íûìè ïåðåïàäàìè òåìïåðàòóðû è ò. ï. Îñîáåííî ñèëüíî èñêàæàþò ôîðìó ãëàâíîãî çåðêàëà òåëåñêîïà åãî ïîâîðîòû ïî âûñîòå, îíè æå ïðèâîäÿò ê ïåðåìåííîìó ãíóòèþ êîíñòðóêöèè òåëåñêîïà, ñáèâàÿ íàñòðîéêó îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ. Èñòîðè÷åñêè ïîääåðæàíèå ôîðìû îïòè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ òåëåñêîïà îñíîâûâàëîñü íà èõ æåñòêîñòè. Êàê ìû óæå çíàåì, ê êîíöó XIX â. òåëåñêîïû-ðåôðàêòîðû ïðèáëèçèëèñü ê ñâîåìó ïðåäåëó: ñ ðîñòîì äèàìåòðà è âåñà ëèíç ïîääåðæèâàòü èõ ôîðìó ñòàíîâèëîñü âñå ñëîæíåå, ïîñêîëüêó êðåïëåíèå ëèíçû âîçìîæíî ëèøü ïî åå ïåðèìåòðó. Êîãäà äèàìåòð ëèíçîâûõ îáúåêòèâîâ äîñòèã 1 ì, òåõíè÷åñêèå âîçìîæíîñòè îêàçàëèñü èñ÷åðïàíû: äâà êðóïíåéøèõ â ìèðå ëèíçîâûõ òåëåñêîïà: ðåôðàêòîðû Ëèêñêîé (91 ñì) è Éåðêññêîé (102 ñì) îáñåðâàòîðèé — íèêîãäà íå áóäóò ïðåâçîéäåíû, âî âñÿêîì ñëó÷àå äî òåõ ïîð, ïîêà ëèíçû

Ñ

Àêòèâíàÿ îïòèêà

129


äåëàþò èç ñòåêëà, à ñàìè òåëåñêîïû ðàñïîëàãàþòñÿ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè, â óñëîâèÿõ îáû÷íîé ñèëû òÿæåñòè. Ïðîáëåìó äåôîðìàöèè îáúåêòèâà óäàëîñü ðåøèòü ïóòåì ïåðåõîäà ê òåëåñêîïàì-ðåôëåêòîðàì: æåñòêàÿ ìîíòèðîâêà òåëåñêîïà ïîääåðæèâàåò çåðêàëüíûé äèñê îáúåêòèâà ïî âñåé åãî Ôîêóñ íèæíåé ïîâåðõíîñòè, ïðåïÿòñòâóÿ èçãèáó. Òåïåðü òàêèå îïòè÷åÀíàëèçàòîð ñêèå ñèñòåìû íàçûâàþò ïàññèââîëíîâîãî íûìè. Âåñ çåðêàëà óäàâàëîñü çíàôðîíòà ÷èòåëüíî ñíèçèòü áåç ïîòåðè æåñòêîñòè, ïðèäàâ åìó ôîðìó ï÷åÊîìïüþòåð ëèíûõ ñîò è îñòàâèâ ñïëîøíîé òîëüêî âåðõíþþ, çåðêàëüíóþ ïîÐèñ. 3.28. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà ñèñ òåìû àêâåðõíîñòü. Íàêîíåö, äëÿ íàèáîòèâíîé îïòèêè, ïðèìåíÿåìîé íà Åâðîïåéñêîé ëåå êðóïíûõ çåðêàë äèàìåòðîì þæíîé îáñåðâàòîðèè. 2,5–6,0 ì áûëà ðàçðàáîòàíà ìåõàíè÷åñêàÿ ñèñòåìà ðàçãðóçêè. Îíà ïîääåðæèâàåò çåðêàëî ñíèçó â íåñêîëüêèõ òî÷êàõ òàê, ÷òî ñèëà óïîðà çàâèñèò îò ïîëîæåíèÿ òåëåñêîïà: ÷åì áëèæå ê çåíèòó ñìîòðèò òåëåñêîï, à çíà÷èò, ÷åì áîëåå ãîðèçîíòàëüíî ðàñïîëîæåíî åãî ãëàâíîå çåðêàëî, òåì ñèëüíåå óïèðàþòñÿ â íåãî ñíèçó ïîääåðæèâàþùèå «ïàëüöû», íå ïîçâîëÿÿ çåðêàëó ïðîãèáàòüñÿ. Ôàêòè÷åñêè ýòî ñòàëî ïåðâûì øàãîì ê ñèñòåìå àêòèâíîé îïòèêè. Ãëàâíàÿ îñîáåííîñòü ñîâðåìåííûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ ñèñòåì àêòèâíîé îïòèêè — ýëåêòðîííàÿ ëèíèÿ îáðàòíîé ñâÿçè, ïîçâîëÿþùàÿ êîíòðîëèðîâàòü êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ è ïðè íåîáõîäèìîñòè èñïðàâëÿòü åãî, óïðàâëÿÿ äåôîðìàöèåé ãëàâíîãî çåðêàëà è ïåðåìåùàÿ âòîðè÷íîå çåðêàëî òåëåñêîïà. Êîíòðîëü âûïîëíÿåòñÿ ïî èçîáðàæåíèþ ãèäèðîâî÷íîé çâåçäû, êîòîðàÿ âûáèðàåòñÿ íà íåáå âáëèçè îò èçó÷àåìîãî îáúåêòà è îäíîâðåìåííî èñïîëüçóåòñÿ äëÿ òî÷íîãî âåäåíèÿ òåëåñêîïà çà îáúåêòîì (ãèäèðîâàíèÿ). Ðàçìåùåííûé ó âûõîäíîãî çðà÷êà òåëåñêîïà àíàëèçàòîð âîëíîâîãî ôðîíòà èññëåäóåò èçîáðàæåíèå çâåçäû, ïðîïóùåííîå ÷åðåç ìàòðèöó èç ìíîæåñòâà íåáîëüøèõ ëèíç (íàïðèìåð, 30´30 ëèíç). Êàæäàÿ ëèíçà ñòðîèò èçîáðàæåíèå çâåçäû, êîòîðîå ðåãèñòðèðóåòñÿ ÏÇÑ-êàìåðîé. Ðàçðàáîòàíî íåñêîëüêî ñïîñîáîâ âûÿâëåíèÿ êðèâèçíû âîëíîâîãî ôðîíòà: ïî âçàèìíîìó ïîëîæåíèþ 130

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.29. Îïðàâà ãëàâíîãî çåðêàëà îäíîãî èç òåëåñêîïîâ VLT. Âèäíû âûñòóïàþùèå ââåðõ «ïàëüöû» 150 àêòþàòîðîâ, óïðàâëÿþùèõ ôîðìîé 8,2-ìåòðîâîãî çåðêàëà.

èçîáðàæåíèé, ïîñòðîåííûõ êàæäîé ëèíçîé, ïî ñòåïåíè èõ êîíòðàñòà è äð. ×òîáû ðåçóëüòàò àíàëèçà íå çàâèñåë îò ñëó÷àéíîãî àòìîñôåðíîãî äðîæàíèÿ èçîáðàæåíèÿ, èçìåðåíèÿ íàêàïëèâàþòñÿ è óñðåäíÿþòñÿ íà èíòåðâàëàõ â 20–30 ñåêóíä. Ïî äàííûì àíàëèçàòîðà âîëíîâîãî ôðîíòà êîìïüþòåð âûðàáàòûâàåò óïðàâëÿþùèå ñèãíàëû, êîòîðûå óñèëèâàþòñÿ è ïåðåäàþòñÿ íà ìíîãî÷èñëåííûå ìåõàíè÷åñêèå äîìêðàòû (àêòþàòîðû), óïèðàþùèåñÿ ñíèçó ñ íåîáõîäèìûì óñèëèåì â ãëàâíîå çåðêàëî, à òàêæå ñëåãêà ïåðåìåùàþùèå âòîðè÷íîå çåðêàëî. Ïðè íàëè÷èè ñèñòåìû àêòèâíîé îïòèêè òðåáîâàíèÿ ê ãëàâíîìó çåðêàëó òåëåñêîïà ìåíÿþòñÿ ïðèíöèïèàëüíî: îíî äîëæíî áûòü íå ïðåäåëüíî æåñòêèì, êàê ðàíüøå, à äîñòàòî÷íî ìÿãêèì, ÷òîáû ïîääàâàòüñÿ óïðàâëåíèþ. Ïîýòîìó ó ñîâðåÐèñ. 3.30. Àêòþàòîðû ãëàâíîãî çåðêàëà VLT. ìåííûõ êðóïíûõ òåëåñêîÀêòèâíàÿ îïòèêà

131


Ðèñ. 3.31. Çåðêàëî äèàìåòðîì 8,3 ì ÿïîíñêîãî òåëåñêîïà «Ñóáàðó» â ïðîöåññå ìîíòàæà.

ïîâ ãëàâíîå çåðêàëî ëèáî îòíîñèòåëüíî òîíêîå (íàïðèìåð, ïðè äèàìåòðå 8–9 ì èìååò òîëùèíó âñåãî 20 ñì), ëèáî ñîñòîèò èç íåñêîëüêèõ íåçàâèñèìûõ ýëåìåíòîâ (íàïðèìåð, ó 10-ìåòðîâûõ òåëåñêîïîâ «Êåê-1» è «Êåê-2» ãëàâíîå çåðêàëî ñîñòàâëÿþò 36 ãåêñàãîíàëüíûõ äâóõìåòðî132

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.32. Òåëåñêîï «Ñóáàðó» â áàøíå íà âåðøèíå Ìàóíà-Êåà. Ïðè äèàìåòðå çåðêàëà 8,3 ì òåëåñêîï âåñèò 500 ò. Ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå ãëàâíîãî çåðêàëà 15 ì.

âûõ ïëàñòèí). Òîíêîå è ëåãêîå çåðêàëî îáúåêòèâà ïîçâîëÿåò ñóùåñò âåííî îáëåã÷èòü âñþ êîíñòðóêöèþ òåëåñêîïà. Ê òîìó æå òàêîå çåðêàëî áûñòðî ïðèíèìàåò òåìïåðàòóðó îêðóæàþùåãî âîçäóõà, à ýòî ñíè ìàåò ïðîáëåìó òåðìè÷åñêèõ äåôîðìàöèé. Àêòèâíàÿ îïòèêà

133


Ðèñ. 3.33. Çåðêàëî òåëåñêîïà «Ñyáàðó» â ïðîöåññå òåñòèðîâàíèÿ (äî àëþìèíèðîâàíèÿ). Èçãîòîâëåíî îíî èç ñòåêëà ULE (ultralow thermal expansion glass). Îáðàòèòå âíèìàíèå íà åãî ìàëóþ òîëùèíó — âñåãî 20 ñì. Âåñ çåðêàëà 22,8 ò. Åãî ôîðìîé óïðàâëÿåò 261 àêòþàòîð.

Ïåðâàÿ ñèñòåìà àêòèâíîé îïòèêè áûëà ðåàëèçîâàíà â 1989 ã. íà 3,5-ìåòðîâîì «Òåëåñêîïå íîâûõ òåõíîëîãèé» (New Technology Telescope, NTT) Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè (Ëà-Ñèëüÿ, ×èëè).  1992 ã. ïîäîáíàÿ ñèñòåìà áûëà ñîçäàíà äëÿ óïðàâëåíèÿ ãëàâíûì ñåãìåíòíûì çåðêàëîì 10-ìåòðîâîãî òåëåñêîïà «Êåê-1» (Ìàóíà-Êåà, Ãàâàéè). Çàòåì ïîëíîñòüþ àêòèâíîé îïòè÷åñêîé ñèñòåìîé áûëè îñíàùåíû ÷åòûðå ãëàâíûõ 8,2-ìåòðîâûõ òåëåñêîïà ñ òîíêèìè ìîíîëèòíûìè çåðêàëàìè, âõîäÿùèå â ñîñòàâ «Î÷åíü áîëüøîãî òåëåñêîïà» (VLT) Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè (Ïàðàíàë, ×èëè). Ñåé÷àñ âñå íàçåìíûå òåëåñêîïû äèàìåòðîì 8–10 ì èìåþò ñèñòåìó àêòèâíîé îïòèêè.  áóäóùåì òàêèå ñèñòåìû ñòàíóò ïðèìåíÿòüñÿ è íà êðóïíûõ êîñìè÷åñêèõ ìíîãîçåðêàëüíûõ òåëåñêîïàõ, ïîäâåðæåííûõ òåïëîâîé äåôîðìàöèè. Ïðè ýòîì îíè áóäóò äàâàòü èäåàëüíûå èçîáðàæåíèÿ, êà÷åñòâî êîòîðûõ îãðàíè÷åíî òîëüêî äèôðàêöèåé ñâåòà. Íî ó íàçåìíûõ òåëåñêîïîâ åñòü ñâîé âðàã — àòìîñôåðà. Õîòÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè àêòèâíîé îïòèêè èõ ñîáñòâåííîå êà÷åñòâî ñòàíîâèòñÿ ïðàêòè÷åñêè èäåàëüíûì, êà÷åñòâî ïîëó÷àåìîãî èìè èçîáðàæåíèÿ îãðàíè÷åíî íåñòàáèëüíîñòüþ àòìîñôåðû, äëÿ ïîäàâëåíèÿ êîòîðîé ïðåäíàçíà÷åíà ñèñòåìà àäàïòèâíîé îïòèêè. À ÷òî ýòî òàêîå?

Àäàïòèâíàÿ îïòèêà èñòåìà àäàïòèâíîé îïòèêè — ýòî àâòîìàòè÷åñêàÿ ñèñòåìà, ïðåäíàçíà÷åííàÿ äëÿ èñïðàâëåíèÿ â ðåàëüíîì âðåìåíè àòìîñôåðíûõ èñêàæåíèé èçîáðàæåíèÿ, ïîñòðîåííîãî òåëåñêîïîì. Ñåé÷àñ ñèñòåìû àäàïòèâíîé îïòèêè ïðèìåíÿþòñÿ â îïòè÷åñêèõ è èíôðàêðàñíûõ òåëåñêîïàõ íàçåìíîãî áàçèðîâàíèÿ äëÿ óâåëè÷åíèÿ ÷åòêîñòè èçîáðàæåíèÿ. Îíè îñîáåííî íåîáõîäèìû òàêæå äëÿ ðàáîòû àñòðîíîìè÷åñêèõ

Ñ

134

3. Íåáî è òåëåñêîï


èíòåðôåðîìåòðîâ, èñïîëüçóåìûõ äëÿ èçìåðåíèÿ ðàçìåðîâ çâåçä è ïîèñêà èõ áëèçêèõ ñïóòíèêîâ, îñîáåííî ïëàíåò. Ñèñòåìû àäàïòèâíîé îïòèêè èìåþò è íåàñòðîíîìè÷åñêèå ïðèëîæåíèÿ: íàïðèìåð, êîãäà òðåáóåòñÿ íàáëþäàòü ôîðìó èñêóññòâåííûõ ñïóòíèêîâ Çåìëè ñ öå ëüþ èõ îïîçíàíèÿ. Ðàçðàáîòêà ñèñòåì àäàïòèâíîé îïòèêè íà÷àëàñü â 1970-å ãã. è ïðèîáðåëà îñîáûé ðàçìàõ â 1980-å ãã. â ñâÿçè ñ ïðîãðàììîé «çâåçäíûõ âîéí», âêëþ÷àâøåé ðàçðàáîòêó ëàçåðíîãî ïðîòèâîñïóòíèêîâîãî îðóæèÿ íàçåìíîãî áàçèðîâàíèÿ. Ïåðâûå øòàòíûå ñèñòåìû àäàïòèâíîé îïòèêè íà÷àëè ðàáîòàòü íà êðóïíûõ àñòðîíîìè÷åñêèõ òåëåñêîïàõ â ðàéîíå 2000 ã. Íà ïåðâûé âçãëÿä êàæåòñÿ, ÷òî èñïðàâèòü àòìîñôåðíîå èñêàæåíèå èçîáðàæåíèé â ïðèíöèïå íåâîçìîæíî. Îòêóäà ìû çíàåì, êàêèì áûëî èñõîäíîå èçîáðàæåíèå è êàê èìåííî åãî èñïîðòèëà íåîäíîðîäíàÿ àòìîñôåðà? Òåì íå ìåíåå ýòî âîçìîæíî! Äàâàéòå ïîçíàêîìèìñÿ ñ ïðèíöèïîì ðàáîòû ýòîé óäèâèòåëüíîé ñèñòåìû. Ýòî âåëè÷àéøåå äîñòèæåíèå îïòè÷åñêîé àñòðîíîìèè, è îíî äîñòîéíî ïîäðîáíîãî ðàññìîòðåíèÿ. Àòìîñôåðíûå ïîìåõè. Èäóùèå îò êîñìè÷åñêèõ èñòî÷íèêîâ ëó÷è ñâåòà, ïðîõîäÿ ñêâîçü íåîäíîðîäíóþ àòìîñôåðó Çåìëè, èñïûòûâàþò ñèëüíûå èñêàæåíèÿ. Íàïðèìåð, âîëíîâîé ôðîíò ñâåòà, ïðèõîäÿùåãî îò äàëåêîé çâåçäû (êîòîðóþ ìîæíî ñ÷èòàòü áåñêîíå÷íî óäàëåííîé òî÷êîé), íà âíåøíåé ãðàíèöå àòìîñôåðû èìååò èäåàëüíî ïëîñêóþ ôîðìó, íî ïðîéäÿ ñêâîçü òóðáóëåíòíóþ âîçäóøíóþ îáîëî÷êó è äîñòèãíóâ ïîâåðõíîñòè Çåìëè, îí ñòàíîâèòñÿ ïîõîæ íà âîëíóþùóþñÿ ìîðñêóþ ïîâåðõíîñòü. Ýòî ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî èçîáðàæåíèå çâåçäû ïðåâðàùàåòñÿ èç «òî÷êè» â íåïðåðûâíî äðîæàùóþ è áóðëÿùóþ êëÿêñó. Ïðè íàáëþäåíèè íåâîîðóæåííûì ãëàçîì ìû âîñïðèíèìàåì ýòî êàê áûñòðîå ìèãàíèå è äðîæàíèå çâåçä, à ïðè íàáëþäåíèè â òåëåñêîï âìåñòî «òî÷å÷íîé» çâåçäû âèäèì äðîæàùåå è ïåðåëèâàþùååñÿ ïÿòíî; èçîáðàæåíèÿ áëèçêèõ äðóã ê äðóãó çâåçä ñëèâàþòñÿ è ñòàíîâÿòñÿ íåðàçëè÷èìû ïî îòäåëüíîñòè; ïðîòÿæåííûå îáúåêòû — Ëóíà è Ñîëíöå, ïëàíåòû, òóìàííîñòè è ãàëàêòèêè — òåðÿþò ðåçêîñòü, ó íèõ ñòàíîâÿòñÿ íåðàçëè÷èìûìè ìåëêèå äåòàëè. Îáû÷íî íà ôîòîãðàôèÿõ, ïîëó÷åííûõ òåëåñêîïàìè, óãëîâîé ðàçìåð ìåëü÷àéøèõ äåòàëåé ðàâåí 2–3², íà ëó÷øèõ îáñåðâàòîðèÿõ îí èçðåäêà ñîñòàâëÿåò 0,5². Ñëåäóåò èìåòü â âèäó, ÷òî ïðè îòñóòñòâèè àòìîñôåðíûõ èñêàæåíèé òåëåñêîï ñ îáúåêòèâîì äèàìåòðîì â 1 ì äàåò óãëîâîå ðàçðåøåíèå îêîëî 0,1², à ñ îáúåêòèâîì â 5 ì — 0,02². Ôàêòè÷åñêè òàêîå âûñîêîå êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ ó îáû÷íûõ íàçåìíûõ òåëåñêîïîâ íèêîãäà íå ðåàëèçóåòñÿ èç-çà èñêàæàþùåãî âëèÿíèÿ àòìîñôåðû. Àäàïòèâíàÿ îïòèêà

135


Ïàññèâíûé ìåòîä áîðüáû ñ àòìîñôåðíûìè èñêàæåíèÿìè çàêëþ÷àåòñÿ â òîì, ÷òî îáñåðâàòîðèè ñòðîÿò íà âåðøèíàõ ãîð, îáû÷íî íà âûñîòå 2–3 êì, âûáèðàÿ ïðè ýòîì ìåñòà ñ íàèáîëåå ïðîçðà÷íîé è ñïîêîéíîé àòìîñôåðîé. Íî ñòðîèòü îáñåðâàòîðèè è ðàáîòàòü íà âûñîòå áîëåå 4,5 êì ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî. Ïîýòîìó äàæå íà ñàìûõ ëó÷øèõ âûñîêîãîðíûõ îáñåðâàòîðèÿõ áîëüøàÿ ÷àñòü àòìîñôåðû ðàñïîëàãàåòñÿ âñå æå âûøå òåëåñêîïà è ñóùåñòâåííî ïîðòèò èçîáðàæåíèÿ. Ðîëü àñòðîíîìà-íàáëþäàòåëÿ. Âîîáùå ãîâîðÿ, çàäà÷ó «ïîëó÷èòü èçîáðàæåíèå ëó÷øå, ÷åì ïîçâîëÿåò àòìîñôåðà», â àñòðîíîìèè ðåøàþò ðàçíûìè ñðåäñòâàìè. Èñòîðè÷åñêè, â ýïîõó âèçóàëüíûõ íàáëþäåíèé â òåëåñêîï, àñòðîíîìû íàó÷èëèñü âíèìàòåëüíî ëîâèòü ìîìåíòû õîðîøåãî èçîáðàæåíèÿ.  ñèëó ñëó÷àéíîãî õàðàêòåðà àòìîñôåðíûõ èñêàæåíèé â íåêîòîðûå ìãíîâåíèÿ ýòè èñêàæåíèÿ íà êîðîòêîå âðåìÿ ñòàíîâÿòñÿ íåçíà÷èòåëüíûìè, è â èçîáðàæåíèè ïðîÿâëÿþòñÿ ìåëêèå äåòàëè. Íàèáîëåå îïûòíûå è íàñòîé÷èâûå íàáëþäàòåëè ÷àñàìè êàðàóëèëè ýòè ìîìåíòû è ñìîãëè òàêèì îáðàçîì çàðèñîâàòü î÷åíü òîíêèå äåòàëè ïîâåðõíîñòè Ëóíû è ïëàíåò, à òàêæå îáíàðóæèòü è èçìåðèòü î÷åíü òåñíûå äâîéíûå çâåçäû. Íî êðàéíÿÿ íåîáúåêòèâíîñòü ýòîãî ìåòîäà ÿðêî ïðîÿâèëàñü â èñòîðèè ñ ìàðñèàíñêèìè êàíàëàìè: îäíè íàáëþäàòåëè èõ âèäåëè, äðóãèå — íåò. Ïðèìåíåíèå â àñòðîíîìèè ôîòîïëàñòèíîê ïîçâîëèëî âûÿâèòü ìíîæåñòâî íîâûõ îáúåêòîâ, íåäîñòóïíûõ ãëàçó èç-çà èõ íèçêîé ÿðêîñòè. Îäíàêî ôîòîýìóëüñèÿ ïðè ñëàáîé îñâåùåííîñòè èìååò î÷åíü ìàëóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ê ñâåòó, ïîýòîìó â íà÷àëå ÕÕ â. ïðè àñòðîíîìè÷åñêîì ôîòîãðàôèðîâàíèè òðåáîâàëèñü ìíîãî÷àñîâûå ýêñïîçèöèè. Çà ýòî âðåìÿ àòìîñôåðíîå äðîæàíèå çàìåòíî ñíèæàåò êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ âèçóàëüíûì. Íåêîòîðûå àñòðîíîìû ïûòàëèñü áîðîòüñÿ ñ ýòèì ÿâëåíèåì, ñàìîñòîÿòåëüíî âûïîëíÿÿ ôóíêöèè àêòèâíîé è îò÷àñòè àäàïòèâíîé îïòè÷åñêèõ ñèñòåì. Òàê, àìåðèêàíñêèå àñòðîíîìû Äæåéìñ Êèëåð (1857–1900) è Âàëüòåð Áààäå (1893–1960) ðåãóëèðîâàëè âî âðåìÿ ýêñïîçèöèè ôîêóñ òåëåñêîïà, íàáëþäàÿ ñ î÷åíü áîëüøèì óâåëè÷åíèåì (îêîëî 3000 ðàç) ôîðìó êîìû çâåçäû íà êðàþ ïîëÿ çðåíèÿ. À èçâåñòíûé êîíñòðóêòîð òåëåñêîïîâ Äæîðäæ Ðè÷è ðàçðàáîòàë îñîáóþ ôîòîêàññåòó íà ïîäâèæíîé ïëàòôîðìå — òàê íàçûâàåìóþ «êàññåòó Ðè÷è», ñ ïîìîùüþ êîòîðîé ìîæíî áûñòðî âûâîäèòü ôîòîïëàñòèíêó èç ôîêóñà òåëåñêîïà, çàìåíÿÿ åå ôîêóñèðîâî÷íûì ïðèáîðîì (íîæ Ôóêî), à çàòåì âîçâðàùàòü êàññåòó òî÷íî â ïðåæíåå ïîëîæåíèå. Âî âðåìÿ ýêñïîçèöèè Ðè÷è íåñêîëüêî ðàç îòîäâèãàë êàññåòó, êîãäà ÷óâñòâîâàë, ÷òî íóæíî ïîïðàâèòü ôîêóñ. Ê òîìó æå Ðè÷è íåïðåðûâíî íàáëþäàë çà êà÷åñòâîì èçîáðàæåíèÿ è åãî ïîëîæåíèåì â îêó136

3. Íåáî è òåëåñêîï


ëÿð, ðàçìåùåííûé ðÿäîì ñ êàññåòîé, ïðè ýòîì îí ïîñòîÿííî ïîïðàâëÿë ïîëîæåíèå êàññåòû è íàó÷èëñÿ áûñòðî çàêðûâàòü çàòâîð, êîãäà èçîáðàæåíèÿ ñòàíîâèëèñü ïëîõèìè. Ýòà ðàáîòà òðåáîâàëà îò àñòðîíîìà î÷åíü âûñîêîãî íàïðÿæåíèÿ, íî çàòî Ðè÷è ïîëó÷èë òàêèì ñïîñîáîì âåëèêîëåïíûå ôîòîãðàôèè ñïèðàëüíûõ ãàëàêòèê, íà êîòîðûõ âïåðâûå ñòàëè âèäíû îòäåëüíûå çâåçäû; ýòè ïðåêðàñíûå ñíèìêè âîñïðîèçâîäèëèñü âî âñåõ ó÷åáíèêàõ ÕÕ â. Îäíàêî øèðîêîãî ïðèìåíåíèÿ êàññåòà Ðè÷è íå ïîëó÷èëà ââèäó áîëüøîé ñëîæíîñòè ðàáîòû ñ íåé. Ðàçâèòèå ôîòî- è âèäåîòåõíèêè ïîçâîëèëî áûñòðî ôèêñèðîâàòü èçîáðàæåíèå îáúåêòà â ðåæèìå êèíîñúåìêè ñ ïîñëåäóþùèì îòáîðîì íàèáîëåå óäà÷íûõ èçîáðàæåíèé. Áûëè ðàçðàáîòàíû è áîëåå òîíêèå ìåòîäû àïîñòåðèîðíîãî àíàëèçà èçîáðàæåíèé, íàïðèìåð, ìåòîäû ñïåêë-èíòåðôåðîìåòðèè, ïîçâîëÿþùèå âûÿâëÿòü â ðàçìûòîì àòìîñôåðîé ïÿòíå ðàñïîëîæåíèå è ÿðêîñòü îáúåêòîâ ñ çàðàíåå èçâåñòíûìè ñâîéñòâàìè, òàêèõ êàê «òî÷å÷íûå» çâåçäû. Ìàòåìàòè÷åñêèå ìåòîäû âîññòàíîâëåíèÿ èçîáðàæåíèé òàêæå ïîçâîëÿþò ïîâûøàòü êîíòðàñò è âûÿâëÿòü ìåëêèå äåòàëè. Íî âñå ýòè ìåòîäû íåïðèìåíèìû â ïðîöåññå íàáëþäåíèÿ. Ïðèíöèïû àäàïòèâíîé îïòèêè. Çàïóñê íà îðáèòó â 1990 ã. îïòè÷åñêîãî òåëåñêîïà «Õàááë» äèàìåòðîì 2,4 ì è åãî ÷ðåçâû÷àéíî ýôôåêòèâíàÿ ðàáîòà â ïîñëåäóþùèå ãîäû äîêàçàëè áîëüøèå âîçìîæíîñòè òåëåñêîïîâ, íå îáðåìåíåííûõ àòìîñôåðíûìè èñêàæåíèÿìè. Íî âûñîêàÿ ñòîèìîñòü ñîçäàíèÿ è ýêñïëóàòàöèè êîñìè÷åñêîãî òåëåñêîïà çàñòàâèëà àñòðîíîìîâ èñêàòü ïóòè êîìïåíñàöèè àòìîñôåðíûõ ïîìåõ ó ïîâåðõíîñòè Çåìëè. Ïîÿâëåíèå áûñòðîäåéñòâóþùèõ êîìïüþòåðîâ è, íå â ïîñëåäíþþ î÷åðåäü, æåëàíèå âîåííûõ ñîçäàòü ñèñòåìó êîñìè÷åñêîãî îðóæèÿ ñ ëàçåðàìè íàçåìíîãî áàçèðîâàíèÿ ñäåëàëè àêòóàëüíîé ðàáîòó ïî êîìïåíñàöèè àòìîñôåðíûõ èñêàæåíèé èçîáðàæåíèÿ â ðåàëüíîì âðåìåíè. Ñèñòåìà àäàïòèâíîé îïòèêè, âûðàâíèâàÿ è ñòàáèëèçèðóÿ ôðîíò ïðîøåäøåãî ñêâîçü àòìîñôåðó èçëó÷åíèÿ, äàåò âîçìîæíîñòü íå òîëüêî ïîëó÷àòü â ôîêóñå òåëåñêîïà ÷åòêîå èçîáðàæåíèå êîñìè÷åñêîãî îáúåêòà, íî è âûâîäèòü ñ Çåìëè â êîñìîñ îñòðî ñôîêóñèðîâàííûé ëó÷ ëàçåðà. Ê ñ÷àñòüþ, âîåííûå óñòðîéñòâà òàêîãî òèïà ðåàëèçîâàíû íå áûëè, íî ïðîäåëàííàÿ â ýòîì íàïðàâëåíèè ðàáîòà ÷ðåçâû÷àéíî ïîìîãëà àñòðîíîìàì ïî÷òè ïîëíîñòüþ ðåàëèçîâàòü òåîðåòè÷åñêèå ïàðàìåòðû êðóïíûõ òåëåñêîïîâ ïî êà÷åñòâó èçîáðàæåíèÿ. Îáû÷íî àäàïòèâíàÿ ñèñòåìà ðàáîòàåò ñîâìåñòíî ñ ñèñòåìîé àêòèâíîé îïòèêè, ïîääåðæèâàþùåé êîíñòðóêöèþ è îïòè÷åñêèå ýëåìåíòû òåëåñêîïà â èäåàëüíîì ñîñòîÿíèè. Äåéñòâóÿ ñîâìåñòíî, ñèñòåìû àêòèâíîé è àäàïòèâíîé îïòèêè ïðèáëèæàþò êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ ê ïðåÀäàïòèâíàÿ îïòèêà

137


äåëüíî âûñîêîìó, îïðåäåëÿåìîìó ïðèíöèïèàëüíûìè ôèçè÷åñêèìè ýôôåêòàìè (â îñíîâíîì äèôðàêöèåé ñâåòà íà îáúåêòèâå òåëåñêîïà).  ïðèíöèïå ñèñòåìû àêòèâíîé è àäàïòèâíîé îïòèêè ïîäîáíû äðóã äðóãó. Îáå îíè ñîäåðæàò òðè îñíîâíûõ ýëåìåíòà: 1) àíàëèçàòîð èçîáðàæåíèÿ, 2) êîìïüþòåð ñ ïðîãðàììîé, âûðàáàòûâàþùåé ñèãíàëû êîððåêöèè, è 3) èñïîëíÿþùèå ìåõàíèçìû, èçìåíÿþùèå îïòè÷åñêóþ ñèñòåìó òåëåñêîïà òàê, ÷òîáû èçîáðàæåíèå ñòàëî «èäåàëüíûì». Êîëè÷åñòâåííîå ðàçëè÷èå ìåæäó ýòèìè ñèñòåìàìè ñîñòîèò â òîì, ÷òî êîððåêöèþ íåäîñòàòêîâ ñàìîãî òåëåñêîïà (àêòèâíàÿ îïòèêà) ìîæíî ïðîâîäèòü ñðàâíèòåëüíî ðåäêî — ñ èíòåðâàëîì îò íåñêîëüêèõ ñåêóíä äî 1 ìèíóòû, íî èñïðàâëÿòü ïîìåõè, âíîñèìûå àòìîñôåðîé (àäàïòèâíàÿ îïòèêà), íåîáõîäèìî çíà÷èòåëüíî ÷àùå — îò íåñêîëüêèõ äåñÿòêîâ äî íåñêîëüêèõ òûñÿ÷ ðàç â ñåêóíäó. ßñíî, ÷òî ñ òàêîé âûñîêîé ÷àñòîòîé ñèñòåìà àäàïòèâíîé îïòèêè íå ìîæåò èçìåíÿòü ôîðìó ìàññèâíîãî ãëàâíîãî çåðêàëà òåëåñêîïà è âûíóæäåíà óïðàâëÿòü ôîðìîé ñïåöèàëüíîãî äîïîëíèòåëüíîãî ëåãêîãî è ìÿãêîãî çåðêàëà, óñòàíîâëåííîãî ó âûõîäíîãî çðà÷êà òåëåñêîïà Ðåàëèçàöèÿ àäàïòèâíîé îïòèêè. Âïåðâûå íà âîçìîæíîñòü êîððåêöèè àòìîñôåðíûõ èñêàæåíèé èçîáðàæåíèÿ ïðè ïîìîùè äåôîðìèðóåìîãî çåðêàëà óêàçàë â 1953 ã. àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Õîðåñ Áýáêîê (Babcock H. W., 1912–2003). Äëÿ êîìïåíñàöèè èñêàæåíèé îí ïðåäëîæèë èñïîëüçîâàòü îòðàæåíèå ñâåòà îò ìàñëÿíîé ïëåíêè, ïîâåðõíîñòü êîòîðîé äåôîðìèðóåòñÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèìè ñèëàìè. Òîíêîïëåíî÷íûå çåðêàëà ñ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèì óïðàâëåíèåì ðàçðàáàòûâàþòñÿ äëÿ àíàëîãè÷íûõ öåëåé è â íàøè äíè, õîòÿ áîëåå ïîïóëÿðíûì èñïîëíèòåëüíûì ìåõàíèçìîì ñëóæàò ïüåçîýëåìåíòû ñ çåðêàëüíîé ïîâåðõíîñòüþ. Ïëîñêèé ôðîíò ñâåòîâîé âîëíû, ïðîéäÿ ñêâîçü àòìîñôåðó, èñêàæàåòñÿ è âáëèçè òåëåñêîïà èìååò äîâîëüíî ñëîæíóþ ñòðóêòóðó. Äëÿ õàðàêòåðèñòèêè èñêàæåíèÿ îáû÷íî èñïîëüçóþò ïàðàìåòð r0 — ðàäèóñ êîãåðåíòíîñòè âîëíîâîãî ôðîíòà, îïðåäåëÿåìûé êàê ðàññòîÿíèå, íà êîòîðîì ñðåäíåêâàäðàòè÷åñêàÿ ðàçíîñòü ôàç äîñòèãàåò 0,4 äëèíû âîëíû.  âèäèìîì äèàïàçîíå, íà âîëíå äëèíîé 500 íì, â ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ r0 ëåæèò â èíòåðâàëå îò 2 äî 20 ñì; óñëîâèÿ, êîãäà r0 = 10 ñì, íåðåäêî ñ÷èòàþòñÿ òèïè÷íûìè. Óãëîâîå ðàçðåøåíèå êðóïíîãî íàçåìíîãî òåëåñêîïà, ðàáîòàþùåãî ÷åðåç òóðáóëåíòíóþ àòìîñôåðó ñ ïðèìåíåíèåì äëèòåëüíîé ýêñïîçèöèè, ðàâíî ðàçðåøåíèþ èäåàëüíîãî òåëåñêîïà äèàìåòðîì r0, ðàáîòàþùåãî âíå àòìîñôåðû. Ïîñêîëüêó çíà÷åíèå r0 âîçðàñòàåò ïðèáëèçèòåëüíî ïðîïîðöèîíàëüíî äëèíå âîëíû èçëó÷åíèÿ (r0 µ l6/5), àòìîñôåðíûå èñêàæåíèÿ â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå ñóùåñòâåííî ìåíüøå, ÷åì â âèäèìîì. 138

3. Íåáî è òåëåñêîï


Âõîäíîé ïó÷îê Ãèáêîå çåðêàëî Óïðàâëÿþùèé ñèãíàë

Äåôîðìèðîâàííûé âîëíîâîé ôðîíò

Ñâåòîäåëèòåëüíàÿ ïëàñòèíà

Ñêîððåêòèðîâàííûé âîëíîâîé ôðîíò Ôîêóñèðóþùàÿ ëèíçà

Äåòåêòîð âîëíîâîãî ôðîíòà Âõîä â ñèñòåìó êîíòðîëÿ

Èçîáðàæåíèå ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì

Ðèñ. 3.34. Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñõåìà àäàïòèâíîé îïòè÷åñêîé ñèñòåìû òåëåñêîïà.

Äëÿ íåáîëüøèõ íàçåìíûõ òåëåñêîïîâ, äèàìåòð êîòîðûõ ñðàâíèì ñ r0, ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî â ïðåäåëàõ îáúåêòèâà âîëíîâîé ôðîíò ïëîñêèé è â êàæäûé ìîìåíò âðåìåíè íàêëîíåí ñëó÷àéíûì îáðàçîì íà íåêîòîðûé óãîë. Íàêëîí ôðîíòà ñîîòâåòñòâóåò ñìåùåíèþ èçîáðàæåíèÿ â ôîêàëüíîé ïëîñêîñòè, èëè, êàê ãîâîðÿò àñòðîíîìû, äðîæàíèþ (â ôèçèêå àòìîñôåðû ïðèíÿò òåðìèí «ôëóêòóàöèè óãëà ïðèõîäà»). Äëÿ êîìïåíñàöèè äðîæàíèÿ â òàêèõ òåëåñêîïàõ äîñòàòî÷íî ââåñòè ïëîñêîå óïðàâëÿåìîå çåðêàëî, íàêëîíÿþùååñÿ ïî äâóì âçàèìíî ïåðïåíäèêóëÿðíûì îñÿì. Îïûò ïîêàçûâàåò, ÷òî òàêîå ïðîñòåéøåå èñïîëíèòåëüíîå óñòðîéñòâî â ñèñòåìå àäàïòèâíîé îïòèêè ìàëîãî òåëåñêîïà âåñüìà ñóùåñòâåííî ïîâûøàåò êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ ïðè äëèòåëüíûõ ýêñïîçèöèÿõ. Ó òåëåñêîïîâ áîëüøîãî äèàìåòðà (D) íà ïëîùàäè îáúåêòèâà óêëàäûâàåòñÿ ïîðÿäêà (D/r0)2 êâàçèïëîñêèõ ýëåìåíòîâ âîëíîâîãî ôðîíòà. Ýòèì ÷èñëîì è îïðåäåëÿåòñÿ ñëîæíîñòü êîíñòðóêöèè êîìïåíñèðóþùåãî çåðêàëà, ò. å. êîëè÷åñòâî ïüåçîýëåìåíòîâ, êîòîðûå, ñæèìàÿñü è ðàñøèðÿÿñü ïîä äåéñòâèåì óïðàâëÿþùèõ ñèãíàëîâ, ñ âûñîêîé ÷àñòîòîé (äî òûñÿ÷ ãåðö) èçìåíÿþò ôîðìó «ìÿãêîãî» çåðêàëà. Íåòðóäíî îöåíèòü, ÷òî íà êðóïíîì òåëåñêîïå (D = 8–10 ì) ïîëíîå èñïðàâëåíèå ôîðÀäàïòèâíàÿ îïòèêà

139


Ðèñ. 3.35. Ìãíîâåííîå èçîáðàæåíèå ÿðêîé çâåçäû, Âåãè, ïîëó÷åííîå ôðàíöóçñêèì àñòðîíîìîì À. Ëàáåéðè íà 5-ìåòðîâîì Ïàëîìàðñêîì òåëåñêîïå ïðè àòìîñôåðíîì êà÷åñòâå èçîáðàæåíèé 1,5². Èìåííî òàêîé óãëîâîé äèàìåòð èìååò âñÿ ýòà «êëÿêñà» íà ôîòî, íî ñîñòîèò îíà èç ìíîæåñòâà ìåëêèõ ÷àñòåé — ñïåêëîâ, êàæäûé ðàçìåðîì îêîëî 0,02². Ñïåêëû — ýòî ðåçóëüòàò èíòåðôåðåíöèè ñâåòà, ïðîøåäøåãî ÷åðåç îáúåêòèâ òåëåñêîïà è ïîëó÷èâøåãî ñëó÷àéíûå ôàçîâûå çàäåðæêè ïðè ïðîõîæäåíèè ÷åðåç àòìîñôåðó.

ìû âîëíîâîãî ôðîíòà â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå ïîòðåáóåò êîððåêòèðóþùåãî çåðêàëà ñ (10 ì /10 ñì)2 = 10 000 óïðàâëÿåìûõ ýëåìåíòîâ. Ïðè íûíåøíåì ðàçâèòèè ñèñòåì àäàïòèâíîé îïòèêè ýòî ïðàêòè÷åñêè íåâûïîëíèìî. Îäíàêî â áëèçêîì èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå, ãäå çíà÷åíèå r0 = 1 ì, êîððåêòèðóþùåå çåðêàëî äîëæíî ñîäåðæàòü îêîëî 100 ýëåìåíòîâ, ÷òî âïîëíå äîñòèæèìî. Íàïðèìåð, ñèñòåìà àäàïòèâíîé îï òèêè «Èíòåðôåðîìåòðà Î÷åíü áîëüøîãî òåëåñêîïà» (VLTI) Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè â ×èëè èìååò êîððåêòèðóþùåå çåðêàëî èç 60 óïðàâëÿåìûõ ýëåìåíòîâ. Äëÿ âûðàáîòêè ñèãíàëîâ, óïðàâëÿþùèõ ôîðìîé êîððåêòèðóþùåãî çåðêàëà, îáû÷íî àíàëèçèðóåòñÿ ìãíîâåííîå èçîáðàæåíèå ÿðêîé îäèíî÷íîé çâåçäû.  êà÷åñòâå ïðèåìíèêà èñïîëüçóåòñÿ àíàëèçàòîð âîëíîâîãî ôðîíòà, ðàçìåùåííûé ó âûõîäíîãî çðà÷êà òåëåñêîïà. Ñêâîçü ìàòðèöó èç ìíîæåñòâà íåáîëüøèõ ëèíç ñâåò çâåçäû ïîïàäàåò â ÏÇÑêàìåðó, ñèãíàëû êîòîðîé îöèôðîâûâàþòñÿ è àíàëèçèðóþòñÿ êîìïüþòåðîì. Óïðàâëÿþùàÿ ïðîãðàììà, èçìåíÿÿ ôîðìó êîððåêòèðóþùåãî çåðêàëà, äîáèâàåòñÿ òîãî, ÷òîáû èçîáðàæåíèå çâåçäû èìåëî èäåàëüíî «òî÷å÷íûé» âèä. Ïî ñóòè, â ýòîì-òî è çàêëþ÷àåòñÿ ãëàâíàÿ èäåÿ àñòðîíîìè÷åñêîé ñèñòåìû àäàïòèâíîé îïòèêè: íàì çàðàíåå èçâåñòíî, êàêèì â èäåàëüíîì òåëåñêîïå äîëæíî áûòü èçîáðàæåíèå çâåçäû! Çâåçäà äîëæíà âûãëÿäåòü òî÷êîé (òî÷íåå, ìàëåíüêèì äèôðàêöèîííûì êðóæî÷êîì). Èñêðèâèâ ìÿãêîå çåðêàëî òàê, ÷òîáû èçîáðàæåíèå çâåçäû ñòàëî òî÷êîé, ìû ñäåëàåì ÷åòêèìè è èçîáðàæåíèÿ âñåõ ñîñåäíèõ ñ íåé îáúåêòîâ! Ýêñïåðèìåíòû ñ ñèñòåìàìè àäàïòèâíîé îïòèêè íà÷àëèñü â êîíöå 1980-õ ãã., à ê ñåðåäèíå 1990-õ ãã. óæå áûëè ïîëó÷åíû âåñüìà îáíàäåæèâàþùèå ðåçóëüòàòû. Îäíèì èç ïåðâûõ òåëåñêîïîâ, íà êîòîðûõ òåñòèðîâàëàñü ñèñòåìà êîìïåíñàöèè àòìîñôåðíûõ èñêàæåíèé, â 1992 ã. 140

3. Íåáî è òåëåñêîï


ñòàë óæå çíàêîìûé íàì ñòàðåíü êèé 60-äþéìîâûé «Õåéë» îáñåð âàòîðèè Ìàóíò-Âèëñîí. 69-êàíàëüíàÿ ñèñòåìà àäàïòèâíîé îïòèêè ïîçâîëèëà ïîâûñèòü åãî óãëîâîå ðàçðåøåíèå ñ 0,5–1,0² äî 0,07². Ñ 2000 ã. ïðàêòè÷åñêè íà âñåõ êðóïíûõ òåëåñêîïàõ èñïîëüçóþòñÿ òàêèå ñèñòåìû, ïîçâîëÿþùèå äîâåñòè óãëîâóþ ðàçðåøàþùóþ ñïîñîáíîñòü òå ëåñêîïà äî åãî ôèçè÷åñêîãî (äèôðàêöèîííîãî) ïðåäåëà.  êîíöå Ðèñ. 3.36. Ñðàâíåíèå èçîáðàæåíèé çâåçäû, ïîëó÷åííûõ áåç ïðèìåíåíèÿ è ñ èñïîëüçîâàíèåì íîÿáðÿ 2001 ã. ñèñòåìà àäàïòèâñèñ òåìû àäàïòèâíîé îïòèêè. íîé îïòèêè íà÷àëà ðàáîòàòü íà 8,2-ìåòðîâîì òåëåñêîïå «Éåïóí» (VLT, ×èëè). Ýòî ñóùåñòâåííî óëó÷øè ëî êà÷åñòâî íàáëþäàåìîé êàðòèíû: òåïåðü óãëîâîé äèàìåòð èçîáðàæåíèé çâåçä ñîñòàâëÿåò 0,07² â ñïåêòðàëüíîì äèàïàçîíå K (2,2 ìêì) è 0,04² â äèàïàçîíå J (1,2 ìêì). Èñêóññòâåííàÿ çâåçäà. Äëÿ áûñòðîãî àíàëèçà èçîáðàæåíèÿ â ñèñòåìå àäàïòèâíîé îïòèêè èñïîëüçóåòñÿ îïîðíàÿ çâåçäà, êîòîðàÿ äîëæíà áûòü âåñüìà ÿðêîé, ïîñêîëüêó åå ñâåò äåëèòñÿ àíàëèçàòîðîì âîëíîâîãî ôðîíòà íà ñîòíè êàíàëîâ è â êàæäîì èç íèõ ðåãèñòðèðóåòñÿ ñ ÷àñòîòîé îêîëî 1 êÃö. Ê òîìó æå ÿðêàÿ îïîðíàÿ çâåçäà äîëæíà ðàñïîëàãàòüñÿ íà íåáå âáëèçè èçó÷àåìîãî îáúåêòà. Îäíàêî â ïîëå çðåíèÿ òåëåñêîïà äàëåêî íå âñåãäà âñòðå÷àþòñÿ ïîäõîäÿùèå çâåçäû: ÿðêèõ çâåçä íà íåáå íå òàê ìíîãî, ïîýòîìó äî íåäàâíèõ ïîð ñèñòåìàì àäàïòèâíîé îïòèêè áûëè äîñòóïíû íàáëþäåíèÿ ëèøü 1% íåáîñâîäà — ìàëåíüêèå ïëîùàäêè âîêðóã ÿðêèõ çâåçä. ×òîáû ñíÿòü ýòî îãðàíè÷åíèå, áûëî ïðåäëîæåíî èñïîëüçîâàòü èñêóññòâåííûé «ìàÿ÷îê», êîòîðûé ðàñïîëàãàëñÿ áû âáëèçè èçó÷àåìîãî îáúåêòà è ïîìîãàë çîíäèðîâàòü àòìîñôåðó. Ýêñïåðèìåíòû ïîêàçàëè, ÷òî äëÿ ðàáîòû àêòèâíîé îïòèêè î÷åíü óäîáíî ïðè ïîìîùè ñïåöèàëüíîãî ëàçåðà ñîçäàâàòü â âåðõíèõ ñëîÿõ àòìîñôåðû èñêóññòâåííóþ çâåçäó (Laser Guide Star, LGS) — ìàëåíüêîå ÿðêîå ïÿòíî, ïîñòîÿííî ïðèñóòñòâóþùåå â ïîëå çðåíèÿ òåëåñêîïà. Êàê ïðàâèëî, äëÿ ýòîãî èñïîëüçóåòñÿ ëàçåð íåïðåðûâíîãî äåéñòâèÿ ñ âûõîäíîé ìîùíîñòüþ â íåñêîëüêî âàòò, íàñòðîåííûé íà ÷àñòîòó ðåçîíàíñíîé ëèíèè íàòðèÿ (íàïðèìåð, íà ëèíèþ D2 Na). Åãî ëó÷ ôîêóñèðóåòñÿ â àòìîñôåðå íà âûñîòå îêîëî 90 êì, òàì, ãäå ïðèñóòñòâóåò åñòåñòÀäàïòèâíàÿ îïòèêà

141


âåííûé ñëîé âîçäóõà, îáîãàùåííûé íàòðèåì, ñâå÷åíèå êîòîðîãî êàê ðàç è âîçáóæäàåòñÿ ëàçåðíûì ëó÷îì. Ôèçè÷åñêèé ðàçìåð ñâåòÿùåéñÿ îáëàñòè ñîñòàâëÿåò îêîëî 1 ì, ÷òî ñ ðàññòîÿíèÿ â 100 êì âîñïðèíè ìaåòñÿ êàê îáúåêò ñ óãëîâûì äèàìåòðîì îêîëî 1². Íàïðèìåð, â ñèñòåìå ALFA (Adaptive optics with Laser For Astronomy), ðàçðàáîòàííîé â Èíñòèòóòå âíåçåìíîé ôèçèêè è Èíñòèòóòå àñòðîíîìèè Îáùåñòâà èì. Ìàêñà Ïëàíêà (Ãåðìàíèÿ) è ïóùåííîé â îïûòíóþ ýêñïëóàòàöèþ â 1998 ã., àðãîíîâûé ëàçåð íàêà÷êè ìîùíîñòüþ 25 Âò âîçáóæäàåò ëàçåð íà êðàñèòåëÿõ âûõîäíîé ìîùíîñòüþ 4,25 Âò, êîòîðûé è äàåò èçëó÷åíèå â ëèíèè D2 íàòðèÿ. Ýòî óñòðîéñòâî ñîçäàåò èñêóññòâåííóþ çâåç äó ñ âèçóàëüíûì áëåñêîì 9–10m. Ïðàâäà, ïîÿâëåíèå â àòìîñôåðå àýðîçîëÿ èëè íàáëþäåíèå íà áîëüøèõ çåíèòíûõ ðàññòîÿíèÿõ ñóùåñòâåí íî ñíèæàþò áëåñê è êà÷åñòâî èñêóññòâåííîé çâåçäû. Ïîñêîëüêó ëó÷ ìîùíîãî ëàçåðà ñïîñîáåí íî÷üþ îñëåïèòü ïèëîòà ñàìîëåòà, àñòðîíîìû ïðèíèìàþò ìåðû áåçîïàñíîñòè. Âèäåîêàìåðà ñ ïîëåì çðåíèÿ 20° ñëåäèò ÷åðåç òîò æå òåëåñêîï çà îáëàñòüþ íåáà âîêðóã èñêóññòâåííîé çâåçäû è ïðè ïîÿâëåíèè ëþáîãî îáúåêòà âûäàåò êîìàíäó íà çàñëîíêó, ïåðåêðûâàþùóþ ëàçåðíûé ëó÷. Ñîçäàíèå â êîíöå ÕÕ â. ñèñòåì àäàïòèâíîé îïòèêè îòêðûëî íîâûå ïåðñïåêòèâû ïåðåä íàçåìíîé àñòðîíîìèåé: óãëîâîå ðàçðåøåíèå êðóïíûõ íàçåìíûõ òåëåñêîïîâ â âèäèìîì äèàïàçîíå âïëîòíóþ ïðèáëèçèëîñü ê âîçìîæíîñòÿì êîñìè÷åñêîãî òåëåñêîïà «Õàááë», à â áëèçêîì èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå äàæå çàìåòíî ïðåâûñèëî èõ. Ê òîìó æå ðàçðàáîòêà àäàïòèâíîé îïòèêè ñäåëàëà âîçìîæíûì ñòðîèòåëüñòâî íàçåìíûõ îïòè÷åñêèõ èíòåðôåðîìåòðîâ íà áàçå òåëåñêîïîâ áîëüøîãî äèàìåòðà. Äåëî â òîì, ÷òî ïîñëå ïðîõîæäåíèÿ ñâåòîâîãî ëó÷à ÷åðåç àòìîñôåðó îí òåðÿåò êîãåðåíòíîñòü, è ðàáîòà èíòåðôåðîìåòðà ñòàíîâèòñÿ íåâîçìîæíîé. Ïîýòîìó íàçåìíûå èíòåðôåðîìåòðû áåç ñèñòåìû àäàïòèâíîé îïòèêè ðàáîòàòü íå ìîãóò. Áëàãîäàðÿ ñîçäàíèþ ýòèõ ñèñòåì óæå âñòóïàþò â ñòðîé êðóïíûå îïòè÷åñêèå èíòåðôåðîìåòðû, êîòîðûå áóäóò ñïîñîáíû íå òîëüêî îáíàðóæèâàòü, íî äàæå èññëåäîâàòü ïëàíåòû ó äðóãèõ çâåçä. Óòâåðæäåíèå, ÷òî òåïåðü âñå àñòðîíîìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ ìîæíî ïðîâîäèòü èç êîñìîñà, íå âûäåðæèâàåò êðèòèêè, ïîñêîëüêó íå èìååò ñìûñëà äåëàòü çà áîëüøèå äåíüãè â êîñìîñå òî, ÷òî ìîæíî çíà÷èòåëüíî äåøåâëå ñäåëàòü íà Çåìëå. ×åòûðå äåñÿòèëåòèÿ êîñìè÷åñêîé àñòðîíîìèè ïîêàçàëè, ÷òî ñ îðáèòû íóæíî íàáëþäàòü ëèøü òî, ÷òî íåäîñòóïíî íà Çåìëå. Áîëüøóþ ÷àñòü îïòè÷åñêèõ è ðàäèîíàáëþäåíèé ñ óñïåõîì ìîæíî ïðîâîäèòü èç íàçåìíûõ îáñåðâàòîðèé, åñëè íå ñîçäàâàòü èì ïðåïÿòñòâèé â ðàáîòå. 142

3. Íåáî è òåëåñêîï


Îáñóäèâ çàìå÷àòåëüíûå òåõíè÷åñêèå âîçìîæíîñòè è ïåðñïåêòèâû íàçåìíîé àñòðîíîìèè, ìû äîëæíû êîñíóòüñÿ åùå îäíîé, «íåòåõíè÷åñêîé» ïðîáëåìû — êàê âûáðàòü íà äíå íàøåãî âîçäóøíîãî îêåàíà íàèëó÷øåå ìåñòî äëÿ ñòðîèòåëüñòâà òåëåñêîïà. Êàçàëîñü áû, ñàìîå æåëàííîå ìåñòî äëÿ óñòàíîâêè òåëåñêîïà — âåðøèíà Ýâåðåñòà, íî ïî÷åìó-òî íèêòî èç àñòðîíîìîâ òóäà íå ñòðåìèòñÿ. Âêëàäûâàÿ áîëüøèå äåíüãè â ñòðîèòåëüñòâî òåëåñêîïîâ, àñòðîíîìû ïðèäèð÷èâî âûáèðàþò ìåñòà äëÿ ñîîðóæåíèÿ îáñåðâàòîðèé, ïðåäúÿâëÿÿ ê íèì ìàññó ïðîòèâîðå÷èâûõ òðåáîâàíèé. Ñðåäè íèõ åñòü âïîëíå ïîíÿòíûå — ýêîíîìè÷åñêèå. Ìåñòî ñòðîèòåëüñòâà êðóïíîãî òåëåñêîïà äîëæíî áûòü äîñòóïíûì äëÿ áîëüøåãðóçíûõ àâòîìîáèëåé, ïåðåâîçÿùèõ ìàññèâíûå ÷àñòè òåëåñêîïà è åãî çåðêàëî. Æåëàòåëüíî, ÷òîáû íåâäàëåêå ïðîõîäèëè ìîðñêèå èëè ðå÷íûå ïóòè. Ïðè ýòîì æåëàòåëüíî èçáåãàòü ñåéñìè÷åñêè àêòèâíûõ îáëàñòåé, õîòÿ ýòî ðåäêî óäàåòñÿ. Ó÷èòûâàÿ âûñîêóþ ñòîèìîñòü áîëüøèõ òåëåñêîïîâ, èõ ñòàðàþòñÿ ðàçìåùàòü â ïîëèòè÷åñêè ñòàáèëüíûõ ñòðàíàõ. Íî âñå æå ãëàâíûìè òðåáîâàíèåì ïðè âûáîðå ìåñòà ÿâëÿåòñÿ òðåáîâàíèå ê åãî àñòðîêëèìàòó. Àñòðîíîìè÷åñêèé êëèìàò? Îêàçûâàåòñÿ, åñòü è òàêîé!

Àñòðîêëèìàò àê íàçûâàþò ñîâîêóïíîñòü àòìîñôåðíûõ óñëîâèé, âëèÿþùèõ íà êà÷åñòâî àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé. Âàæíåéøèå èç íèõ — ïðîçðà÷íîñòü âîçäóõà, ñòåïåíü åãî îäíîðîäíîñòè (âëèÿþùàÿ íà ÷åòêîñòü èçîáðàæåíèÿ îáúåêòîâ), âåëè÷èíà ôîíîâîãî ñâå÷åíèÿ àòìîñôåðû, ñóòî÷íûå ïåðåïàäû òåìïåðàòóðû è ñèëà âåòðà. Íàïîìíþ: àñòðîíîìè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ ïðîèçâîäÿòñÿ ñî äíà âîçäóøíîãî îêåàíà. Óæå ãîâîðèëîñü, ÷òî, áóäó÷è ñæàòà äî ïëîòíîñòè âîäû, íàøà àòìîñôåðà èìåëà áû òîëùèíó 10 ìåòðîâ!  ìîðå ñ òàêîé ãëóáèíû çâåçäû ïðàêòè÷åñêè íå âèäíû. Ê ñ÷àñòüþ, íàøà àòìîñôåðà ïðîçðà÷íåå ìîðñêîé âîäû è ïîçâîëÿåò íàì âèäåòü Âñåëåííóþ. Íî âîëíåíèå âîçäóøíîãî îêåàíà, ïëàâàþùèå â íåì îáëàêà è ïûëü, ñâå÷åíèå ãàçîâ è ïîãëîùåíèå èìè ñâåòà çâåçä — âñå ýòî âûíóæäàåò àñòðîíîìîâ ñòðåìèòüñÿ ê «âñïëûòèþ», ê ïðîäâèæåíèþ â âåðõíèå ñëîè àòìîñôåðû. Ñòðîèòåëüñòâî îáñåðâàòîðèé âûñîêî â ãîðàõ, ðàçìåùåíèå òåëåñêîïîâ íà ñàìîëåòàõ, àýðîñòàòàõ è, íàêîíåö, íà áîðòó êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòîâ ïîçâîëÿåò â òîé èëè èíîé ñòåïåíè èçáåæàòü âðåäíîãî âëèÿíèÿ àòìîñôåðû, íî ñîçäàåò íîâûå òðóäíîñòè, ïðåæäå âñåãî ôèíàíñîâûå. Îñîáåííî äîðîãîñòîÿùè êîñìè÷åñêèå îáñåðâàòîðèè, ïîýòîìó, çà ðåäêèì èñêëþ÷åíèåì, îíè ñîçäàþòñÿ äëÿ íàáëþäåíèÿ òåõ âèäîâ èçëó÷å-

Ò

Àñòðîêëèìàò

143


íèÿ, êîòîðûå ñîâåðøåííî íå ïðîõîäÿò ñêâîçü àòìîñôåðó ê ïîâåðõíîñòè Çåìëè, íàïðèìåð ðåíòãåíîâñêîãî èëè äàëåêîãî èíôðàêðàñíîãî. Äëÿ íàáëþäåíèÿ â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå àñòðîíîìû äî ñèõ ïîð ðàçìåùàþò áîëüøóþ ÷àñòü ñâîèõ ïðèáîðîâ íà ïîâåðõíîñòè Çåìëè, íî ïðè ýòîì ñòàðàþòñÿ âûáèðàòü ìåñòî è ñîçäàâàòü óñëîâèÿ, ìàêñèìàëüíî âûãîäíûå äëÿ íàáëþäåíèé. Ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû.  îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå ïðîçðà÷íîñòü çåìíîé àòìîñôåðû äîñòàòî÷íî âåëèêà: ñâåò çâåçäû, íàõîäÿùåéñÿ â çåíèòå, ïðè íàáëþäåíèè ñ óðîâíÿ ìîðÿ îñëàáåâàåò íà 25–50% (ìåíüøå — ó êðàñíîãî, áîëüøå — ó ãîëóáîãî êîíöà ñïåêòðà), à ñ âûñîòû ñîâðåìåííîé ãîðíîé îáñåðâàòîðèè (2500–3000 ì) â ñðåäíåì íà 20%. Íî àòìîñôåðíîå ïîãëîùåíèå ìåíÿåòñÿ â çàâèñèìîñòè îò âûñîòû ñâåòèëà íàä ãîðèçîíòîì. Ïðè íàáëþäåíèè çâåçäû â çåíèòå ëó÷ ñâåòà ïðîõîäèò ìèíèìàëüíûé ïóòü ñêâîçü àòìîñôåðó è ïîýòîìó èñïûòûâàåò ìèíèìàëüíîå ïîãëîùåíèå. ×åì áîëüøå óãëîâîå ðàññòîÿíèå çâåçäû îò çåíèòà, òåì äëèííåå ïóòü ëó÷à â àòìîñôåðå è, ñîîòâåòñòâåííî, ñèëüíåå îñëàáëåíèå ñâåòà. Äëÿ òîãî ÷òîáû èñïðàâèòü íàáëþäàåìóþ ÿðêîñòü ñâåòèëà â âèçóàëüíîì äèàïàçîíå ñïåêòðà çà äîïîëíèòåëüíîå ïîãëîùåíèå ñâåòà â àòìîñôåðå (êàê ãîâîðÿò, «ïðèâåñòè íàáëþäåíèÿ ê çåíèòó»), íóæíî îò íàáëþäàåìîé çâåçäíîé âåëè÷èíû îòíÿòü Dm: Âûñîòà çâåçäû íàä ãîðèçîíòîì

Dm

Âûñîòà çâåçäû íàä ãîðèçîíòîì

Dm

90°

0,00m

20°

0,43m

70

0,01

15

0,65

50

0,06

10

0,99

40

0,12

5

1,77

30

0,23

3

2,61

Ýòè ïîïðàâêè äàíû äëÿ íàáëþäàòåëÿ íà óðîâíå ìîðÿ; ñ óâåëè÷åíèåì âûñîòû ìåñòà îíè óìåíüøàþòñÿ. Ïðè ýòîì èìååòñÿ â âèäó, ÷òî êà÷åñòâî íåáà îòëè÷íîå. Ïðè õóäøåì êà÷åñòâå íåáà (âûñîêàÿ âëàæíîñòü èëè çàïûëåííîñòü, ïåðèñòûå îáëàêà) ïîïðàâêà ñòàíîâèòñÿ âñ¸ áîëüøå è íåîïðåäåëåííåå, îñîáåííî âáëèçè ãîðèçîíòà.  óëüòðàôèîëåòîâîì (ÓÔ) äèàïàçîíå ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû ðåçêî ñíèæàåòñÿ: äëÿ âîëí êîðî÷å 280 íì âîçäóõ ïðàêòè÷åñêè íåïðîçðà÷åí.  èíôðàêðàñíîì (ÈÊ) äèàïàçîíå ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû î÷åíü íåîäíîðîäíà: â ñïåêòðå ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî ìîùíûõ ïîëîñ ïîãëîùåíèÿ ìîëåêóëàìè êèñëîðîäà è âîäû. Ïîýòîìó äëÿ íàáëþäåíèÿ â áëèçêîì ÈÊ-äèàïàçîíå òåëåñêîïû óñòàíàâëèâàþò â ñóõèõ âûñîêîãîð144

3. Íåáî è òåëåñêîï


íûõ ðàéîíàõ, íàïðèìåð â ïóñòûíå Àòàêàìà èëè íà âåðøèíàõ äðåâíèõ ãàâàéñêèõ âóëêàíîâ (âûñîòà áîëåå 4000 ì).  äàëåêîì ÈÊ- è ÓÔ-äèàïàçîíàõ íàáëþäåíèÿ âîçìîæíû òîëüêî ñ êîñìè÷åñêèõ ñòàíöèé. Êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ. Ïðè âûáîðå ìåñòà äëÿ ñòðîèòåëüñòâà îáñåðâàòîðèè àñòðîíîìîâ â ïåðâóþ î÷åðåäü èíòåðåñóåò êîëè÷åñòâî ÿñíîãî íî÷íîãî âðåìåíè. Îíî èçìåðÿåòñÿ â ñóììàðíîì ãîäîâîì êîëè÷åñòâå ÷àñîâ áåçîáëà÷íîãî íåáà â ïåðèîä àñòðîíîìè÷åñêîé íî÷è, êîãäà ïîãðóæåíèå Ñîëíöà ïîä ãîðèçîíò ïðåâîñõîäèò 18° è óæå íå çàìåòíû ñóìåðå÷íûå ÿâëåíèÿ. Äëÿ ñòàðûõ óíèâåðñèòåòñêèõ îáñåðâàòîðèé, ðàçìåùåííûõ âáëèçè êðóïíûõ ãîðîäîâ Åâðîïû, ýòî âðåìÿ ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà 200–300 ÷àñîâ â ãîä (Ïóëêîâî, Ðèãà, Ìîñêâà). Äëÿ ãîðíûõ îáñåðâàòîðèé, ðàñïîëîæåííûõ â þæíîé ÷àñòè áûâøåãî ÑÑÑÐ (Êðûì, Êàâêàç, Êàçàõñòàí, Óçáåêèñòàí), ýòî 1000–1500 ÷àñîâ â ãîä, à äëÿ íàèáîëåå ñîâðåìåííûõ îáñåðâàòîðèé â ãîðàõ ×èëè è íà Ãàâàéÿõ — 2500–3000 ÷àñîâ, ÷òî áëèçêî ê ñóììàðíîìó òåìíîìó âðåìåíè çà ãîä. Îäíàêî äàæå ñîâåðøåííî ÿñíàÿ íî÷ü ìîæåò íå óäîâëåòâîðÿòü àñòðîíîìîâ ïî êà÷åñòâó èçîáðàæåíèÿ îáúåêòîâ. Âîçäóøíûå ñëîè ðàçíîé ïëîòíîñòè ïî-ðàçíîìó ïðåëîìëÿþò ñâåòîâîé ëó÷. Åñëè âîçäóõ ñïîêîåí, òî ýòî ïðèâîäèò ëèøü ê ñìåùåíèþ èçîáðàæåíèÿ êàê öåëîãî, íåìíîãî ïðèïîäíèìàÿ åãî íàä ãîðèçîíòîì (àòìîñôåðíàÿ ðåôðàêöèÿ). Íî åñëè ñëîè âîçäóõà ñ ðàçëè÷íîé òåìïåðàòóðîé è ïëîòíîñòüþ õàîòè÷åñêè ïåðåìåøàíû, òî èçîáðàæåíèå çâåçäû äðîæèò è ðàçìûâàåòñÿ, òî÷íî èçìåðèòü åãî ïîëîæåíèå è ÿðêîñòü ñòàíîâèòñÿ íåâîçìîæíî, ìåëêèå äåòàëè íà èçîáðàæåíèÿõ ïëàíåò, òóìàííîñòåé è ãàëàêòèê íå âèäíû. Êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ îáû÷íî õàðàêòåðèçóþò óãëîâûì äèàìåòðîì êðóæêà, â âèäå êîòîðîãî ïðåäñòàåò àñòðîíîìó èçîáðàæåíèå çâåçäû â òåëåñêîïå. Ïðèåìëåìûì äëÿ íàáëþäåíèé ñ÷èòàåòñÿ êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ â 2–3², âåñüìà õîðîøèì — â 1². Íà ëó÷øèõ âûñîêîãîðíûõ îáñåðâàòîðèÿõ áûâàþò èçîáðàæåíèÿ â 0,5² è äàæå 0,35². Äàëåêî íå êàæäàÿ ÿñíàÿ íî÷ü îáåñïå÷èâàåò âûñîêîå êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ; òàê, âåòðåíàÿ ïîãîäà óõóäøàåò åãî â ñâÿçè ñ óñèëåíèåì òóðáóëåíòíîñòè â àòìîñôåðå: çâåçäû ñèëüíî ìåðöàþò è äðîæàò. Ïðåäâàðèòåëüíûé îòáîð ïåðñïåêòèâíûõ ìåñò äëÿ ñòðîèòåëüñòâà îáñåðâàòîðèè ïðîèçâîäèòñÿ íà îñíîâå ìåòåîðîëîãè÷åñêîé èíôîðìàöèè, à çàòåì îðãàíèçóþòñÿ ìíîãîìåñÿ÷íûå (èíîãäà è ìíîãîëåòíèå) ýêñïåäèöèè äëÿ èçó÷åíèÿ âûáðàííûõ ìåñò. Ñ ïîìîùüþ íåáîëüøèõ ýêñïåäèöèîííûõ ïðèáîðîâ, èìèòèðóþùèõ íàáëþäåíèå ñ êðóïíûì òåëåñêîïîì, ïðîâîäÿòñÿ èçìåðåíèÿ êà÷åñòâà èçîáðàæåíèé çâåçä â ðàçíûå ñåçîíû ãîäà. Îêîí÷àòåëüíîå ðåøåíèå î ñòðîèòåëüñòâå îáñåðâàòîðèè ïðèíèìàþò, èñõîäÿ èç ïîëó÷åííûõ ýêñïåäèöèÿìè ðåçóëüòàòîâ è â íåìàëîé ñòåÀñòðîêëèìàò

145


ïåíè — èç ýêîíîìè÷åñêèõ îáñòîÿòåëüñòâ: íàëè÷èÿ èñòî÷íèêîâ âîäû è ýëåêòðè÷åñòâà, ìîðñêèõ ïîðòîâ, àýðîäðîìîâ è äîðîã, ïîñêîëüêó äîñòàâêà è ìîíòàæ áîëüøîãî òåëåñêîïà, ïðåæäå âñåãî åãî ìíîãîìåòðîâîãî çåðêàëà, ïðåäñòàâëÿåò ñëîæíóþ òðàíñïîðòíóþ ïðîáëåìó. Äàæå íà ñàìûõ õîðîøèõ ñ òî÷êè çðåíèÿ àñòðîêëèìàòà ãîðíûõ âåðøèíàõ, òàêèõ êàê Ñåððî-Ïàðàíàë â ÷èëèéñêîé ïóñòûíå Àòàêàìà, Ìàóíà-Êåà íà Ãàâàéñêèõ îñòðîâàõ, Ðîêà-äå-ëîñ-Ìó÷à÷îñ íà î. Ïàëüìà â àðõèïåëàãå Êàíàðñêèõ îñòðîâîâ, ïðîçðà÷íîñòü àòìîñôåðû è êà÷åñòâî èçîáðàæåíèÿ íåïðåðûâíî èçìåíÿþòñÿ. Ïîýòîìó àñòðîíîì-íàáëþäàòåëü ðåãóëÿðíî äåëàåò çàïèñè â æóðíàëå íàáëþäåíèé ñ óêàçàíèåì ñîñòîÿíèÿ íåáà è ðàçìåðà èçîáðàæåíèÿ çâåçä. Ïðè âûñîêîòî÷íîì èçìåðåíèè áëåñêà ïåðåìåííûõ çâåçä ïðèõîäèòñÿ äî è ïîñëå èçìåðåíèÿ èçó÷àåìîé çâåçäû îïðåäåëÿòü òàêæå è áëåñê ñïåöèàëüíî âûáðàííûõ çâåçä ñðàâíåíèÿ («ñòàíäàðòîâ»), ïðî êîòîðûå èçâåñòíî, ÷òî îíè ñâåòÿò î÷åíü ñòàáèëüíî, ïîýòîìó èçìåíåíèå èõ âèäèìîé ÿðêîñòè öåëèêîì ñâÿçàíî ñî ñâîéñòâàìè àòìîñôåðû Çåìëè. Îäíèì èç ïðîñòûõ ñïîñîáîâ äàòü êîëè÷åñòâåííóþ îöåíêó êà÷åñòâà íåáà ÿâëÿåòñÿ óêàçàíèå íà ñàìóþ ñëàáóþ çâåçäó, âèäèìóþ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì. Õîòÿ êàæäûé ÷åëîâåê îïðåäåëÿåò ñàìóþ ñëàáóþ çâåçäó ïî-ñâîåìó, â ñðåäíåì ýòà âåëè÷èíà ïðèìåðíî îäèíàêîâà äëÿ âñåõ ëþäåé ñ íîðìàëüíûì çðåíèåì. Èíäèâèäóàëüíî äëÿ êàæäîãî íàáëþäàòåëÿ òàêîé ìåòîä îïðåäåëåíèÿ êà÷åñòâà íåáà äàåò âåñüìà íàäåæíóþ îòíîñèòåëüíóþ îöåíêó. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ñëàáåéøåé èç âèäèìûõ çâåçä ïðèíÿòî èñïîëüçîâàòü îáëàñòü íåáà âáëèçè ñåâåðíîãî ïîëþñà ìèðà. Ýòà îáëàñòü èìååò íåñêîëüêî ïðåèìóùåñòâ: íà ñðåäíèõ ñåâåðíûõ øèðîòàõ îíà íåçàõîäÿùàÿ, åå âûñîòà íå ìåíÿåòñÿ â òå÷åíèå íî÷è è ãîäà, òàê ÷òî èçìåíåíèåì ïðîçðà÷íîñòè àòìîñôåðû ñ âûñîòîé ìîæíî ïðåíåáðå÷ü.  ýòîé îáëàñòè íåò ÿðêèõ çâåçä è íå áûâàåò ïëàíåò, êîòîðûå áû ñëåïèëè ãëàçà. Ñëàáûå çâåçäû òàì äîâîëüíî äàëåêè äðóã îò äðóãà è ïîýòîìó ëåãêî îòîæäåñòâëÿþòñÿ. Êðîìå òîãî, ïîëå âîêðóã Ïîëÿðíîé çâåçäû èìååò ïðîñòóþ êîíôèãóðàöèþ è ëåãêî çàïîìèíàåòñÿ. Çàãðÿçíåíèå íî÷íîãî íåáà èñêóññòâåííûì ñâåòîì. Ïîìèìî åñòåñòâåííûõ ôàêòîðîâ, â ÕÕ â. àñòðîêëèìàò èñïûòàë ñóùåñòâåííîå âëèÿíèå öèâèëèçàöèè. Âàæíåéøèì îòðèöàòåëüíûì ôàêòîðîì ñòàëî íî÷íîå îñâåùåíèå ãîðîäîâ, ñäåëàâøåå íåâîçìîæíûì ïðîâåäåíèå â íèõ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé. Íà ïðîòÿæåíèè ÕÕ â. áîëüøèíñòâî ëþäåé ëèøèëîñü çàõâàòûâàþùåãî âèäà Âñåëåííîé, êîòîðûì ìîãëè íàñëàæäàòüñÿ èõ ïðåäêè â ëþáóþ ÿñíóþ íî÷ü. Ðàñïðîñòðàíåíèå ýëåêòðè÷åñêîãî îñâåùåíèÿ è ðîñò ãîðîäñêîãî íàñåëåíèÿ ñòàëè ïðè÷èíîé áûñòðîãî ðîñòà ÿðêîñòè íåáà 146

3. Íåáî è òåëåñêîï


íàä ãîðîäàìè. Íåìíîãèå èç ñîâðåìåííûõ ëþäåé âèäåëè ïåðâîçäàííîå òåìíîå íåáî. Äëÿ ãîðîäñêîãî æèòåëÿ óñûïàííîå çâåçäàìè íåáî äîñòóïíî òîëüêî â ïëàíåòàðèè. Êîìåòà Õåéëà—Áîïïà (1997 ã.) áûëà ñàìîé çðåëèùíîé êîìåòîé íàøåãî âðåìåíè, íî èç-çà çàñâåòêè ãîðîäîâ äëÿ áîëüøèíñòâà ëþäåé îíà âûãëÿäåëà êàê åäâà çàìåòíûé ðàçìûòûé øàðèê. Äàæå â ñåëüñêîé ìåñòíîñòè ñëàáîå äâîðîâîå îñâåùåíèå ÷àñòî çàòìåâàåò âåëèêîëåïèå íî÷íîãî íåáà. Îäèí èç íàèáîëåå èçâåñòíûõ ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè ÕÕ â. Ëåñëè Ïåëòüå â ñâîåé àâòîáèîãðàôèè ñ ñîæàëåíèåì âñïîìèíàåò î êðàñîòå íî÷íîãî íåáà: «Äàæå íà ôåðìå íå âèäíû áîëüøå Ëóíà è çâåçäû. Äàííîå íàì Ãîñïîäîì ïðàâî ëþáîâàòüñÿ çâåçäàìè ôåðìåð ðàçìåíÿë íà âàòòû ñâîåãî êðóãëîñóòî÷íîãî ñîëíöà. Åãî äåòè óæå íèêîãäà íå óâèäÿò áëàãîñëîâåííîé òåìíîòû íåáåñ». Èçáûòîê íî÷íîãî îñâåùåíèÿ íå òîëüêî âûçûâàåò óâåëè÷åíèå ÿðêîñòè íåáà, íî è â öåëîì îòðèöàòåëüíî âëèÿåò íà îêðóæàþùóþ ñðåäó, âìåøèâàÿñü â åñòåñòâåííûå ðèòìû áèîñôåðû. Èçáûòî÷íîå îñâåùåíèå è íàïðÿìóþ âåäåò ê çàãðÿçíåíèþ îêðóæàþùåé ñðåäû â ñâÿçè ñ äîáû÷åé, òðàíñïîðòèðîâêîé è ñæèãàíèåì óãëÿ è íåôòè. Ëèøíèé ñâåò â îñíîâíîì ñâÿçàí ñ ïëîõîé êîíñòðóêöèåé ôîíàðåé, ðàññåèâàþùèõ ëó÷è ãîðèçîíòàëüíî è ââåðõ, â íåáî. Ýòîò ñâåò îñëåïëÿåò âîäèòåëåé è ïåøåõîäîâ, ïîäâåðãàÿ èõ æèçíü ðèñêó. Ïðè ýòîì áåññìûñëåííûé ðàñõîä ýëåêòðîýíåðãèè ñîñòàâëÿåò ïî âñåìó ìèðó ìèëëèàðäû äîëëàðîâ â ãîä. Àñòðîíîìèÿ î÷åíü ÷óâñòâèòåëüíà ê èñêóññòâåííîé çàñâåòêå íåáà. Áîëüøèíñòâî íàáëþäåíèé, îñîáåííî â îáëàñòè âíåãàëàêòè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé è êîñìîëîãèè, òåïåðü ìîæíî ïðîâîäèòü ëèøü â ìåñòàõ, óäàëåííûõ îò êðóïíûõ ãîðîäîâ íà ñîòíè êèëîìåòðîâ. Íåêîòîðûå ñòàðûå îáñåðâàòîðèè, òàêèå êàê Äàíëîï â Îíòàðèî (Êàíàäà), Ìàóíò-Âèëñîí â Êàëèôîðíèè, Ïóëêîâñêàÿ (Ñàíêò-Ïåòåðáóðã) è Ìîñêîâñêàÿ î÷åíü ñòðàäàþò îò ãîðîäñêîé çàñâåòêè íåáà. Íîâûå îáñåðâàòîðèè ðàñïîëàãàþò â óäàëåííûõ ìåñòàõ, à èñòèííûì ëþáèòåëÿì àñòðîíîìèè ïðèõîäèòñÿ óåçæàòü äàëåêî çà ãîðîä, ÷òîáû ïðîâîäèòü ñâîè íàáëþäåíèÿ. Íà òåððèòîðèè êàæäîé îáñåðâàòîðèè íî÷íîå îñâåùåíèå äåëàþò ìèíèìàëüíî ÿðêèì, à íåðåäêî è ïîëíîñòüþ îòêëþ÷àþò âî âðåìÿ íàáëþäåíèé. Íî, ê ñîæàëåíèþ, ñâåò áîëüøîãî ãîðîäà, ðàñïîëîæåííîãî äàæå â 100 êì îò îáñåðâàòîðèè, ëèøàåò àñòðîíîìîâ âîçìîæíîñòè íàáëþäàòü òóñêëûå îáúåêòû. Ïîýòîìó ó÷åíûå îáðàùàþòñÿ ê ìåñòíûì âëàñòÿì è íàñåëåíèþ ñ ïðîñüáîé î ñîõðàíåíèè òåìíîòû íî÷íîãî íåáà. Ñ ïîìîùüþ ìåñòíûõ âëàñòåé ïðîáëåìà íî÷íîé çàñâåòêè íåáà áûëà ðåøåíà â ðÿäå êðóïíûõ îáñåðâàòîðèé Àðèçîíû è Êàëèôîðíèè. Èçáåæàòü çàñâåòêè ïîçâîëÿþò ôîíàðè ñ çàêðûòûìè ëàìïàìè, íàïðàâëÿþùèå ñâåò òîëüêî âíèç.  ýòîì ñëó÷àå ñàì èñòî÷íèê ñâåòà îñòàåòñÿ íåÀñòðîêëèìàò

147


Ðèñ. 3.37. Êîñìè÷åñêàÿ ïàíîðàìà íî÷íîé Çåìëè äàåò ïðåäñòàâëåíèå î ñòåïåíè ñâåòîâîãî çàãðÿçíåíèÿ íåáà â ðàçíûõ óãîëêàõ ïëàíåòû.


Ðèñ. 3.38. «Ñâåòîâîå çàãðÿçíåíèå» Åâðîïû.

âèäèìûì ñî ñòîðîíû, â îòëè÷èå îò îáû÷íûõ óëè÷íûõ è äâîðîâûõ ôîíàðåé. Ê òîìó æå âîçíèêàåò ñóùåñòâåííàÿ ýêîíîìèÿ ýíåðãèè çà ñ÷åò ñíèæåíèÿ ïîòåðü ñâåòà. Äîïîëíèòåëüíàÿ ýêîíîìèÿ äîñòèãàåòñÿ ïðè èñïîëüçîâàíèè áîëåå ýôôåêòèâíûõ ëàìï, òðåáóþùèõ ìåíüøå ýíåðãèè äëÿ ïîëó÷åíèÿ òðåáóåìîãî êîëè÷åñòâà ñâåòà. Ïî êðèòåðèþ ðîñòà ýôôåêòèâíîñòè óëè÷íûå ñâåòèëüíèêè ðàñïîëàãàþòñÿ â ñëåäóþùåì ïîðÿäêå (÷èñëî â ñêîáêàõ óêàçûâàåò ìîùíîñòü ëàìïû â âàòòàõ, íåîáõîäèìóþ äëÿ ïðîèçâîäñòâà ñâåòîâîãî ïîòîêà â 1000 ëþìåíîâ): îáû÷íàÿ ëàìïà íàêàëèâàíèÿ (60), áåëî-ãîëóáàÿ ðòóòíàÿ ëàìïà (24), áåëàÿ ãàëîãåííàÿ (17), æåëòî-îðàíæåâàÿ íàòðèåâàÿ âûñîêîãî äàâëåíèÿ (12) è æåëòàÿ íàòðèåâàÿ íèçêîãî äàâëåíèÿ (8). Êàê âèäèì, ñâåòîâàÿ ýôôåêòèâíîñòü ëàìï ðàçëè÷íîãî òèïà ðàçëè÷àåòñÿ ïî÷òè â 8 ðàç! Ñàìûé äåøåâûé ñâåò ïðîèçâîäèò íàòðèåâàÿ ëàìïà íèçêîãî äàâëåíèÿ, ê òîìó æå îíà äàåò ïî÷òè ìîíîõðîìàòè÷åñêèé ñâåò, êîòîðûé Àñòðîêëèìàò

149


ïðè àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèÿõ ëåãêî ìîæåò áûòü «îòðåçàí» ñ ïî ìîùüþ ñâåòîôèëüòðà. Ñ ýñòåòè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ ýòè ëàìïû ïëîõè ñâîåé îäíîöâåòíîñòüþ, íî èõ ñ óñïåõîì ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ óëè÷ íûõ ôîíàðåé, àâòîìîáèëüíûõ ñòîÿíîê, îõðàííîãî îñâåùåíèÿ — â îáùåì, â ìåñòàõ, ãäå íå îáÿçàòåëüíî îñâåùåíèå, êîìôîðòíîå äëÿ çðåíèÿ. Õîòÿ çàêðûòûå ôîíàðè ñòîÿò äîðîæå, ÷åì îòêðûòûå, èõ öåíà êîìïåíñèðóåòñÿ äåøåâèçíîé ýêñïëóàòàöèè.  Êàëèôîðíèè ãîðîäà ËîíãÁè÷, Ñàí-Äèåãî è Ñàí-Õîñå, øèðîêî èñïîëüçóÿ íàòðèåâûå ëàìïû íèçêîãî äàâëåíèÿ, ýêîíîìÿò êàæäûé ãîä áîëüøèå ñóììû. Íàïðèìåð, çàìåíèâ 175-âàòòíóþ ðòóòíóþ ëàìïó íà çàêðûòóþ ñâåðõó îòðàæàòåëåì 35-âàòòíóþ íàòðèåâóþ ëàìïó íèçêîãî äàâëåíèÿ, ìû ïîëó÷àåì òî æå êîëè÷åñòâî ïîëåçíîãî ñâåòà áåç îñëåïëåíèÿ âîäèòåëåé è ðàññåÿíèÿ ëèøíåãî ñâåòà â âîçäóõå. Íàëèöî ýêîíîìèÿ ýíåðãèè è óëó÷øåíèå âèäèìîñòè. Êàëèôîðíèéñêèå àñòðîíîìû âåñüìà ïðèçíàòåëüíû âëàñòÿì çà ýòî íîâîââåäåíèå. ßðêîå îñâåùåíèå óëèö íî÷íûõ ãîðîäîâ èíîãäà îïðàâäûâàþò ñîîáðàæåíèÿìè áåçîïàñíîñòè. Íî äî ñèõ ïîð íå äîêàçàíà ñâÿçü ìåæäó óñèëåíèåì îñâåùåíèÿ è ñíèæåíèåì êðèìèíàëà. Âîðàì è ðàçáîéíèêàì òîæå òðåáóåòñÿ ñâåò äëÿ èõ äåëèøåê. Íàëè÷èå îõðàííîãî îñâåùåíèÿ ÷àñòî ïðèâëåêàåò âíèìàíèå è óêàçûâàåò êðèìèíàëüíûì ýëåìåíòàì, ÷òî íà ýòîò äîì èëè îôèñ ñëåäóåò îáðàòèòü âíèìàíèå. Íàøè ãîðîäà ñåé÷àñ îñâåùåíû ãîðàçäî ñèëüíåå, ÷åì êîãäà-ëèáî, à êðèìèíàëüíàÿ ñèòóàöèÿ ñòðåìèòåëüíî óõóäøàåòñÿ. Áåçîïàñíîñòü ìîæíî îáåñïå÷èòü èñïîëüçîâàíèåì ýêðàíèðîâàííîãî ñâåòà, ðåàãèðóþùåãî íà äâèæåíèå è âêëþ÷àþùåãîñÿ òîëüêî â òå ìîìåíòû, êîãäà ïðîèñõîäèò êàêîå-ëèáî ïåðåìåùåíèå. Ïîòåíöèàëüíàÿ îïàñíîñòü áûòü íåîæèäàííî îñâåùåííûì ìîæåò ñòàòü âåñüìà ïîëåçíîé â áîðüáå ñ êðèìèíàëèòåòîì, íå ãîâîðÿ óæå îá ýêîíîìèè ýëåêòðîýíåðãèè. Âàæíóþ ðîëü â ñîõðàíåíèè òåìíîòû íî÷íîãî íåáà èãðàåò ðàáîòà ñ íàñåëåíèåì. Íåîáõîäèìî ðàçúÿñíÿòü, ÷òî ëèøíÿÿ çàñâåòêà ñòîèò äåíåã! Îäèí ó÷èòåëü àñòðîíîìèè ñêàçàë êàê-òî: «Ìåíÿ óäèâëÿåò, ÷òî ëþäè, êîòîðûå íèêîãäà íå âûáðîñèëè áû íà çåìëþ ïëàñòèêîâóþ áóòûëêó âî âðåìÿ ïèêíèêà, ìîãóò ïëàòèòü ëèøíèå äåíüãè êàæäûé ìåñÿö çà îñâåùåíèå îêðåñòíîñòåé íèêîìó íå íóæíûì ðàññåÿííûì ñâåòîì». Ãëàâíîé ñèëîé â ðåøåíèè ýòîãî âîïðîñà ÿâëÿþòñÿ ïðàâèòåëüñòâåííûå ÷èíîâíèêè, ñïåöèàëèñòû ïî îñâåùåíèþ ãîðîäîâ è, ðàçóìååòñÿ, àñòðîíîìû. Èõ ñîâìåñòíûå óñèëèÿ äîëæíû ïîìî÷ü. Íåîáõîäèìî «îñâåùàòü» ýòó ïðîáëåìó, âûðàáàòûâàòü ÷åòêèå ðåêîìåíäàöèè è äîâîäèòü èõ äî íàñåëåíèÿ. Ñóùåñòâóåò Ìåæäóíàðîäíàÿ àññîöèàöèÿ òåìíîãî íåáà (International Dark-Sky Association, IDA). Ýòî áåñïðèáûëüíàÿ, îñâî150

3. Íåáî è òåëåñêîï


Ðèñ. 3.39. Ïðîåêò 42-ìåòðîâîãî òåëåñêîïà E-ELT (European Extremely Large Telescope) îáñåðâàòîðèè ESO äëÿ íàáëþäåíèé â îïòè÷åñêîì è áëèæíåì èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíàõ ñ ñèñòåìîé àäàïòèâíîé îïòèêè, êîòîðàÿ ïîçâîëèò äîâåñòè óãëîâîå ðàçðåøåíèå äî 0,001². Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ê 2017 ã. îí áóäåò óñ òàíîâëåí ëèáî â ×èëè, ëèáî íà Êàíàðñêèõ îñòðîâàõ.

áîæäåííàÿ îò íàëîãîâ îðãàíèçàöèÿ, ñòðåìÿùàÿñÿ äîâåñòè ïðîáëåìó äî ãðàæäàí è óáåäèòü èõ íå çàëèâàòü ñâåòîì îêðåñòíîñòè, ñîõðàíèòü òåìíîå íåáî è â òî æå âðåìÿ ìàêñèìàëüíî ïîâûñèòü êà÷åñòâî è ýôôåêòèâíîñòü íàðóæíîãî îñâåùåíèÿ. Àäðåñ ýòîé óíèêàëüíîé îðãàíèçàöèè: http://www.darksky.org. Çàêàí÷èâàÿ ðàññêàç î íåáå è òåëåñêîïàõ, õî÷ó íàïîìíèòü, ÷òî ýòà êíèãà â îñíîâíîì ïîñâÿùåíà ïëàíåòàì — î÷åíü ìàëåíüêèì èëè î÷åíü äàëåêèì. Äëÿ èññëåäîâàíèÿ òåõ è äðóãèõ òðåáóþòñÿ î÷åíü áîëüøèå òåëåñêîïû. Íåêîòîðûå èç íèõ óæå ñîçäàíû, äðóãèå — â ïðîöåññå ñòðîèòåëüñòâà, òðåòüè åùå òîëüêî çàäóìàíû (íàïðèìåð, òåëåñêîï E-ELT, ðèñ. 3.39). Åñëè â êîíöå XIX â. âñå ïîíèìàëè, ÷òî êðóïíûå ðåôðàêòîðû Àñòðîêëèìàò

151


äîñòèãëè ñâîåãî ïðåäåëà, åñëè â ñåðåäèíå XX â. ó áîëüøèíñòâà èíæå íåðîâ áûëà óâåðåííîñòü, ÷òî ýâîëþöèÿ êðóïíûõ ðåôëåêòîðîâ çàâåðøåíà, òî ñåãîäíÿ íèêòî íå ñîìíåâàåòñÿ: ýïîõà ãèãàíòñêèõ òåëåñêîïîâ òîëüêî íà÷èíàåòñÿ. À ýòî çíà÷èò, ÷òî âïåðåäè íîâûå ïîòðÿñàþùèå îòêðûòèÿ. Êîìó ñóæäåíî èõ ñäåëàòü? È âîò òóò — ñàìîå èíòåðåñíîå! Ïîòîê àñòðîíîìè÷åñêîé èíôîðìàöèè ïðîïîðöèîíàëåí ñóììàðíîé ïëîùàäè îáúåêòèâîâ âñåõ òåëåñêîïîâ â ìèðå. Áëàãîäàðÿ ñîçäàíèþ ãèãàíòñêèõ òåëåñêîïîâ îíà ñòðåìèòåëüíî âîçðàñòàåò. À êîëè÷åñòâî àñòðîíîìîâ ïî÷òè íå óâåëè÷èâàåòñÿ. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ñåé÷àñ ïðîôåññèîíàëüíûå àñòðîíîìû îêàçàëèñü â ñèòóàöèè, êîãäà «íå áûëî íè ãðîøà, äà âäðóã àëòûí»! Ãèãàíòñêèå òåëåñêîïû âûäàþò òàê ìíîãî èíôîðìàöèè î íåáåñíûõ îáúåêòàõ, ÷òî íåìíîãî÷èñëåííûå êîëëåêòèâû ñïåöèàëèñòîâ íå óñïåâàþò åå îáðàáàòûâàòü è îáäóìûâàòü ïîëó÷åííûå ðåçóëüòàòû.  ñâÿçè ñ ýòèì áûëî ðåøåíî ñäåëàòü ýòó èíôîðìàöèþ äîñòóïíîé äëÿ âñåõ æåëàþùèõ. ×åðåç Èíòåðíåò åå ìîæíî ïîëó÷èòü èç Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè ïî àäðåñó http://archive.eso.org. Äîëæåí ïðåäóïðåäèòü ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè, ÷òî â àðõèâå ëåæàò «ñûðûå» äàííûå, äëÿ îáðàáîòêè êîòîðûõ íóæíà îïðåäåëåííàÿ êâàëèôèêàöèÿ. Íî, ñ äðóãîé ñòîðîíû, òåïåðü ó âñåõ ëþáîçíàòåëüíûõ ëþäåé — êàê ïðîôåññèîíàëîâ, òàê è ëþáèòåëåé — åñòü îäèíàêîâàÿ âîçìîæíîñòü ó÷àñòâîâàòü â ñåðüåçíîé íàó÷íîé ðàáîòå, èñïîëüçóÿ ïåðâîêëàññíûé íàáëþäàòåëüíûé ìàòåðèàë. Áåç èçëèøíåé ïàòåòèêè ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ëþáîé æåëàþùèé ìîæåò òåïåðü «ïîäãëÿäûâàòü» â îãðîìíûé òåëåñêîï. Âûáîð îáúåêòîâ íàáëþäåíèÿ ïî-ïðåæíåìó îñòàåòñÿ çà õîçÿåâàìè èíñòðóìåíòà, íî ïîëüçîâàòüñÿ åãî ïëîäàìè è äåëàòü îòêðûòèÿ òåïåðü ìîæåò êàæäûé æåëàþùèé. À òåì, êòî íå ñêëîíåí ê íàó÷íîé ðàáîòå, íî õî÷åò ïîëþáîâàòüñÿ ôîòîãðàôèÿìè íåáåñíûõ ñâåòèë, ñîâåòóþ çàéòè íà ñàéò www.eso.org.

Ü


èñê ïëàíåò 4 Ïî â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Â

ïåðâîé ãëàâå ìû óæå âûÿñíÿëè, çà÷åì àñòðîíîì äîëãèìè çèìíèìè íî÷àìè ñèäèò ó òåëåñêîïà: íå äëÿ òîãî, ÷òîáû ïåðåñ÷èòàòü çâåçäû è îòêðûòü ñâîþ, íîâóþ. Ñèäÿ ó ãèãàíòñêîãî õîëîäíîãî ïðèáîðà, îí ìå÷òàåò íå î ñëàâå, à î òàðåëêå ãîðÿ÷åãî ñóïà. À ñëàâà, êàïðèçíàÿ äàìà, èíîãäà ïðèõîäèò ñàìà — ÷àñòî íåîæèäàííî, íî âñåãäà çàñëóæåííî. ×åëîâåê ó òåëåñêîïà, êàê ïðàâèëî, èçó÷àåò äàâíî îòêðûòûå îáúåêòû. Âåäü êàæäûé èç íèõ — ýòî öåëûé ìèð, à ïîðîþ è ìèëëèàðäû ìèðîâ! Äëÿ èçó÷åíèÿ êàæäîãî èç íèõ æèçíü ÷åëîâåêà êîðîòêà. Âñïîìíèòå, ñêîëüêî ëþäåé â òå÷åíèå ñêîëüêèõ ñòîëåòèé áåç óñòàëè èññëåäóþò îäíó êîñìè÷åñêóþ ïåñ÷èíêó ïî èìåíè Çåìëÿ, è ñêîëüêî åùå íå ðàçãàäàíî! À â îêóëÿðå òåëåñêîïà òàêèõ ìèðîâ — íåñ÷èòàíî! Ïîýòîìó ìíîãèå àñòðîíîìû íàöåëåíû íà ðåøåíèå çàãàäîê óæå îòêðûòûõ çâåçä è ïëàíåò. Íî âñå æå âûñøèì óäîâîëüñòâèåì äëÿ ó÷åíîãî âñåãäà áûëî îòêðûòèå íîâîãî.  ýòîì äåëå åñòü ñâîè ñïåöèàëèñòû — íàïðèìåð, ëîâöû êîìåò: îíè ãîäàìè íàáëþäàþò çà íåáîì, ÷òîáû ïåðâûìè çàìåòèòü ëåäÿíóþ ãëûáó, ëåòÿùóþ ñ õîëîäíûõ îêðàèí ïëàíåòíîé ñèñòåìû ê Ñîëíöó, ãäå îíà, ñîãðåâøèñü, ðàñïóñòèò ñâîé ãàçîâûé õâîñò. Åñòü ñïåöèàëèñòû ïî àñòåðîèäàì; â ïîñëåäíèå ãîäû ïîÿâèëèñü îñîáûå ñïåöèàëèñòû ïî ñïóòíèêàì ïëàíåò, â íåñêîëüêî ðàç ðàñøèðèâøèå ñâèòû ïëàíåò-ãèãàíòîâ: Þïèòåðà, Ñàòóðíà, Óðàíà è Íåïòóíà. Îäíàêî áîëüøå âñåãî àñòðîíîìû ëþáÿò îòêðûâàòü íå êîìåòû, íå àñòåðîèäû, à íîâûå ïëàíåòû. Âåðîÿòíî, ïîòîìó, ÷òî íàñòîÿùèõ, áîëüøèõ ïëàíåò ìàëî è îòêðûâàòü èõ òðóäíî, à çíà÷èò — ïî÷åòíî. Êàê ìû çíàåì, äî ñîçäàíèÿ òåëåñêîïà áûëè èçâåñòíû ïëàíåòû, âèäèìûå íåâîîðóæåííûì ãëàçîì: Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Ìàðñ, Þïèòåð è Ñàòóðí. Çà ÷åòûðå âåêà ðàáîòû ñ òåëåñêîïîì àñòðîíîìû îòêðûëè â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå âñåãî äâå áîëüøèå ïëàíåòû: â XVIII â. — Óðàí, è â XIX â. — Íåïòóí. Äâàäöàòûé âåê òîæå ìîã áû îñòàâèòü î ñåáå ïàìÿòü îòêðûòèåì ïëàíåòû: îáíàðóæåííûé â 1930 ã. îáúåêò íàçâàëè ïëàíåòîé Ïëóòîí. Íî â íà÷àëå XXI â. ñïåöèàëèñòû íèçâåëè Ïëóòîí äî êàòåãîðèè êàðëèêîâîé ïëàíåòû, îñòàâèâ â ñïèñêå áîëüøèõ ïëàíåò òîëüêî 8 îáúåêòîâ. (Âïðî÷åì, XX âåê îñòàëñÿ â èñòîðèè êàê âåê îòêðûòèÿ áîëüøèõ ïëàíåò, íàñòîÿùèõ ãèãàíòîâ, íî — çà ïðåäåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Î íèõ ÿ åùå ðàññêàæó.) Ñ 1930 ïî 2006 ãã. ñ÷èòàëîñü, ÷òî â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå 9 ïëàíåò, è äëÿ ðîâíîãî ñ÷åòà âñåì õîòåëîñü îòêðûòü äåñÿòóþ! Îá ýòîì ïîñòîÿííî ãîâîðèëè æóðíàëèñòû è ëþáèòåëè íàóêè, à àñòðîíîìû åå ìåæäó òåì èñêàëè. Ñ ââîäîì â ñòðîé êàæäîãî íîâîãî òåëåñêîïà âíîâü âñïûõèâàëà íàäåæäà îáíàðóæèòü äåñÿòóþ ïëàíåòó. Îò ÷àñòîãî îáñóæäåíèÿ 154

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ðèñ. 4.1. Ñõåìà Ñîëíå÷íîé ñèñ òåìû

ýòîé òåìû ïîíÿòèå «äåñÿòàÿ ïëàíåòà» ñòàëî íàðèöàòåëüíûì. Åùå â ïåðèîä ïîèñêà Ïëóòîíà íåîòêðûòóþ ïëàíåòó ñòàëè íàçûâàòü «Ïëàíåòîé X». Íî ïîñëå 1930 ã. ýòî ïîíÿòèå íå èñ÷åçëî, è ñëåäóþùóþ ãèïîòåòè÷åñêóþ ïëàíåòó Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû òîæå èìåíîâàëè «Ïëàíåòîé X», ïðè÷åì òåïåðü ýòî ïîíÿòèå ïðèîáðåëî åùå áîëüøèé ñìûñë, ïîñêîëüêó ñèìâîë X (èêñ) ìîæíî áûëî ðàññìàòðèâàòü íå òîëüêî êàê îáîçíà÷åíèå íåèçâåñòíîé âåëè÷èíû, íî è êàê ðèìñêóþ öèôðó äåñÿòü.  ðàçíûå ãîäû íà ðîëü äåñÿòîé ïëàíåòû ïðåòåíäîâàëè ðàçíûå ãèïîòåòè÷åñêèå òåëà. Îæèäàëîñü îòêðûòèå ïëàíåòû ìåæäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà, åå äàæå õîòåëè íàçâàòü Ôàýòîíîì. Ïðåäïîëàãàëîñü îòêðûòü ïëàíåòó âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ — äëÿ íåå ïðèãîòîâèëè èìÿ Âóëêàí. Íàêîíåö, âåëèñü óïîðíûå ïîèñêè ïëàíåòû íà äàëåêîé ïåðèôåðèè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, çà îðáèòîé Ïëóòîíà. Åå óñëîâíî íàçûâàëè Òðàíñïëóòîíîì. Ê ÷åìó ïðèâåëè ýòè òðóäû? Êàêóþ ðîëü ñûãðàëè â ýòèõ ïîèñêàõ íîâûå òåëåñêîïû? Îòêóäà âçÿëàñü óâåðåííîñòü, ÷òî â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå íåïðåìåííî äîëæíà áûòü äåñÿòàÿ ïëàíåòà? Îêàçûâàåòñÿ, ê ýòîé ìûñëè àñòðîíîìîâ ïðèâåëè îòêðûòèÿ ïîñëåäíèõ äâóõ ñòîëåòèé… Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå

155


Óðàí — íàõîäêà Ãåðøåëÿ

Ñ

Âèëüÿìîì Ãåðøåëåì ìû óæå íå ðàç âñòðå÷àëèñü â ýòîé êíèãå. Íî, ðàññêàçûâàÿ îá îòêðûòèÿõ ïëàíåò, íàì âíîâü íå ìèíîâàòü ýòîé ãðàíäèîçíîé ôèãóðû: âåëèêèé ñàìîó÷êà, ñìåíèâøèé ñòðàíó è ïðîôåññèþ, íî íå èçìåíèâøèé ñâîåìó ïðèçâàíèþ — íåóäåðæèìîìó ñòðåìëåíèþ ê çíàíèÿì. Ñðåäè äîñòîèíñòâ Ãåðøåëÿ ãëàâíûì áûëî òðóäîëþáèå: îí ñëûë íåóòîìèìûì òðóæåíèêîì. Çàðàáàòûâàÿ íà æèçíü ìóçûêîé, îí ñâîèìè ðóêàìè ïîñòðîèë ìíîæåñòâî ïðåâîñõîäíûõ òåëåñêîïîâ, ñðåäè êîòîðûõ — êðóïíåéøèå äëÿ òîãî âðåìåíè. Ìíîãèå ãîäû Ãåðøåëü ïðîâîäèë îáçîðû íî÷íîãî íåáà, ðàçûñêèâàÿ íîâûå èíòåðåñíûå çâåçäû, çâåçäíûå ñêîïëåíèÿ è òóìàííîñòè. Îäíî òîëüêî ïåðå÷èñëåíèå åãî âàæíåéøèõ îòêðûòèé çàíÿëî áû íåìàëî âðåìåíè. Íàïðèìåð, ïî ïåðåìåùåíèþ íà íåáå ÿðêèõ çâåçä îí îáíàðóæèë äâèæåíèå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû â ïðîñòðàíñòâå. Îí äîêàçàë, ÷òî äâîéíûå çâåçäû îáðàùàþòñÿ âîêðóã îáùåãî öåíòðà ìàññ, ïîäòâåðäèâ ýòèì óíèâåðñàëüíîñòü çàêîíà òÿãîòåíèÿ Íüþòîíà è ñäåëàâ ýòîò çàêîí âñåìèðíûì. Âèëüÿì Ãåðøåëü îòêðûë îêîëî 1000 äâîéíûõ çâåçä (îáúåêòîâ, êðàéíå öåííûõ äëÿ àñòðîíîìèè), áîëåå 2000 çâåçäíûõ ñêîïëåíèé è òóìàííîñòåé, ìíîãèå èç êîòîðûõ îêàçàëèñü äàëåêèìè ãàëàêòèêàìè. Ãåðøåëü ïåðâûì èçó÷èë ñòðîåíèå Ìëå÷íîãî Ïóòè è äîêàçàë, ÷òî ìû òîæå æèâåì â ãèãàíòñêîé çâåçäíîé ñèñòåìå — Ãàëàêòèêå. Âåëèêèé ëþáèòåëü àñòðîíîìèè ïðîÿâèë ñåáÿ è êàê èíæåíåð, ñîçäàâøèé íîâûå êîíñòðóêöèè òåëåñêîïîâ, è êàê ôèçèê-ýêñïåðèìåíòàòîð, îòêðûâøèé èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå. Îäíèì ñëîâîì, ðîäèñü Ãåðøåëü â XX â., ó íåãî áûëà áû íå îäíà Íîáåëåâñêàÿ ïðåìèÿ. Ó÷èòûâàÿ òðóäîëþáèå è óâëå÷åííîñòü Ãåðøåëÿ, ìîæíî áûëî íå ñîìíåâàòüñÿ, ÷òî îí ñòàíåò îäíèì èç âåäóùèõ àñòðîíîìîâ ñâîåãî âðåìåíè, ÷òî ïðîäåëàåò îãðîìíûé îáúåì ðàáîòû, ÷òî ïîñòðîèò ïðåêðàñíûå òåëåñêîïû è ñîñòàâèò îáøèðíûå êàòàëîãè… Íåëüçÿ áûëî ïðåäâèäåòü ëèøü îäíîãî — ÷òî îí îòêðîåò íîâóþ ïëàíåòó. Ïÿòü ïëàíåò, äîñòóïíûõ íåâîîðóæåííîìó ãëàçó, áûëè èçâåñòíû ñ íåçàïàìÿòíûõ âðåìåí. Âûäåëÿÿñü ñâîèì äâèæåíèåì íà ôîíå íåèçìåííûõ çâåçä, Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Ìàðñ, Þïèòåð è Ñàòóðí âñåãäà ïðèâëåêàëè âíèìàíèå ó÷åíûõ, ïûòàâøèõñÿ ïîíÿòü ñêðûòûé ìåõàíèçì ýòèõ äâèæåíèé, à òàêæå è àñòðîëîãîâ, ïûòàâøèõñÿ ïðåäñêàçàòü ïî ïîëîæåíèþ ïëàíåò áóäóùåå. Íåñìîòðÿ íà ðàçíèöó ìèðîâîççðåíèé, ó÷åíûå è àñòðîëîãè ñõîäèëèñü â òîì, ÷òî êðîìå ïÿòè èçâåñòíûõ ïëàíåò, äà åùå Ëóíû ñ Ñîëíöåì, èíûõ ïîäâèæíûõ ñâåòèë íà íåáå íåò è áûòü íå ìîæåò. Ýòà óâåðåííîñòü ïîêîèëàñü íà ìíîãîòûñÿ÷åëåòíåì îïûòå íàáëþäåíèé íåáà íåâîîðóæåí156

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


íûì ãëàçîì è ïî÷òè äâóõ âåêàõ íàáëþäåíèÿ çà ñâåòèëàìè â òåëåñêîï. Íî â êîíöå XVIII â. ñëó÷èëîñü ÷óäî: 42-ëåòíèé ëþáèòåëü àñòðîíîìèè îòêðûë äîòîëå íåèçâåñòíóþ ïëàíåòó! Ýòî ïðîèçîøëî íî÷üþ 13 ìàðòà 1781 ã. Ïðîèçâîäÿ ïðèâû÷íûé îáçîð çâåçäíîãî íåáà, Ãåðøåëü îòêðûë íîâóþ ïëàíåòó, ïîçæå íàçâàííóþ Óðàíîì. Ñíà÷àëà îí íå ïðèäàë ñâîåé íàõîäêå îñîáîãî çíà÷åíèÿ. Çàìåòèâ â îêóëÿðå êðîøå÷íûé æåëòî-çåëåíûé äèñê â ñîçâåçäèè Áëèçíåöîâ, îí ðåøèë, ÷òî îáíàðóæèë êîìåòó. Íî ïîñëåäóþùèå íàáëþäåíèÿ äðóãèõ àñòðîíîìîâ è âû÷èñëåíèÿ ðîññèéñêîãî àêàäåìèêà Àíäðåÿ Ëåêñåëÿ Ðèñ. 4.2. Êîïèÿ òåëåñêîïà Ãåðøåëÿ, ñ êîòîðûì îí îòêðûë Óðàí. (1740–1784) äîêàçàëè, ÷òî îáúåêò Ãåðøåëÿ — íå êîìåòà (êîòîðàÿ äîëæíà èìåòü âûòÿíóòóþ ýëëèïòè÷åñêóþ îðáèòó), à íàñòîÿùàÿ ïëàíåòà, îáðàùàþùàÿñÿ âîêðóã Ñîëíöà ïî óñòîé÷èâîé, ïî÷òè êðóãîâîé îðáèòå ía ðàññòîÿíèè âäâîå áîëüøåì, ÷åì Ñàòóðí. Çà îäíó íî÷ü ãðàíèöû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ðàñøèðèëèñü âäâîå! Àñòðîíîì-ìóçûêàíò ñðàçó æå ñòàë çíàìåíèò: âïåðâûå â èñòîðèè, âîïðåêè âñåìó, îáíàðóæèëàñü íîâàÿ ïëàíåòà. Îáùåñòâåííûé ðåçîíàíñ áûë íå ìåíüøå, ÷åì ïðè îáíàðóæåíèè íîâîãî êîíòèíåíòà. Êîðîëü Àíãëèè Ãåîðã III ñäåëàë Ãåðøåëÿ ñâîèì ëè÷íûì àñòðîíîìîì, ïîëîæèâ åìó äåíåæíîå ñîäåðæàíèå è îñâîáîäèâ òåì ñàìûì îò óòîìèòåëüíûõ óðîêîâ ìóçûêè. Âåñòü î íîâîé ïëàíåòå, êîòîðóþ ïîçæå íàçâàëè Óðàíîì, ìãíîâåííî îáëåòåëà íàó÷íûé ìèð. Ñòðàííî, íî ìûñëü î òîì, ÷òî â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå ìîæåò áûòü íåèçâåñòíàÿ ïëàíåòà, íèêîãäà ïðåæäå íå ïðèõîäèëà

Ðèñ. 4.3. Ïåðåìåùåíèå Óðàíà íà ôîíå çâåçä çà äâîå ñóòîê. Íàáëþäåíèå Ïàòðèêà Ìóðà 4 è 6 ìàðòà 1960 ã.

Óðàí — íàõîäêà Ãåðøåëÿ

157


â ãîëîâó àñòðîíîìàì. Îíè ñòàëè ïðîñìàòðèâàòü ñòàðûå æóðíàëû íàáëþäåíèé è îáíàðóæèëè, ÷òî äî 1781 ã. íîâàÿ ïëàíåòà óæå áûëà çàìå÷åíà íå ìåíåå 20 ðàç! Âïåðâûå ýòî ïðîèçîøëî åùå â 1690 ã. Íî êàæäûé ðàç åå îøèáî÷íî ïðèíèìàëè çà çâåçäó. Îäíàêî òðóäàìè Ãåð øåëÿ èñòîðè÷åñêèå ïðåäðàññóäêè íàêîíåö áûëè ñëîìëåíû, è ìûñëü î íîâûõ, íå îòêðûòûõ ïîêà ïëàíåòàõ ñòàëà íîñèòüñÿ â âîçäóõå.

«Çàêîí» Òèöèóñà—Áîäå çà íåñêîëüêî ëåò äî ýòîãî ïðîèçîøëî íèêåì íå çàìå÷åííîå ñîáûòèå — áûëà îáíàðóæåíà ìàòåìàòè÷åñêàÿ çàêîíîìåðíîñòü â ðàçìåðàõ ïëàíåòíûõ îðáèò. Âïðî÷åì, ïåðâûå óñïåøíûå îïûòû â ýòîì äåëå ïðèíàäëåæàò íåìåöêîìó ìàòåìàòèêó è àñòðîíîìó, ìèñòèêó è àñòðîëîãó Èîãàííó Êåïëåðó (1571–1630). Èìåííî îí, óâëå÷åííûé «ãàðìîíèåé ñôåð», íàøåë ñîîòâåòñòâèå ìåæäó èäåàëüíûìè ãåîìåòðè÷åñêèìè ôèãóðàìè è îðáèòàìè ïëàíåò. Îêàçàëîñü, ÷òî ïÿòü ïðàâèëüíûõ ìíîãîãðàííèêîâ, òàê íàçûâàåìûõ ïëàòîíîâûõ òåë — òåòðàýäð, êóá, îêòàýäð, äîäåêàýäð, èêîñàýäð — ìîæíî ðàçìåñòèòü âíóòðè ñîâîêóïíîñòè êîíöåíòðè÷åñêèõ ñôåð, ðàäèóñû êîòîðûõ ñîîòíîñÿòñÿ òàê æå, êàê ðàäèóñû ïëàíåòíûõ îðáèò (ðèñ. 4.4). Êåïëåð îïóáëèêîâàë ñâîþ íàõîäêó â çíàìåíèòîé êíèãå «Êîñìîãðàôè÷åñêàÿ òàéíà» (1596 ã.) è òàì æå îòìåòèë, ÷òî ìåæäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà ñóùåñòâóåò ñëèøêîì óæ áîëüøîé ïðîìåæóòîê, â êîòîðîì áåç òðóäà óìåñòèëàñü áû îðáèòà åùå îäíîé ïëàíåòû. Íåëüçÿ ñêàçàòü, ÷òî ãåîìåòðè÷åñêàÿ íàõîäêà Êåïëåðà ïðèâëåêëà âñåîáùåå âíèìàíèå: ÷åëîâåêó, íå îáëàäàþùåìó ïðîñòðàíñòâåííûì âîîáðàæåíèåì â òîé æå ìåðå, ÷òî è è Êåïëåð, òðóäíî áûëî óëîâèòü íàéäåííóþ èì òîíêóþ ãåîìåòðè÷åñêóþ ñâÿçü è òåì áîëåå âîñõèòèòüñÿ åþ. Ê òîìó æå â ãåîìåòðè÷åñêèõ ïîñòðîåíèÿõ Êåïëåðà âñå ïðàâèëüíûå ìíîãîãðàííèêè áûëè èñ÷åðïàíû, ïîýòîìó åãî «òåîðèÿ» íå äàâàëà ïðîãíîçà äëÿ ïîëîæåíèÿ íåèçâåñòíûõ ïëàíåò. Äà è ñàì Êåïëåð âñêîðå äîêàÐèñ. 4.4. Ðèñóíîê èç êíèãè Êåïëåðà «Êîñìîçàë, ÷òî îðáèòû ïëàíåò — íå îêðóæãðàôè÷åñêàÿ òàéíà», ïîêàçûâàþùèé ðàçìåùåíèå 5 ïðàâèëüíûõ ìíîãîãðàííèêîâ âíóò- íîñòè, à ýëëèïñû, òàê ÷òî ïðîñòûå ðè ñîâîêóïíîñòè êîíöåíòðè÷åñêèõ ñôåð. ãåîìåòðè÷åñêèå àíàëîãèè ñ ìíîãî-

À

158

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ãðàííèêàìè îêàçàëèñü ñîâåðøåííî íåóìåñòíû. È âñå æå ðàçðûâ ìå æäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà áûë òàê âåëèê, ÷òî âðåìÿ îò âðåìåíè ñðåäè àñòðîíîìîâ ðàçäàâàëèñü ïðèçûâû ïîèñêàòü òàì ïëàíåòó. Ñïóñòÿ ïîëòîðà ñòîëåòèÿ ïîñëå ðàáîòû Êåïëåðà áûëà ñäåëàíà çíà÷èòåëüíî áîëåå ïðîñòàÿ è óáåäèòåëüíàÿ ìàòåìàòè÷åñêàÿ íàõîäêà, ïîäòâåðäèâøàÿ ñóùåñòâîâàíèå «ãàðìîíèè ñôåð» è ïîçâîëèâøàÿ ïðîãíîçèðîâàòü îðáèòû íåèçâåñòíûõ ïëàíåò.  1766 ã. íåìåöêèé ìàòåìàòèê Èîãàíí Äàíèåëü Òèöèóñ ôîí Âèòòåíáåðã (1729–1797) îïóáëèêoâàë ñâîé ïåðåâîä êíèãè èçâeñòíîãî åñòåñòâîèñïûòàòåëÿ Øàðëÿ Áîíå «Ñîçåðöàíèå ïðèðîäû». Íî Òèöèóñ íå îãðàíè÷èëñÿ ïåÐèñ. 4.5. Èîãàíí Òèöèóñ. ðåâîäîì òåêñòà, à ñäåëàë ê íåìó íåáîëüøîå ïðèìå÷àíèå, ïðè÷åì â î÷åíü íåîáû÷íîé è ñêðîìíîé ôîðìå: îí ïîïðîñòó âíåñ ñâîå äîáàâëåíèå â îñíîâíîé òåêñò. Ñìûñë ýòîãî ïðèìå÷àíèÿ ñîñòîÿë â ñëåäóþùåì: ðàññòîÿíèÿ ïëàíåò îò Ñîëíöà ïîä÷èíÿþòñÿ ïðîñòîìó ýìïèðè÷åñêîìó ïðàâèëó, à òî÷íåå ãîâîðÿ — ïðîñòîé ÷èñëîâîé ïîñëåäîâàòåëüíîñòè. Åñëè Òàáëèöà 4.1 ïðèíÿòü ðàññòîÿíèå Çåìëè îò Ê ïðàâèëó Òèöèóñà—Áîäå Ñîëíöà çà 10 óñëîâíûõ åäèíèö, òî Ðàññòîÿíèå, à. å. ðàññòîÿíèÿ îñòàëüíûõ ïëàíåò ñîÏëàíåòà n Ïî ïðàâèëó Èñòèín ñòàâÿò Rn = 4 + 3 · 2 , ãäå n = –¥ äëÿ Òèöèóñà—Áîäå íîå Ìåðêóðèÿ è n = 0, 1, 2, … äëÿ ïîñëåÌåðêóðèé –¥ 0,4 0,39 äóþùèõ ïëàíåò. Òàáë. 4.1. èëëþñò- Âåíåðà 0 0,7 0,72 ðèðóåò ýòî ïðàâèëî. Âñå ðàññòîÿ- Çåìëÿ 1 1,0 1,0 íèÿ äàíû â íåé â àñòðîíîìè÷å- Ìàðñ 2 1,6 1,52 2,8 2,1–3,5 ñêèõ åäèíèöàõ (à. å.), ðàâíûõ ðàñ- Àñòåðîèäû 3 Þïèòåð 4 5,2 5,2 ñòîÿíèþ Çåìëè îò Ñîëíöà. Ïëóòîí 5 10,0 9,6 è àñòåðîèäû âñòàâëåíû äëÿ ïîëíî- Ñàòóðí Óðàí 6 19,6 19,2 òû êàðòèíû. Îöåíèâàÿ òî÷íîñòü Íåïòóí 7 38,8 30,0 ôîðìóëû Òèöèóñà, íóæíî èìåòü â Ïëóòîí 8 77,2 39,2 âèäó, ÷òî â òî âðåìÿ íè îäèí èç àñ«Çàêîí» Òèöèóñà—Áîäå

159


òåðîèäîâ, à òàêæå Óðàí, Íåïòóí è Ïëóòîí åùå íå áûëè îòêðûòû. Òàáëèöà ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðîñòàÿ ôîðìóëà Òèöèóñà î÷åíü õîðîøî îïèñûâàåò ðàçìåðû îðáèò èçâåñòíûõ â òå ãîäû ïëàíåò. Íî ýòîò çàìå÷àòåëüíûé ôàêò âûçâàë èíòåðåñ ëèøü ó íåñêîëüêèõ ñïåöèàëèñòîâ. Èìÿ Òèöèóñà íå ñòàëî èçâåñòíûì. Øåñòü ëåò ñïóñòÿ, â 1772 ã., íåìåöêèé àñòðîíîì Èîãàíí Ýëåðò Áîäå (1747–1826) îïóáëèêîâàë «Ðóêîâîäñòâî ïî èçó÷åíèþ çâåçäíîãî íåáà» è âêëþ÷èë òóäà ïðàâèëî Òèöèóñà, ïåðåñêàçàâ åãî ïî÷òè äîñëîâíî, íî íå Ðèñ. 4.6. Èîãàíí Ýëåðò Áîäå. ñîñëàâøèñü ïðè ýòîì íà ïåðâîèñòî÷íèê.  íàøè äíè òàêîé ïîñòóïîê ñî÷ëè áû íåäîñòîéíûì, íî â òå ãîäû ïðàâèëà íàó÷íîé ýòèêè åùå òîëüêî âûðàáàòûâàëèñü. Ê ÷åñòè Èîãàííà Áîäå ñëåäóåò çàìåòèòü, ÷òî â ïîñëåäóþùèõ èçäàíèÿõ ñâîåé êíèãè îí îòìå÷àë ïðèîðèòåò Òèöèóñà. ×èñëîâàÿ ïðîãðåññèÿ ïëàíåòíûõ îðáèò ãëóáîêî ïîðàçèëà Áîäå, è îí ïîñòàðàëñÿ ïåðåäàòü ñâîå âîñõèùåíèå ÷èòàòåëÿì «Ðóêîâîäñòâà». Îñîáåííî ñòðàííûì êàçàëñÿ åìó ðàçðûâ ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì. «Ìîæíî ëè ïîâåðèòü, ÷òî òâîðåö Âñåëåííîé îñòàâèë ýòî ìåñòî ïóñòûì? Êîíå÷íî, íåò!» — ïèñàë Áîäå. Íàó÷íûé àâòîðèòåò Èîãàííà Áîäå ðîñ ãîä îò ãîäà. Îí ïðîæèë äîëãóþ è ïëîäîòâîðíóþ æèçíü: 40 ëåò áûë äèðåêòîðîì Áåðëèíñêîé îáñåðâàòîðèè, îòêðûë íåñêîëüêî êîìåò, îïóáëèêîâàë ìíîãî èíòåðåñíûõ êíèã è ïðåêðàñíûé àòëàñ íåáà «Óðàíîãðàôèÿ». Ïîýòîìó ñòîèò ëè óäèâëÿòüñÿ, ÷òî 1781 ãîä äîáàâèë ñëàâû èìåííî Áîäå, à íå Òèöèóñó. Êàê ìû ïîìíèì, â òîò ãîä Âèëüÿì Ãåðøåëü îòêðûë íîâóþ ïëàíåòó, ðàññòîÿíèå êîòîðîé îò Ñîëíöà ïðåêðàñíî — ñ îøèáêîé ëèøü â 2% — âïèñàëîñü â ÷èñëîâóþ ïðîãðåññèþ Òèöèóñà, îïóáëèêîâàííóþ â ïîïóëÿðíîì «Ðóêîâîäñòâå» Áîäå. Âîçìîæíî, êàê ðàç ïîýòîìó Áîäå ñòàë «êðåñòíûì îòöîì» íîâîé ïëàíåòû: âåäü èìåííî îí ïðåäëîæèë íàçâàòü åå Óðàíîì. Îòêðûòèå Óðàíà ïîòðÿñëî àñòðîíîìîâ, à ÷èñëîâîé ðÿä Òèöèóñà ñîâåðøåííî íåîæèäàííî ïîëó÷èë íîâûé ñìûñë: îí «ïðåäñêàçàë» ñóùåñòâîâàíèå íåèçâåñòíîé ïëàíåòû. Ïîñëå ýòîãî Áîäå ïðèîáðåë ïîëíóþ óâåðåííîñòü â ñïðàâåäëèâîñòè «ïëàíåòíîé ïðîãðåññèè» è âåðó â òî, ÷òî ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì íåïðåìåííî äîëæíà áûòü åùå îäíà ïëàíåòà. 160

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Èçâåñòíûé ãåðìàíñêèé àñòðîíîì (âåíãåðñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ) áàðîí Ôðàíö Êñàâåð ôîí Öàõ (1754–1832) òàêæå áûë óáåæäåí â ýòîì.  êà÷åñòâå ãëàâíîãî àñòðîíîìà Àâñòðèéñêîé èìïåðèè îí â 1787 ã. âîçãëàâèë ñòðîèòåëüñòâî îáñåðâàòîðèè â Çåáåðãå, áëèç Ãîòû, è ñ 1791 ã. ñòàë åå äèðåêòîðîì. Óæå íå ïåðâûé ãîä îí âûíàøèâàë ìå÷òó îá îòêðûòèè òðàíñìàðñèàíñêîé ïëàíåòû, íî äëÿ ýòîãî òðåáîâàëèñü ïîèñêè íà îãðîìíîì ïðîñòðàíñòâå íåáà, íåïîñèëüíûå äëÿ îäíîãî àñòðîíîìà.  1796 ã. ó÷àñòíèêè àñòðîíîìè÷åñêîé êîíôåðåíöèè â Ãîòå ïî èíèöèàòèâå ôîí Öàõà ðåøèëè îðãàíèçîâàòü ñèñòåìàòè÷åñêèé ïîèñê ïëàíåòû-íåâèäèìêè â ðàéîíå çîäèàêàëüíûõ ñîçâåçäèé. Íî â ðàçðîçíåííîé Åâðîïå ýòî áûëî íåïðîñòî.  1800 ã. ôîí Öàõ îñíîâàë æóðíàë «Åæåìåñÿ÷íûå êîððåñïîíäåíöèè äëÿ ïîêðîâèòåëüñòâà èçó÷åíèþ Çåìëè è Íåáà», âîêðóã êîòîðîãî îáúåäèíÿëîñü åâðîïåéñêîå íàó÷íîå ñîîáùåñòâî âåñü XIX âåê, âïëîòü äî Ïåðâîé ìèðîâîé âîéíû.  òîì æå ãîäó íåóòîìèìûé ôîí Öàõ ïðåäëîæèë ñõåìó äåëåíèÿ íåáà íà 24 çîíû, â êîòîðûõ ïîèñêè íåèçâåñòíîé ïëàíåòû äîëæíû âåñòè 24 àñòðîíîìà. Ïðàâäà, ê 1800 ã. åìó óäàëîñü ñîáðàòü ãðóïïó ëèøü èç ïÿòè àñòðîíîìîâ-ýíòóçèàñòîâ.  øóòêó ôîí Öàõ íàçûâàë ñâîþ ãðóïïó «îòðÿäîì íåáåñíîé ïîëèöèè», öåëüþ êîòîðîãî áûëî «âûñëåäèòü è àðåñòîâàòü áåãëîãî ïîääàííîãî Ñîëíöà». Áûëà ïðîâåäåíà ñåðüåçíàÿ ïîäãîòîâêà, îáëàñòü çîäèàêàëüíûõ ñîçâåçäèé ðàçäåëèëè íà 24 ó÷àñòêà, ðàñïðåäåëèëè ïî íèì íàáëþäàòåëåé è ïîäãîòîâèëè äëÿ íèõ êàðòû çâåçäíîãî íåáà. Íî êàê ðàç ïåðåä òåì, êàê äîëæíû áûëè ðàçîñëàòü ýòè êàðòû, âå÷åðîì 1 ÿíâàðÿ 1801 ã. — â ïåðâûé äåíü XIX ñòîëåòèÿ — îäèí èç ýòèõ àñòðîíîìîâ, èòàëüÿíåö Äæóçåïïå Ïèàööè (1746–1826), ñëó÷àéíî îòêðûë íîâóþ ïëàíåòó ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì. (Ïèàööè áûë çàî÷íî âêëþ÷åí â ãðóïïó ïîèñêîâ íåèçâåñòíîé ïëàíåòû, íî ôîí Öàõ äàæå íå óñïåë ñîîáùèòü åìó îá ýòîì.) Äíåì Ïèàööè áûë ïðîôåññîðîì àñòðîíîìèè Ïàëåðìñêîãî óíèâåðñèòåòà íà Ñèöèëèè, à íî÷üþ èçìåðÿë êîîðäèíàòû çâåçä äëÿ ñâîåãî íîâîãî êàòàëîãà.  òîò âå÷åð îí ïðîâåðÿë îäíó îáëàñòü íåáà, ðàíåå íåäîñòàòî÷íî òî÷íî îïèñàííóþ äðóãèìè àñòðîíîìàìè, è ïðè ýòîì îòìåòèë â ñîçâåçäèè Îâíà ñðåäè ïðî÷èõ ñëàáóþ çâåçäî÷êó 8m, à íà ñëåäóþùóþ íî÷ü îáíàðóæèë åå íåáîëüøîå ñìåùåíèå îòíîñèòåëüíî äðóãèõ çâåçä. Ðåøèâ, ÷òî èì îòêðûòà íåîáû÷íàÿ êîìåòà (áåç õâîñòà è òóìàííîé îáîëî÷êè!), îí ïðîäîëæèë íàáëþäåíèÿ è 14 ÿíâàðÿ îáíàðóæèë, ÷òî äâèæåíèå òåëà ñìåíèëîñü ñ ïîïÿòíîãî íà ïðÿìîå. Î ñâîåì îòêðûòèè íåèçâåñòíîãî áëóæäàþùåãî ñâåòèëà Ïèàööè íàïèñàë 23 ÿíâàðÿ àñòðîíîìó Îðèàíè â Ìèëàí è íà ñëåäóþùèé äåíü îòïðàâèë òàêîå æå ñîîáùåíèå Áîäå â Áåðëèí. Íî âðåìÿ â Åâðîïå áûëî íå«Çàêîí» Òèöèóñà—Áîäå

161


ñïîêîéíîå, è ïèñüìà äîøëè äî àäðåñàòîâ òîëüêî 5 àïðåëÿ è 20 ìàðòà ñîîòâåòñòâåííî. À ê òîìó ìîìåíòó Ïèàööè óæå ïîòåðÿë ñâîþ íàõîäêó. Äåëî â òîì, ÷òî 11 ôåâðàëÿ îí âûíóæäåí áûë ïðåðâàòü íàáëþäåíèÿ â ñâÿçè ñ áîëåçíüþ. À ê ñåðåäèíå ôåâðàëÿ 1801 ã. «çâåçäî÷êà» ïîäîøëà íà íåáå òàê áëèçêî ê Ñîëíöó, ÷òî ñîâåðøåííî ñêðûëàñü â åãî ëó÷àõ. Èìåâøèõñÿ íàáëþäåíèé áûëî åùå íåäîñòàòî÷íî äëÿ âû÷èñëåíèÿ òî÷íîé îðáèòû òåëà, ÷òîáû ïðîãíîçèðîâàòü åãî áóäóùåå ïîëîæåíèå ñðåäè çâåçä. Ïîïûòêè îáíàðóæèòü íîâîå ñâåòèëî ïîñëå åãî ïðåäïîëàãàåìîãî ïîÿâëåíèÿ èç-çà Ñîëíöà îêàçàëèñü áåçðåçóëüòàòíûìè. Íà íåáîñâîäå îêîëî 40 òûñÿ÷ çâåçä 8-é âåëè÷èíû! Ïîäè óçíàé, êàêàÿ èç íèõ — òà ñàìàÿ. Âûðó÷èë ìîëîäîé íåìåöêèé ìàòåìàòèê Êàðë Ôðèäðèõ Ãàóññ (1777–1855). Êàê ðàç íàêàíóíå îí ðàçðàáîòàë ìåòîä âû÷èñëåíèÿ ýëëèïòè÷åñêîé îðáèòû ïëàíåòû âñåãî ïî òðåì íàáëþäàâøèìñÿ ñ Çåìëè åå ïîëîæåíèÿì íà íåáå, à òàêæå èçîáðåë ìîùíûé ìåòîä îáðàáîòêè íàáëþäåíèé — ìåòîä íàèìåíüøèõ êâàäðàòîâ. Âîîðóæåííûé ýòèìè ìàòåìàòè÷åñêèìè îðóäèÿìè, Ãàóññ ñóìåë ïî íåáîëüøîìó ÷èñëó íàáëþäàòåëüíûõ äàííûõ Ïèàööè âû÷èñëèòü ê íîÿáðþ 1801 ã. ýëåìåíòû îðáèòû íåèçâåñòíîãî îáúåêòà. Îêàçàëîñü, ÷òî ïîòåðÿííàÿ ïëàíåòà äâèæåòñÿ ìåæäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà! Ãàóññ ðàññ÷èòàë è ýôåìåðèäû íàõîäêè Ïèàööè, ò. å. åå îæèäàåìîå ïîëîæåíèå íà íåáå â áëèæàéøèå äíè. Ñëåäóÿ óêàçàíèÿì Ãàóññà, ôîí Öàõ íà ñâîåé îáñåðâàòîðèè â Ãîòå çàìåòèë ïîäîçðèòåëüíûé îáúåêò 7 äåêàáðÿ 1801 ã., íî ñêâåðíàÿ äåêàáðüñêàÿ ïîãîäà, çàòÿíóâøàÿ íåáî îáëàêàìè, íå ïîçâîëèëà åìó ïîäòâåðäèòü îòêðûòèå. Òîëüêî â ïîñëåäíþþ íî÷ü 1801 ã., à èìåííî 31 äåêàáðÿ, ôîí Öàõ îáíàðóæèë íàêîíåö «ïîäîçðèòåëüíóþ çâåçäî÷êó». Îíà íàõîäèëàñü â ñåâåðî-çàïàäíîé ÷àñòè ñîçâåçäèÿ Äåâû, â ìåñòå, áëèçêîì ê âû÷èñëåííîìó Ãàóññîì. Íà ñëåäóþùóþ íî÷ü, ðîâíî ÷åðåç ãîä ïîñëå ïåðâîãî îòêðûòèÿ Ïèàööè, ýòó ïëàíåòó îáíàðóæèë è íåìåöêèé âðà÷ Ãåíðèõ Âèëüãåëüì Îëüáåðñ (1758–1840), óâëå÷åííûé àñòðîíîìèåé è íàáëþäàâøèé íà ñîáñòâåííîé îáñåðâàòîðèè â Áðåìåíå. Ïî âèäó îáúåêò áûë íåîòëè÷èì îò çâåçäû, è àñòðîíîìû ñïðàâåäëèâî çàêëþ÷èëè, ÷òî åñëè ýòî è ïëàíåòà, òî î÷åíü ìàëåíüêàÿ. Òàê îíî è îêàçàëîñü: íîâîå òåëî, êîòîðîå Ïèàööè âïîñëåäñòâèè íàçâàë Öåðåðîé (ïî èìåíè áîãèíè ïëîäîðîäèÿ è çåìëåäåëèÿ — ïîêðîâèòåëüíèöû Ñèöèëèè) èìååò äèàìåòð îêîëî 950 êì. Ïîçæå â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì áûëè îòêðûòû òûñÿ÷è äðóãèõ ïîäîáíûõ òåë, è âñå îíè îêàçàëèñü ìåíüøå Öåðåðû. Äëÿ íàçåìíûõ òåëåñêîïîâ òàêèå «ìàëûå ïëàíåòû» íåîòëè÷èìû îò çâåçä. Ïî ýòîé ïðè÷èíå Âèëüÿì Ãåðøåëü ïðåäëîæèë âñå ýòè òåëà íàçûâàòü àñòåðîèäàìè, ò. å. «çâåçäîîá162

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ðàçíûìè». Òåðìèí îêàçàëñÿ óäà÷íûì è ñîõðàíèëñÿ äî íàøèõ äíåé. À âîò îò ïîíÿòèÿ «ìàëûå ïëàíåòû» ñïóñòÿ äâà ñòîëåòèÿ îòêàçàëèñü. Íî âåðíåìñÿ â íà÷àëî XIX â. Èòàê, ïëàíåòà Êåïëåðà íàéäåíà! Ñðåäíåå ðàññòîÿíèå Öåðåðû îò Ñîëíöà, âû÷èñëåííîå Ãàóññîì, ñîñòàâèëî 2,767 à. å., ÷òî î÷åíü õîðîøî ñîãëàñîâàëîñü ñî çíà÷åíèåì 2,8 à. å., îòâå÷àþùèì ïðàâèëó Òèöèóñà è îæèäàíèÿì Áîäå (ñì. òàáë. 4.1). Çàêîí ïëàíåòíûõ ðàññòîÿíèé ïîëó÷èë íîâîå ïîäòâåðæäåíèå! Òåïåðü åãî èìåíîâàëè íå èíà÷å êàê «çàêîíîì Áîäå». È äî ñèõ ïîð åùå ó ìíîãèõ àâòîðîâ ìû âñòðå÷àåì åãî êàê çàêîí Áîäå, õîòÿ âñåì ÿñíî, ÷òî ýòî íå ôóíäàìåíòàëüíûé çàêîí ïðèðîäû, à íåêîå ïðàâèëî, è ñôîðìóëèðîâàë åãî Òèöèóñ, à Áîäå ëèøü «ïðîäâèãàë». È íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî çà ïðîøåäøèå äâà ñòîëåòèÿ àñòðîíîìèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû îáîãàòèëàñü êîëîññàëüíûì ÷èñëîì îòêðûòèé è íîâûõ ìîùíûõ òåîðèé, äî ñèõ ïîð îñòàåòñÿ íåÿñíûì ñòàòóñ ïðàâèëà Òèöèóñà—Áîäå: åñòü ëè â íåì ãëóáîêèé ôèçè÷åñêèé ñìûñë, èëè ýòî ïðîñòî ìàòåìàòè÷åñêèé êóðüåç?

Ôàýòîí, èëè Ïëàíåòà Îëüáåðñà ÷òî æå Öåðåðà? Ñòàëà ëè îíà ïîëíîïðàâíûì ÷ëåíîì íàøåé ïëàíåòíîé ñèñòåìû? Äóìàþ, åñëè áû äðóãèõ òåë â ïðîìåæóòêå ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì íå íàøëîñü, àñòðîíîìû ñìèðèëèñü áû ñ ìàëûì ðàçìåðîì Öåðåðû è ñòàëè áû íàçûâàòü åå ïëàíåòîé. Îäíàêî äåëî ïðèíÿëî íåîæèäàííûé îáîðîò. Òîò ñàìûé âðà÷-àñòðîíîì Îëüáåðñ, êîòîðûé âòîðè÷íî îòêðûë Öåðåðó, ÷åðåç íåñêîëüêî ìåñÿöåâ, â ìàðòå 1802 ã., îáíàðóæèë åùå îäíî íåáåñíîå òåëî, íàçâàííîå Ïàëëàäîé. Îíî îêàçàëàñü ïðèáëèçèòåëüíî òàêîãî æå áëåñêà è ïî÷òè íà òàêîì æå ðàññòîÿíèè îò Ñîëíöà, ÷òî è Öåðåðà.  1804 ã. íåìåöêèé àñòðîíîì Êàðë Ëþäâèã Õàðäèíã (1765–1834) îòêðûë òðåòèé àñòåðîèä — Þíîíó. À â 1807 ã. Îëüáåðñ íàøåë åùå îäèí àñòåðîèä — Âåñòó. Õàðàêòåðèñòèêè ýòèõ òåë ïðèâåäåíû â òàáë. 4.2.

À

Òàáëèöà 4.2 Êðóïíåéøèå àñòåðîèäû Ãëàâíîãî ïîÿñà

Íîìåð è èìÿ 1 2 3 4

Öåðåðà* Ïàëëàäà Þíîíà Âåñòà

Äèàìåòð, êì Áîëüøàÿ ïîëóîñü, à. å. Ýêñöåíòðèñèòåò 960\932 570\482 240 530

2,767 2,774 2,669 2,362

0,0789 0,2299 0,2579 0,0895

Íàêëîíåíèå, ° 10,6 34,8 13,0 7,1

* Íûíå Öåðåðà îòíîñèòñÿ ê ãðóïïå ïëàíåò-êàðëèêîâ.

Òåïåðü óæå òðåáîâàëîñü ñïàñàòü «çàêîí» Òèöèóñà—Áîäå: ñëèøêîì ìíîãî ïëàíåò îáíàðóæèëîñü ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì. Îëüáåðñ ïîÔàýòîí, èëè Ïëàíåòà Îëüáåðñà

163


÷óâñòâîâàë ýòî óæå ïîñëå îòêðûòèÿ âòîðîãî àñòåðîèäà; â ïèñüìå ê Áîäå îí ïèñàë: «Ãäå òîò ïðåêðàñíûé, çàêîíîìåðíûé ïîðÿäîê, êîòîðîìó ïîä÷èíÿëèñü ïëàíåòû â ñâîèõ ðàññòîÿíèÿõ? Ìíå êàæåòñÿ, åùå ðàíî ôèëîñîôñòâîâàòü ïî ýòîìó ïîâîäó; ìû äîëæíû ñíà÷àëà íàáëþäàòü è îïðåäåëÿòü îðáèòû, ÷òîáû èìåòü âåðíûå îñíîâàíèÿ äëÿ íàøèõ ïðåäïîëîæåíèé. Òîãäà, ìîæåò áûòü, ìû ðåøèì èëè, ïî êðàéíåé ìåðå, ïðèáëèçèòåëüíî âûÿñíèì, âñåãäà ëè Öåðåðà è Ïàëëàäà ïðîáåãàëè ñâîè îðáèòû â ìèðíîì ñîñåäñòâå, îòäåëüíî îäíà îò äðóãîé, èëè îáå ÿâëÿþòñÿ òîëüêî îáëîìêàìè, òîëüêî êóñêàìè Ðèñ. 4.7. Ãåíðèõ Âèëüãåëüì Îëüáåðñ. ïðåæíåé áîëüøîé ïëàíåòû, êîòîðóþ âçîðâàëà êàêàÿ-íèáóäü êàòàñòðîôà». Òàê, ïûòàÿñü ñïàñòè èçÿùíîå ïðàâèëî Òèöèóñà—Áîäå, Îëüáåðñ óêàçàë âûõîä èç ñèòóàöèè, ïðåäïîëîæèâ, ÷òî ðîé ìàëûõ òåë — ýòî îñêîëêè íåêîãäà ñóùåñòâîâàâøåé íà ýòîì ìåñòå áîëüøîé ïëàíåòû. Âîçìîæíî, îíà ñàìà âçîðâàëàñü, à ìîæåò áûòü, ðàçðóøèëàñü îò óäàðà êîìåòû. Ýòî óæå äåòàëè. Ãëàâíîå — áîëüøîé ïëàíåòû íå âèäíî, à îñêîëêè íàëèöî! Ýòà èäåÿ ïîêàçàëàñü ïðèâëåêàòåëüíîé ìíîãèì ó÷åíûì. Ãèïîòåòè÷åñêîå òåëî ñíà÷àëà òàê è íàçûâàëè — ïëàíåòà Îëüáåðñà. À çíà÷èòåëüíî ïîçæå, â 1949 ã., ìîñêîâñêèé àñòðîíîì Ñåðãåé Âëàäèìèðîâè÷ Îðëîâ (1880–1958) ïðåäëîæèë äëÿ íåñóùåñòâóþùåé ïëàíåòû ìèôè÷åñêîå èìÿ Ôàýòîí, â ïàìÿòü îá èçâåñòíîì ïåðñîíàæå ãðå÷åñêèõ ëåãåíä. Íàïîìíþ, ÷òî òàê çâàëè ñûíà Ãåëèîñà, áîãà Ñîëíöà; ÷òîáû äîêàçàòü ñâîå áîæåñòâåííîå ïðîèñõîæäåíèå, Ôàýòîí âçÿëñÿ óïðàâëÿòü ñîëíå÷íîé êîëåñíèöåé îòöà è ïîãèá, èñïåïåëåííûé îãíåííûì æàðîì, ÷óòü íå ïîãóáèâ ïðè ýòîì Çåìëþ. Ëåãåíäà î Ôàýòîíå çàìå÷àòåëüíî ñîîòâåòñòâóåò ãèïîòåçå î ïîãèáøåé ïëàíåòå. Íåêîòîðûõ ó÷åíûõ îíà ñòèìóëèðîâàëà — è äî ñèõ ïîð åùå ñòèìóëèðóåò — íà äåòàëüíóþ ðàçðàáîòêó ýòîé èäåè. Íî áîëüøèíñòâî àñòðîíîìîâ ñåãîäíÿ óâåðåíû, ÷òî òàêîé ïëàíåòû íèêîãäà íå áûëî. Èõ óáåæäàåò â ýòîì òî, ÷òî àñòåðîèäû îáðàçóþò íåñêîëüêî îáîñîáëåííûõ ãðóïï, êàê ïî ñâîåìó ñîñòàâó — æåëåçíûå, êàìåííûå, óãëèñòûå, — òàê è ïî ôîðìå îðáèò. Íåâîçìîæíî ïðåäñòàâèòü, ÷òî êîãäà-òî âñå îíè áûëè ÷àñòÿìè îäíîãî òåëà. 164

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Âïðî÷åì, íàì ñëåäóåò âíîâü âåðíóòüñÿ â XIX âåê. Îëüáåðñ îáðàòèë âíèìàíèå, ÷òî îðáèòû Öåðåðû è Ïàëëàäû èìåþò ïî÷òè îäèíàêîâûé ðàçìåð, íî ðàçíûé íàêëîí, à çíà÷èò, ïåðåñåêàþòñÿ â äâóõ òî÷êàõ. Åñòåñòâåííî, îí ðåøèë, ÷òî îäíà èç ýòèõ òî÷åê áûëà ìåñòîì ãèáåëè ïðåäïîëàãàåìîé ïëàíåòû. Îòñþäà Îëüáåðñ ñäåëàë âûâîä: àñòåðîèäû öåëåñîîáðàçíî èñêàòü íå ïî âñåìó íåáó, à â îêðåñòíîñòè òî÷åê ïåðåñå÷åíèÿ îðáèò Öåðåðû è Ïàëëàäû. Èìåííî òàêèì îáðàçîì áûëè îòêðûòû Þíîíà è Âåñòà. Êàçàëîñü, ãèïîòåçà Îëüáåðñà èìååò øàíñ ïåðåéòè â ðàçðÿä òåîðèé, ò. å. îáîñíîâàííûõ è äîêàçàííûõ èäåé. Íî äàëüíåéøèå ïîèñêè àñòåðîèäîâ â òî÷êàõ íåáà, óêàçàííûõ Îëüáåðñîì, îñòàëèñü áåçðåçóëüòàòíûìè. Ïîñëå îòêðûòèÿ ïåðâûõ ÷åòûðåõ àñòåðîèäîâ àñòðîíîìû óñèëåííî ïðîäîëæàëè ïîèñê íîâûõ. Íî äî èçîáðåòåíèÿ ôîòîãðàôèè ýòî áûëî êðàéíå ñëîæíûì äåëîì. Ïÿòóþ «ìàëóþ ïëàíåòó» îòêðûëè òîëüêî ÷åðåç 38 ëåò! Ïî÷òîâûé ÷èíîâíèê â îòñòàâêå èç íåìåöêîãî ãîðîäà Äðåéçåíà (Äðåçäåíà), ëþáèòåëü àñòðîíîìèè Êàðë Ëþäâèã Ãåíêå (1793– 1866), íàáëþäàÿ â ñîáñòâåííûé íåáîëüøîé òåëåñêîï Âåñòó, çàìåòèë ðÿäîì ñ íåé çâåçäî÷êó 9,5m. Òàê 8 äåêàáðÿ 1845 ã. áûëà îòêðûòà Àñòðåÿ. Íå çíàÿ îáñòîÿòåëüñòâ, ìîæíî áûëî áû äóìàòü, ÷òî ñêðîìíîìó ïåíñèîíåðó ïðîñòî ïîâåçëî. Íî ýòî «âåçåíèå» ñòàëî íàãðàäîé çà 15 ëåò ñèñòåìàòè÷åñêèõ ïîèñêîâ. Ïîñëåäóþùèå íàáëþäåíèÿ ïîçâîëèëè îïðåäåëèòü ìåòîäîì Ãàóññà îðáèòó Àñòðåè, îêàçàâøóþñÿ ýëëèïñîì ñ áîëüøîé ïîëóîñüþ 2,58 à. å. Âû÷èñëåíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî îðáèòà ïÿòîãî àñòåðîèäà íå ïåðåñåêàåòñÿ ñ îðáèòàìè ïåðâûõ ÷åòûðåõ, ñëåäîâàòåëüíî, Àñòðåÿ íå óêëàäûâàåòñÿ â ðàìêè ãèïîòåçû Îëüáåðñà. 1 èþíÿ 1847 ã. òîò æå íåóòîìèìûé Ãåíêå îòêðûâàåò øåñòîé àñòåðîèä — Ãåáó.  òîì æå ãîäó àìåðèêàíåö Äæ. Ý. Õåìä è ÷óòü ïîçæå íåçàâèñèìî îò íåãî àíãëè÷àíèí Ä. Õèíä îáíàðóæèâàþò ñåäüìîé è âîñüìîé — Èðèäó è Ôëîðó. Ïîñëå ýòîãî êðóã íàáëþäàòåëåé çàìåòíî ðàñøèðèëñÿ, è îòêðûòèå àñòåðîèäîâ ñòàëî äåëîì «øèðîêèõ àñòðîíîìè÷åñêèõ ìàññ». Ê 1860 ã. áûëè ñîñòàâëåíû è èçäàíû õîðîøèå êàðòû çâåçäíîãî íåáà, ïîçâîëèâøèå âûäåëÿòü àñòåðîèäû íà ôîíå äàëåêèõ çâåçä. Òðåáîâàëñÿ ëèøü íåáîëüøîé òåëåñêîï è èçðÿäíîå òåðïåíèå: ñðàâíèâàÿ ó÷àñòêè íåáà ñ êàðòîé — çâåçäà çà çâåçäîé, — íóæíî áûëî îòûñêàòü íîâîå ñâåòèëî. Ýòî íàïîìèíàëî èãðó «Íàéäè îòëè÷èå».  ïîñëåäóþùèå íî÷è ñëåäîâàëî íàáëþäàòü çà ïåðåìåùåíèåì «ëèøíåé çâåçäû», ÷òîáû îïðåäåëèòü îðáèòó. Ýòèì äåëîì óâëåêëîñü íåìàëî ëþáèòåëåé àñòðîíîìèè, è áëàãîäàðÿ èì ÷èñëî îòêðûòûõ àñòåðîèäîâ íåóêëîííî ðîñëî. Íåìíîãî ïîçæå íà÷àëîñü ðàçâèòèå ôîòîãðàôèè.  1889 ã. íåìåöêèé àñòðîíîì, áóäóùèé ïðîôåññîð Ãåéäåëüáåðãñêîãî óíèâåðñèòåòà ÌàêñèÔàýòîí, èëè Ïëàíåòà Îëüáåðñà

165


Òàáëèöà 4.3 ×èñëî àñòåðîèäîâ (N), îòêðûòûõ è ïîëó÷èâøèõ íîìåð ê óêàçàííîé äàòå. Äàííûå ïðèâåäåíû íà ÿíâàðü ñîîòâåòñòâóþùåãî ãîäà Ãîä

N

Ãîä

N

Ãîä

N

1801 1807 1845 1848 1861 1891

1 4 5 8 61 302

1901 1911 1931 1951 1971 1991

463 714 1 198 1 569 1 779 4 655

1996 2001 2003 2005 2007 2009

6 800 21 000 52 300 96 100 148 000 205 000

ìèëèàí Âîëüô (1863–1932) íà ñîáñòâåííîé íåáîëüøîé îáñåðâàòîðèè íà÷àë ñèñòåìàòè÷åñêîå ôîòîãðàôèðîâàíèå çâåçäíîãî íåáà.  1891 ã. îí âïåðâûå îáíàðóæèë íà ôîòîïëàñòèíêå èçîáðàæåíèå íåèçâåñòíîãî àñòåðîèäà (¹ 323 Áðóöèÿ), ïîñëå ÷åãî ñòàë ðåãóëÿðíî ïðîèçâîäèòü èõ ïîèñê.  òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ëåò ïîñëå ýòîãî ïðèâåðæåíöû âèçóàëüíîãî ïîèñêà àñòåðîèäîâ åùå ïûòàëèñü êîíêóðèðîâàòü ñ ôîòîïëàñòèíêîé, íî çàòåì ñäàëèñü: íîâàÿ òåõíèêà äîêàçàëà ñâîå ïðåâîñõîäñòâî. Ôîòîãðàôè÷åñêèå ïëàñòèíêè ýêñïîíèðîâàëèñü íà ýêâàòîðèàëüíîì òåëåñêîïå-ðåôðàêòîðå, êîòîðûé ñ ïîìîùüþ ÷àñîâîãî ìåõàíèçìà òùà-

Ðèñ. 4.8. Ôîòîãðàôèÿ çâåçäíîãî íåáà, ïîëó÷åííàÿ Ìàêñîì Âîëüôîì 21 ìàðòà 1892 ã., íà êîòîðîé îí âïåðâûå çàìåòèë àñ òåðîèä Ñâåÿ (329 Svea), îñòàâèâøèé êîðîòêèé ïðÿìîé ñëåä â öåíòðå ñíèìêà.

166

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ðèñ. 4.9. Êîëè÷åñòâî àñòåðîèäîâ ñ òî÷íî îïðåäåëåííûìè îðáèòàìè, îòêðûòûõ â ðàçíûå ãîäû. Ñïàä ïîñëå 2000 ã. îáúÿñíÿåòñÿ òåì, ÷òî äëÿ òî÷íîãî îïðåäåëåíèÿ îðáèòû òðåáóåòñÿ íåñêîëüêî ëåò íàáëþäåíèé.

òåëüíî îòñëåæèâàë âðàùåíèå íåáîñâîäà, ïîýòîìó çâåçäû ïîëó÷àëèñü òî÷êàìè. Íî ïîñêîëüêó ýêñïîçèöèÿ äëèëàñü íåñêîëüêî ÷àñîâ, àñòåðîèä óñïåâàë çà ýòî âðåìÿ çàìåòíî ñìåñòèòüñÿ ñðåäè çâåçä è ïîëó÷àëñÿ íà ôîòîïëàñòèíêå â âèäå êîðîòêîãî øòðèõà. Åãî íåòðóäíî áûëî îòëè÷èòü îò çâåçä. Îäèí òîëüêî Ìàêñ Âîëüô çà ãîäû íàáëþäåíèé îáíàðóæèë íà ñâîèõ ôîòîïëàñòèíêàõ 577 íîâûõ àñòåðîèäîâ. Ðàçóìååòñÿ, íå âñå åäèíîæäû çàìå÷åííûå àñòåðîèäû óäàâàëîñü ïî-íàñòîÿùåìó «îòêðûòü». Íåðåäêî àñòåðîèäû òåðÿëèñü, çàòåì ñíîâà íàõîäèëèñü è âíîâü òåðÿëèñü. Íàïðèìåð, èç 398 àñòåðîèäîâ, îòêðûòûõ â 1931 ã., óòåðÿíî áûëî ïî÷òè 3/4. Ïîñòîÿííûé íîìåð è ìåñòî â êàòàëîãå ïîëó÷àþò ëèøü òå ìàëûå ïëàíåòû, äëÿ êîòîðûõ óäàåòñÿ ïðîâåñòè äëèííûé ðÿä íàáëþäåíèé è âû÷èñëèòü íàäåæíóþ îðáèòó. Òîëüêî ýòî äàåò âîçìîæíîñòü â ëþáîé ìîìåíò ðàññ÷èòàòü ïîëîæåíèå àñòåðîèäà íà íåáå è ïðîâåðèòü, íà ìåñòå ëè îí. Íàïðèìåð, ïî äàííûì Öåíòðà ìàëûõ ïëàíåò Ñìèòñîíèàíñêîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè, ê 1995 ã. áûëî çàìå÷åíî îêîëî 28 000 àñòåðîèäîâ, áîëåå 7000 èç íèõ íàáëþäàëîñü â ïðîòèâîñòîÿíèè ñ Ñîëíöåì íå ìåíåå äâóõ ðàç, íî ëèøü ó 5000 áûëè òî÷íî âû÷èñëåíû ýëåìåíòû îðáèò, èì ïðèñâîèëè íîìåðà è ìíîãèì äàëè ñîáñòâåííûå èìåíà. Ôàýòîí, èëè Ïëàíåòà Îëüáåðñà

167


Ðèñ. 4.10. Êîëè÷åñòâî îáúåêòîâ, çàðåãèñòðèðîâàííûõ â êàòàëîãå Öåíòðà ìàëûõ ïëàíåò.  ïîäàâëÿþùåì áîëüøèíñòâå ýòî àñ òåðîèäû Ãëàâíîãî ïîÿñà, íî åñòü òàêæå òðîÿíöû, êåíòàâðû, îáúåêòû ïîÿñà Êîéåðà è êîìåòû.

Òåìï îòêðûòèÿ àñòåðîèäîâ â öåëîì ñòðåìèòåëüíî âîçðàñòàåò, õîòÿ áûâàëè ýïîõè «çàñòîÿ» (íàïðèìåð, ïîñëåäíèå ãîäû Âòîðîé ìèðîâîé âîéíû), íî áûëè è ÷ðåçâû÷àéíî «óðîæàéíûå» ãîäû. Ìàññîâîå îòêðûòèå àñòåðîèäîâ ñòàëî âîçìîæíûì ñ ïîÿâëåíèåì øèðîêîóãîëüíûõ êàìåð Øìèäòà, ïîçâîëèâøèõ ïðîâåñòè íåñêîëüêî ãëóáîêèõ îáçîðîâ íåáà. Ïî èíèöèàòèâå èçâåñòíîãî àìåðèêàíñêîãî àñòðîíîìà Äæåðàðäà Êîéïåðà (1905–1973) íà Éåðêññêîé è Ìàê-Äîíàëüäñêîé îáñåðâàòîðèÿõ â 1950–1952 ãã. ñ ïîìîùüþ 25-ñàíòèìåòðîâîé êàìåðû äâàæäû ïî÷òè ïîëíîñòüþ ñôîòîãðàôèðîâàëè ïîëîñó âäîëü ýêëèïòèêè øèðèíîé 40°. Íà 2000 ôîòîïëàñòèíîê îêàçàëèñü çàôèêñèðîâàíû èçîáðàæåíèÿ âñåõ íàõîäÿùèõñÿ â ýòîé îáëàñòè àñòåðîèäîâ äî 14,5m. Ýòà ðàáîòà èçâåñòíà êàê «Ìàê-Äîíàëüäñêîå îáîçðåíèå». Ñïóñòÿ 10 ëåò ìàññîâûé ïîèñê àñòåðîèäîâ áûë ïðîäîëæåí äëÿ âûÿâëåíèÿ áîëåå ñëàáûõ îáúåêòîâ. Îñåíüþ 1960 ã. íà îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Ïàëîìàð ñ ïîìîùüþ êàìåðû Øìèäòà áûëî ïðîâåäåíî ôîòîãðàôèðîâàíèå íåáîëüøîé îáëàñòè íåáà, ðàçìåðîì 8´12°, íà ýêëèïòèêå. Çà äâà ìåñÿöà áûëî ñôîòîãðàôèðîâàíî îêîëî 2200 àñòåðîèäîâ ïðèìåðíî äî 20m, ïðè÷åì äëÿ 1811 èç íèõ óäàëîñü îïðåäåëèòü îðáèòû. Ïîñêîëüêó âû÷èñëåíèÿ ïðîâîäèëèñü íà Ëåéäåíñêîé îáñåðâàòîðèè, ýòîò îáçîð íàçâàëè «Ïàëîìàð-Ëåéäåíñêèì îáîçðåíèåì». Çà ïîñëåäíåå äåñÿòèëåòèå ýëåêòðîííûå ïðèåìíèêè ñâåòà ïîëíîñòüþ âûòåñíèëè ôîòîïëàñòèíêè è çíà÷èòåëüíî îáëåã÷èëè òðóä «îõîòíèêîâ çà àñòåðîèäàìè». Òåïåðü ìîíîòîííóþ ðàáîòó ïî ïîèñêó ìàëûõ òåë Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû îñóùåñòâëÿåò êîìïüþòåð. Ïîÿâèëèñü äàæå àâòîìàòè÷åñêèå òåëåñêîïû — íàçåìíûå è êîñìè÷åñêèå, — âîîáùå íå òðåáóþùèå íî÷íîãî òðóäà íàáëþäàòåëÿ. Òåðÿåòñÿ ðîìàíòèêà ïðîôåññèè, 168

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ðèñ. 4.11. Ââîä èçîáðàæåíèÿ íåáà â êîìïüþòåð ïîçâîëÿåò îñóùåñòâëÿòü àâòîìàòè÷åñêèé ïîèñê îáúåêòîâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû â ðåàëüíîì âðåìåíè: èõ ïåðåìåùåíèå íà ôîíå äàëåêèõ çâåçä è ãàëàêòèê çàìåòíî óæå ìåíåå ÷åì ÷åðåç ÷àñ.

àñòðîíîì-íàáëþäàòåëü ïðåâðàùàåòñÿ â èíæåíåðà-ïðîãðàììèñòà, íî ðåçóëüòàòû âïå÷àòëÿþò: ê ôåâðàëþ 2010 ã. ÷èñëî çàðåãèñòðèðîâàííûõ àñòåðîèäîâ ïåðåâàëèëî çà 482 420; êîëè÷åñòâî àñòåðîèäîâ ñ íàäåæíî âû÷èñëåííûìè îðáèòàìè è, ñëåäîâàòåëüíî, ïîëó÷èâøèõ ïîðÿäêîâûå íîìåðà, âïëîòíóþ ïðèáëèçèëîñü ê 232 000, à ñîáñòâåííûå èìåíà èìåþò óæå îêîëî 15 615 àñòåðîèäîâ (òåêóùóþ ñòàòèñòèêó ñì. http://www. cfa.harvard.edu/iau/lists/ArchiveStatistics.html). Êðîìå êëàññè÷åñêèõ àñòåðîèäîâ Ãëàâíîãî ïîÿñà, äâèæóùèõñÿ ìåæäó îðáèòàìè Ìàðñà è Þïèòåðà, íàéäåíû îáúåêòû âíóòðè îðáèòû Ìàðñà è äàæå âíóòðè îðáèòû Çåìëè, à òàêæå çà îðáèòîé Þïèòåðà è äàæå Ñàòóðíà. Ãîâîðèòü î äåòàëüíîì èçó÷åíèè äàëåêèõ àñòåðîèäîâ ïîêà íå ïðèõîäèòñÿ, íî âíóòðè îðáèòû Þïèòåðà îíè èçó÷åíû íåïëîõî. Êðóïíûõ òåë ñðåäè íèõ ìàëî: òîëüêî ó 30 èç íèõ äèàìåòð ïðåâûøàåò 200 êì, åùå îêîëî 250 èìåþò äèàìåòðû äî 100 êì; àñòåðîèäîâ ñ äèàìåòðàìè áîëåå 1 êì ïîðÿäêà 100 òûñÿ÷. Ïîýòîìó íå èñêëþ÷åíî, ÷òî ñêîðî áóäóò «èíâåíòàðèçîâàíû» âñå àñòåðîèäû äèàìåòðîì áîëåå 1 êì, êîòîðûå ìîãóò ïðåäñòàâëÿòü óãðîçó äëÿ çåìíîé áèîñôåðû â öåëîì. Ïî îöåíêàì, â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå ñóùåñòâóþò ìèëëèîíû àñòåðîèäîâ ðàçìåðîì ñ áóëûæíèê.  ýïîõó ìàññîâîãî îòêðûòèÿ àñòåðîèäîâ àñòðîíîìàì ïðèøëîñü èçîáðåòàòü íîâóþ ñèñòåìó äëÿ èõ îáîçíà÷åíèÿ. Óæå íèêòî íå ìå÷òàåò ïðèäóìàòü êàæäîìó àñòåðîèäó ëè÷íîå èìÿ. Òåì ìàëûì ïëàíåòàì, îðáèòû êîòîðûõ íàäåæíî âû÷èñëåíû, äàþò ïîðÿäêîâûé íîìåð (èíîãäà ïîçæå ïðåäëàãàþò è èìÿ). À ÷òîáû íå çàïóòàòüñÿ ñðåäè îáúåêòîâ, îòêðûòûõ íåäàâíî è íàõîäÿùèõñÿ â ïðîöåññå èçó÷åíèÿ, ââåäåíà ñëåäóþùàÿ ñèñòåìà îáîçíà÷åíèé. Åñëè îáúåêò íàáëþäàåòñÿ ïî êðàéíåé ìåðå â òå÷åíèå äâóõ íî÷åé è íå ìîæåò áûòü îòîæäåñòâëåí ñ óæå èçâåñòíûìè îáúåêòàìè, åìó ïðèñâàèâàåòñÿ ïðåäâàðèòåëüíîå îáîçíà÷åíèå, ñîñòîÿùåå èç ñëåäóþùèõ ñèìâîëîâ: ãîä îòêðûòèÿ + áóêâà, îáîçíà÷àþùàÿ ïîëóìåñÿö ýòîãî ãîäà + áóêâà, îáîçíà÷àþùàÿ íîìåð îòêðûòèÿ â ýòîì ïîëóìåñÿöå + ÷èñëî, îáîçíà÷àþùåå êîëè÷åñòâî ïîâòîðåíèé âñåãî àëôàâèòà â äàííîì ïîëóìåñÿöå. Âñå ìåñÿöû òåêóùåãî ãîäà ðàçáèòû íà ïîëóìåñÿöû, êîòîðûì ïðèâåäåíû â ñîîòâåòñòâèå 24 áóêâû ëàòèíñêîãî àëôàâèòà, Ôàýòîí, èëè Ïëàíåòà Îëüáåðñà

169


Òàáëèöà 4.5 Ïåðâàÿ áóêâà, óêàçûâàþùàÿ ïîëóìåñÿö îòêðûòèÿ àñòåðîèäà Áóêâà

Äàòû

A B

1–15 16–31

C D E F

1–15 16–29 1–15 16–31

G H

1–15 16–30

J K L M

Áóêâà

Äàòû

N O

1–15 16–31

P Q R S

1–15 16–31 1–15 16–30

àïðåëÿ

T U

1–15 16–31

îêòÿáðÿ

1–15 16–31

ìàÿ

V W

1–15 16–30

íîÿáðÿ

1–15 16–30

èþíÿ

X Y

1–15 16–31

äåêàáðÿ

ÿíâàðÿ ôåâðàëÿ ìàðòà

èþëÿ àâãóñòà ñåíòÿáðÿ

èñêëþ÷àÿ áóêâû I è Z (òàáë. 4.5). Ïîðÿäîê îòêðûòèÿ îáúåêòà â äàííîì ïîëóìåñÿöå óêàçûâàåòñÿ ëàòèíñêèìè áóêâàìè, èñêëþ÷àÿ áóêâó I: À=1 Â=2 C=3 D=4 E=5

F=6 G=7 H=8 J=9 K = 10

L = 11 Q = 16 V = 21 M = 12 R = 17 W = 22 N = 13 S = 18 X = 23 O = 14 T = 19 Y = 24 P = 15 U = 20 Z = 25

Òàêèì îáðàçîì, áóêâà À âî âòîðîé ïîçèöèè áóêâåííîé ÷àñòè êîäà îçíà÷àåò 1-é îòêðûòûé îáúåêò äàííîãî ïîëóìåñÿöà, à Z — 25-é. Ñ 26-ãî ïî 50-é îáúåêòû îáîçíà÷àþòñÿ òåìè æå áóêâàìè — îò A äî Z — ñ ïîñëåäóþùåé öèôðîé 1. Ñëåäóþùèå 25 îáúåêòîâ èìåþò â êîíöå öèôðó 2.  îáùåì, ÷èñëî ïîñëå áóêâ îçíà÷àåò ÷èñëî ïåðèîäîâ ïî 25, êîòîðîå íàäî ïðèáàâèòü ê íîìåðó áóêâû, ÷òîáû ïîëó÷èòü ïîðÿäîê îáúåêòà, îòêðûòîãî â äàííîì ïîëóìåñÿöå. Íàïðèìåð, ïîðÿäîê îáîçíà÷åíèé îòêðûòèé â ïåðâîé ïîëîâèíå ñåíòÿáðÿ 2010 ã. áóäåò ñëåäóþùèì: 2010 RA, 2010 RB … 2010 RY, 2010 RZ, 2010 RA1 … 2010 RZ1, 2010 RA2 … 2010 RZ9, 2010 RA10… è ò. ä. ß áû íå íàçâàë ýòó ñèñòåìó îáîçíà÷åíèé óäîáíîé, íî îíà èñïîëüçóåòñÿ óæå ñ 1925 ã., è ïîêà íè ó êîãî íå ïîäíÿëàñü ðóêà ïåðåäåëàòü åå íà áîëåå ðàöèîíàëüíóþ. Ê ñîæàëåíèþ, àñòðîíîìèÿ, êàê îäíà èç äðåâíåéøèõ íàóê, îòÿãîùåíà ìíîæåñòâîì èñòîðè÷åñêèõ «õâîñòîâ», îñîáåííî ïî ÷àñòè íîìåíêëàòóðû îáúåêòîâ. Ýòî çàòðóäíÿåò îáùåíèå àñòðîíîìîâ ñ äðóãèìè ñïåöèàëèñòàìè, à ïîðîé è ñî ñâîèìè êîëëåãàìè. Ïðèäåò âðåìÿ, è àñòðîíîìû â êîðíå ïåðåñìîòðÿò ñëîâàðü ñâîåé ïðîôåññèè, êàê ýòî ñäåëàëè íåñêîëüêî äåñÿòèëåòèé íàçàä õèìèêè. À ïîêà… 170

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


 êàíóí íàñòóïëåíèÿ òðåòüåãî òûñÿ÷åëåòèÿ èíòåðåñ ê àñòåðîèäàì â îáùåñòâå îñîáåííî âîçðîñ è äàæå ïðèíÿë íåçäîðîâûé õàðàêòåð.  êîíöå 1990-õ âñå ÷àùå ñòàëè ãîâîðèòü îá àñòåðîèäíîé óãðîçå Çåìëå, ïîÿâèëîñü ìíîæåñòâî àïîêàëèïòè÷åñêèõ ïðîãíîçîâ, ïîäîãðåòûõ òàëàíòëèâûìè è íå î÷åíü òàëàíòëèâûìè õóäîæåñòâåííûìè ôèëüìàìè. Îò÷àñòè ýòî ñïîñîáñòâîâàëî âûäåëåíèþ ñðåäñòâ íà ïðîãðàììû ïîèñêà àñòåðîèäîâ. Ãëóáîêèå àâòîìàòè÷åñêèå îáçîðû íåáà ðåçêî óâåëè÷èëè êîëè÷åñòâî îòêðûòûõ àñòåðîèäîâ, ïðàêòè÷åñêè èñ÷åðïàâ âñå êðóïíûå òåëà Ãëàâíîãî ïîÿñà è îêîëîçåìíîãî ïðîñòðàíñòâà. Ëþáîïûòíî, ÷òî â õîäå ýòîé ðàáîòû áûëè íàéäåíû ðàíåå ïîòåðÿííûå ìàëûå ïëàíåòû. Òàê, ñåíñàöèåé 2000 ã. ñòàë àñòåðîèä, ïîëó÷èâøèé ïðåäâàðèòåëüíîå îáîçíà÷åíèå 2000 JW8. Îí áûë îòîæäåñòâëåí ñ àñòåðîèäîì (719) Àëüáåðò, êîòîðûé îòêðûëè åùå â 1911 ã., íî âñêîðå ïîñëå ýòîãî ïîòåðÿëè.  òå÷åíèå 89 ëåò îí ÷èñëèëñÿ â ñïèñêå óòåðÿííûõ àñòåðîèäîâ. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî ïåðèîä åãî îáðàùåíèÿ âîêðóã Ñîëíöà ñîñòàâëÿåò 4,28 ãîäà, åãî ñáëèæåíèÿ ñ Çåìëåé ïðîèñõîäÿò ðàç â 30 ëåò. Ñëåäîâàòåëüíî, îí äîëæåí áûë áûòü âèäåí â 1941 è 1971 ãã., îäíàêî ñî âðåìåíè îòêðûòèÿ íè ðàçó íå íàáëþäàëñÿ. Íàáëþäåíèÿ 2000 ã. ïîçâîëèëè óòî÷íèòü åãî îðáèòó è, òàêèì îáðàçîì, çàêðûòü ñïèñîê ïîòåðÿííûõ àñòåðîèäîâ. Òåïåðü âñå àñòåðîèäû, èìåþùèå íîìåðà â îáùåì ñïèñêå íóìåðîâàííûõ ïëàíåò, èìåþò óòî÷íåííûå îðáèòû. Ïî ñîñòàâó àñòåðîèäû ðàçíîîáðàçíû: åñòü êàìåííûå, ìåòàëëè÷åñêèå, áîãàòûå óãëåðîäèñòûì âåùåñòâîì. Èç îáíàðóæåííûõ àñòåðîèäîâ ìîæíî áûëî áû ñîáðàòü íåáîëüøóþ ïëàíåòó. Íî íàêàïëèâàåòñÿ âñå áîëüøå àðãóìåíòîâ â ïîëüçó òîãî, ÷òî êàê åäèíîå òåëî «ïëàíåòà Îëüáåðñà» íèêîãäà íå ñóùåñòâîâàëà. Âïðî÷åì, ñàìî èìÿ «Ôàýòîí» íå ïðîïàëî: åãî ïðèñâîèëè íåáîëüøîìó àñòåðîèäó ¹ 3200 äèàìåòðîì 6 êì, îòêðûòîìó â 1983 ã. ñ ïîìîùüþ Èíôðàêðàñíîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî ñïóòíèêà IRAS (InfraRed Astronomical Satellite). Àñòåðîèä äâèæåòñÿ ïî ñèëüíî âûòÿíóòîé îðáèòå, ïåðåñåêàþùåéñÿ ñ îðáèòîé Çåìëè, è ïðèáëèæàåòñÿ â ïåðèãåëèè ê Ñîëíöó âñåãî íà 0,14 à. å., ïî÷òè âòðîå áëèæå, ÷åì Ìåðêóðèé. Íåñïðîñòà âåäü äàëè àñòåðîèäó ýòî èìÿ. Ëåãåíäà î Ôàýòîíå âñïîìèíàåòñÿ åùå è ïîòîìó, ÷òî ýòîò îò÷àÿííûé àñòåðîèä ðàçðóøàåòñÿ áóêâàëüíî ó íàñ íà ãëàçàõ. Àñòðîíîìû ñ÷èòàþò, ÷òî èìåííî îí ÿâëÿåòñÿ ðîäèòåëüñêèì òåëîì ìåòåîðíîãî ïîòîêà Ãåìèíèäû. Âîçìîæíî, ýòî âîîáùå íå àñòåðîèä, à «ìåðòâîå» ÿäðî áûâøåé êîìåòû, êîòîðàÿ, ïðèáëèçèâøèñü ê Ñîëíöó, ðàññûïàëà ðîé ìåëêèõ ÷àñòèö âäîëü ñâîåé îðáèòû, «ïîäæàðèëàñü» â ëó÷àõ ñâåòèëà, ïîêðûëàñü òåìíîé êîðîé è ïåðåñòàëà âûáðàñûâàòü ãàçîâûé õâîñò — óêðàøåíèå ìîëîäûõ êîìåò. Ôàýòîí, èëè Ïëàíåòà Îëüáåðñà

171


Äëÿ òåõ, êîìó íå òåðïèòñÿ óâèäåòü, êàê ðàçðóøàåòñÿ Ôàýòîí, ñîîáùàþ: Ãåìèíèäû — ýòî åæåãîäíûé ìåòåîðíûé ïîòîê, ðàäèàíò êîòîðîãî ëåæèò â ñîçâåçäèè Áëèçíåöû (ëàò. Gemini), ðÿäîì ñ ÿðêîé çâåçäîé Êàñòîð. Îáû÷íî Ãåìèíèäû íàáëþäàþòñÿ ñ 6 ïî 17 äåêàáðÿ, ïðè÷åì ìàêñèìóì ïîòîêà ïðèõîäèòñÿ íà 13 äåêàáðÿ. Ìåòåîðû äâèæóòñÿ ïî íåáó íå î÷åíü áûñòðî.  ïåðèîä ìàêñèìóìà îíè âñïûõèâàþò ïðèìåðíî ðàç â ìèíóòó. Íà ýòîì ìû îñòàâèì èñòîðèþ íåîòêðûòîé ïëàíåòû Ôàýòîí. Âïîëíå âåðîÿòíî, ÷òî îíà åùå ïîëó÷èò ïðîäîëæåíèå, ïîñêîëüêó ïðÿìîå èçó÷åíèå àñòåðîèäîâ êîñìè÷åñêèìè çîíäàìè òîëüêî íà÷èíàåòñÿ. Êòî çíàåò, êàêèå ñþðïðèçû ïðèíåñåò ïîñåùåíèå ïîâåðõíîñòè àñòåðîèäîâ, àíàëèç èõ âåùåñòâà è àêóñòè÷åñêîå «ïðîñâå÷èâàíèå» íåäð? À òåïåðü ìû âíîâü ïåðåíåñåìñÿ â XIX âåê, ÷òîáû ïîçíàêîìèòüñÿ ñ óäèâèòåëüíûì ïðèìåðîì íàó÷íîãî ïðîãíîçà, êîòîðûé äåéñòâèòåëüíî ïðèâåë ê îòêðûòèþ íåèçâåñòíîé ãèãàíòñêîé ïëàíåòû.

Íåïòóí, îòêðûòûé «íà êîí÷èêå ïåðà» ýïîõó ñòàíîâëåíèÿ êëàññè÷åñêîé ìåõàíèêè, â XVII–XVIII ââ., àñòðîíîìàì áûëè èçâåñòíû âñå òå æå ïÿòü äðåâíèõ ïëàíåò, âèäèìûõ íåâîîðóæåííûì ãëàçîì: Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Ìàðñ, Þïèòåð è Ñàòóðí. Êëàññè÷åñêàÿ ìåõàíèêà Íüþòîíà âåëèêîëåïíî îáúÿñíèëà âñå îñîáåííîñòè äâèæåíèÿ ýòèõ ïëàíåò, èõ ñïóòíèêîâ, à òàêæå Çåìëè è Ëóíû. Êîãäà â 1781 ã. Âèëüÿì Ãåðøåëü îáíàðóæèë çà Ñàòóðíîì íîâóþ ïëàíåòó Óðàí, ýòî ñòàëî òðèóìôîì íàáëþäàòåëüíîé àñòðîíîìèè, íî î÷åíü ñêîðî ïðåâðàòèëîñü â «ãîëîâíóþ áîëü» äëÿ ôèçèêè: îêàçàëîñü, ÷òî äâèæåíèå Óðàíà íå ïîä÷èíÿåòñÿ çàêîíàì Íüþòîíà. ×åðåç íåñêîëüêî ëåò ïîñëå îòêðûòèÿ Óðàíà è îïðåäåëåíèÿ åãî ýëëèïòè÷åñêîé îðáèòû äâèæåíèå ïëàíåòû ñòàëî îòêëîíÿòüñÿ îò âû÷èñëåííîé òðàåêòîðèè. Óðàí áðîñèë âûçîâ íåáåñíîé ìåõàíèêå — ñàìîé ðàôèíèðîâàííîé âåòâè òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè êîíöà XVIII â. Âûçîâ áûë ïðèíÿò.  1790 ã. ôðàíöóçñêèé àñòðîíîì Æàí Äåëàìáð (1749– 1822) ðàçðàáîòàë íîâóþ ìàòåìàòè÷åñêóþ ìîäåëü äâèæåíèÿ Óðàíà, êîòîðàÿ ó÷èòûâàëà íå òîëüêî ïðèòÿæåíèå ñî ñòîðîíû Ñîëíöà, íî è âîçìóùàþùåå âëèÿíèå ñî ñòîðîíû ïëàíåò-ãèãàíòîâ: Þïèòåðà è Ñàòóðíà.  ðàìêàõ ýòîé ìîäåëè îðáèòà Óðàíà îòëè÷àëàñü îò èäåàëüíîãî ýëëèïñà è ïðåêðàñíî ñîîòâåòñòâîâàëà íàáëþäåíèÿì.  ýïîõó ôðàíöóçñêèõ ðåâîëþöèé è íàïîëåîíîâñêèõ âîéí íàáëþäåíèÿ çà ïëàíåòàìè ïðîâîäèëèñü íå î÷åíü ðåãóëÿðíî, à êîãäà â 1815 ã. àñòðîíîìû ñðàâíèëè ïîëîæåíèå Óðàíà ñ ðàñ÷åòàìè, òî âíîâü óâèäåëè,

Â

172

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


÷òî îí äâèæåòñÿ «íå ïî íàóêå». Íà çàùèòó íåáåñíîé ìåõàíèêè âñòàë ôðàíöóçñêèé àêàäåìèê, äèðåêòîð Ïàðèæñêîé îáñåðâàòîðèè Àëåêñèñ Áóâàð (1767–1843).  1821 ã. îí ñêðóïóëåçíî ñîáðàë âñå íàáëþäåíèÿ çà ïðîøëûìè ïîëîæåíèÿìè Óðàíà íà íåáå è ïî çàêîíàì ìåõàíèêè «ñ àñòðîíîìè÷åñêîé òî÷íîñòüþ» ðàññ÷èòàë áóäóùåå äâèæåíèå ñâîåíðàâíîé ïëàíåòû ñ ó÷åòîì âëèÿíèÿ íà íåå âñåõ ïðî÷èõ èçâåñòíûõ íà òîò ìîìåíò ïëàíåò. Äîâîëüíûé ðåçóëüòàòîì, Áóâàð ïðåäñòàâèë ñâîèì êîëëåãàì íîâóþ îðáèòó Óðàíà, êîòîðàÿ, îäíàêî, ÷åðåç 10 ëåò ñîâåðøåííî ðàçîøëàñü ñ íàáëþäåíèÿìè. Âñåì ñòàëî ÿñíî, ÷òî íóæíû íîâûå èäåè. Èòàê, ïî÷åìó çàêîíû ìåõàíèêè è òåîðèÿ òÿãîòåíèÿ Íüþòîíà, âåëèêîëåïíî çàðåêîìåíäîâàâøèå ñåáÿ ïðè ðåøåíèè ìíîæåñòâà äðóãèõ ïðîáëåì, «íå ðàáîòàþò» â ñëó÷àå Óðàíà? Áûòü ìîæåò, íåèçâåñòíàÿ ñðåäà îêàçûâàåò ñîïðîòèâëåíèå äâèæåíèþ ïëàíåòû? Èëè íà Óðàí âîçäåéñòâóåò åùå îäíà íåèçâåñòíàÿ ïëàíåòà? Íåäàâíî îäèí èç èñòîðèêîâ íàóêè íàçâàë ýòî «âåðñèåé XIX âåêà ïðîáëåìû ñêðûòîé ìàññû, òàê ñèëüíî èíòðèãóþùåé àñòðîíîìîâ ñåãîäíÿ». Äåéñòâèòåëüíî, îáå ïðîáëåìû ñîñòîÿò â òîì, ÷òî åñòü ñèëà, íî íåèçâåñòåí åå èñòî÷íèê. Âîîáùå ãîâîðÿ, â íà÷àëå XIX â. åùå âïîëíå ìîæíî áûëî ñîìíåâàòüñÿ â ñïðàâåäëèâîñòè çàêîíà òÿãîòåíèÿ Íüþòîíà. Åñëè êëàññè÷åñêàÿ ìåõàíèêà áûëà òûñÿ÷åé ðàçíûõ ñïîñîáîâ ïðîâåðåíà â ëàáîðàòîðèè, òî ãðàâèòàöèÿ ïðîÿâëÿëà ñåáÿ ëèøü â äâèæåíèè ïëàíåò. À îíî-òî êàê ðàç è äàëî ñáîé! Íî ìîæåò ëè áûòü íåâåðåí çàêîí òÿãîòåíèÿ âåëèêîãî Íüþòîíà? Âåäü îí òàê ïðîñò è êðàñèâ! À êðàñîòà — íå ïîñëåäíèé àðãóìåíò â íàóêå. Ïîýòîìó ñ çàêîíîì Íüþòîíà ðåøèëè íå ðàññòàâàòüñÿ. Ñòàëè èñêàòü íåèçâåñòíóþ ïëàíåòó. È íàøëè. Íî êàê — â êàáèíåòíîé òèøè, íå ãëÿäÿ íà íåáî! Åñòåñòâîèñïûòàòåëåé ýòî âîñõèùàåò áîëüøå, ÷åì øàõìàòíàÿ ïàðòèÿ âñëåïóþ íà äâàäöàòè äîñêàõ. Ïåðâûì çà ïîèñê íåèçâåñòíîé ïëàíåòû, íå îòõîäÿ îò ïèñüìåííîãî ñòîëà, âçÿëñÿ âåëèêèé íåìåöêèé àñòðîíîì Ôðèäðèõ Âèëüãåëüì Áåññåëü (1784–1846). Ïðåæäå, ñ ïîìîùüþ òåëåñêîïà, åìó óæå óäàëîñü íå÷òî ïîäîáíîå: èçìåðÿÿ â òå÷åíèå ðÿäà ëåò íà ìåðèäèàííîì êðóãå òî÷íûå êîîðäèíàòû äâóõ ÿðêèõ çâåçä — Ñèðèóñà è Ïðîöèîíà, îí óñòàíîâèë â 1844 ã., ÷òî îíè äâèæóòñÿ íå ïî ïðÿìûì, à ïî âîëíèñòûì òðàåêòîðèÿì. Íå ñîìíåâàÿñü â ñïðàâåäëèâîñòè çàêîíîâ Íüþòîíà, Áåññåëü ïðåäïîëîæèë, ÷òî ó êàæäîé èç ýòèõ çâåçä åñòü íåâèäèìûé ñïóòíèê, èíûìè ñëîâàìè, ýòî äâîéíûå ñèñòåìû, êîìïîíåíòû êîòîðûõ — âèäèìûé è íåâèäèìûé — îáðàùàþòñÿ âîêðóã îáùåãî öåíòðà ìàññ. Èäåÿ îêàçàëàñü àáñîëþòíî âåðíîé: íåâèäèìûå äëÿ Áåññåëÿ îáúåêòû äåéñòâèòåëüíî áûëè îáíàðóæåíû ïîñëå ñîçäàíèÿ áîëåå ìîùíîé îïòèêè. 31 ÿíâàðÿ 1862 ã. ïðè èñïûòàíèè òîëüêî ÷òî èçãîòîâëåííîãî èì îáúåêÍåïòóí, îòêðûòûé «íà êîí÷èêå ïåðà»

173


òèâà äèàìåòðîì 46 ñì çíàìåíèòûé àìåðèêàíñêèé îïòèê Àëâàí Êëàðê (1804–1887) çàìåòèë ðÿäîì ñ Ñèðèóñîì êðîõîòíîå ñâåòèëî. À â 1896 ã. àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ìàðòèí Øåáåðëå (1853–1924), íàáëþäàÿ íà Ëèêñêîì ðåôðàêòîðå ñ îáúåêòèâîì ðàáîòû òîãî æå Êëàðêà, îòêðûë ìàëåíüêèé ñïóòíèê Ïðîöèîíà. Îáå çâåçäî÷êè, ñóùåñòâîâàíèå êîòîðûõ ïðåäâèäåë Áåññåëü, îêàçàëèñü ïåðâûìè ïðåäñòàâèòåëÿìè íîâîãî òèïà îáúåêòîâ — áåëûõ êàðëèêîâ. Íî ýòî âûÿñíèëîñü ïîçæå. À ïîïûòêà Áåññåëÿ îáíàðóæèòü ïëàíåòó, âîçìóùàþùóþ äâèæåíèå Óðàíà, ê ñîæàëåíèþ, íå äàëà ðåçóëüòàòà: îí óìåð, íå çàêîí÷èâ ýòó ðàáîòó. Âñëåä çà Áåññåëåì îòêðûòü ïëà íåòó «íà êîí÷èêå ïåðà» ïîÐèñ. 4.11. Äæîí Àäàìñ. ïûòàëèñü åùå äâîå: ìîëîäîé àíãëèéñêèé ìàòåìàòèê, íåäàâíèé âûïóñêíèê Êåìáðèäæñêîãî óíèâåðñèòåòà Äæîí Êîó÷ Àäàìñ (1819–1892) è óæå èçâåñòíûé â òó ïîðó ôðàíöóçñêèé òåîðåòèê Óðáåí Æàí Æîçåô Ëåâåðüå (1811–1877). Àäàìñ çàâåðøèë ñâîå èññëåäîâàíèå ðàíüøå, ÷åì Ëåâåðüå. Ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé îí èçëîæèë â êîðîòêîé çàïèñêå, êîòîðóþ 21 îêòÿáðÿ 1845 ã. ïåðåäàë ÷åðåç ïðèâðàòíèêà Êîðîëåâñêîìó àñòðîíîìó (ò. å. äèðåêòîðó Ãðèíâè÷ñêîé îáñåðâàòîðèè) Äæîðäæó Ýðè. Ïîçæå âûÿñíèëîñü, ÷òî ïðåäñêàçàííîå Àäàìñîì ïîëîæåíèå íåèçâåñòíîé ïëàíåòû áûëî äîâîëüíî òî÷íûì. Íî îñåíüþ 1845 ã. àíãëèéñêèå àñòðîíîìû íå îòêëèêíóëèñü íà ïðèçûâ ìîëîäîãî ìàòåìàòèêà èñêàòü íîâóþ ïëàíåòó íà óêàçàííîé èì îðáèòå. Äîëãèå ïîëòîðà âåêà ýòîò óïóùåííûé øàíñ èñòîðèêè ñïèñûâàëè íà êîñíîñòü àêàäåìè÷åñêîé íàóêè â âèêòîðèàíñêóþ ýïîõó. Îäíàêî â ñàìîì êîíöå ÕÕ â. ñëó÷àéíî îáíàðóæèëèñü äîêóìåíòû, ðàçúÿñíèâøèå ñäåðæàííîå îòíîøåíèå Ýðè è åãî êîëëåã ê ïðåäñêàçàíèþ Àäàìñà. Ëþáîïûòíî, ÷òî ýòè äîêóìåíòû âìåñòå ñ äðóãèìè áåñöåííûìè äëÿ èñòîðèè íàóêè áóìàãàìè áûëè ñ íåèçâåñòíîé öåëüþ óêðàäåíû èç áèáëèîòåêè Êîðîëåâñêîé Ãðèíâè÷ñêîé îáñåðâàòîðèè îäíèì äîâîëüíî èç174

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


âåñòíûì àñòðîíîìîì. 30 ëåò îíè ñ÷èòà ëèñü óòåðÿííûìè è ëèøü ïîñëå ñìåðòè ýòîãî ñòðàííîãî ÷åëîâåêà áûëè íàéäåíû â åãî âåùàõ. Ñðåäè äîêóìåíòîâ íàøëàñü è òà ñàìàÿ çàïèñêà Àäàìñà, äîëãîå âðåìÿ ñ÷èòàâøàÿñÿ ãëàâíûì äîêàçàòåëüñòâîì òîãî, ÷òî îí ïåðâûì ïðåäñêàçàë ñóùåñòâîâàíèå è âû÷èñëèë ïîëîæå íèå Íåïòóíà. Ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðîôåññèîíàëîâ îíà âûãëÿäèò íåóáåäèòåëüíî: â íåé åñòü ðåçóëüòàòû âû÷èñëåíèé, íî íåò íèêàêèõ äåòàëåé. Ìîã ëè ìàñòèòûé ó÷åíûé, äèðåêòîð êðóïíåéøåé îáñåðâàòîðèè, Äæîðäæ Ýðè îòìåíèòü âñå ïëàíîâûå ðàáîòû è îðãàíèçîâàòü ïîèñêè íåèçâåñòíîé ïëàíåòû íà îñíîâàíèè ëåãêî Ðèñ. 4.12. Óðáåí Ëåâåðüå. ìûñëåííîé çàïèñêè íåèçâåñòíîãî ìîëîäîãî ÷åëîâåêà? Àíãëèéñêàÿ ïîãîäà íå áàëóåò àñòðîíîìîâ ÷èñòûì íåáîì, ïîýòîìó êàæäàÿ íàáëþäàòåëüíàÿ íî÷ü âûñîêî öåíèòñÿ ó÷åíûìè è íå ìîæåò áûòü ïîòðà÷åíà íà ïóñòÿêè. Ýðè ðåøèë ñíà÷àëà âûÿñíèòü îáîñíîâàííîñòü ïðåäñêàçàíèÿ è â âåñüìà âåæëèâîì ïèñüìå ïîïðîñèë Àäàìñà óòî÷íèòü íåêîòîðûå äåòàëè åãî ðàñ÷åòîâ. Îòâåòà îò ìîëîäîãî ó÷åíîãî íå ïîñëåäîâàëî. Èç äîêóìåíòà, îáíàðóæåííîãî â 2004 ã. â áóìàãàõ ñåìåéñòâà Àäàìñîâ, ñòàëî èçâåñòíî, ÷òî Äæîí Àäàìñ íà÷àë ïèñàòü ïèñüìî ê Ýðè, íî òàê è íå îòîñëàë åãî. Ïîçæå îí ññûëàëñÿ íà ñâîþ ìåäëèòåëüíîñòü è íåëþáîâü ïèñàòü ïèñüìà. Íî èñòèííàÿ ïðè÷èíà, ïîõîæå, áûëà èíàÿ: â ðàñ÷åòàõ èìåëèñü íåêîòîðûå íàòÿæêè è òåìíûå ìåñòà. Ê òîìó æå Àäàìñ íå äîâåë ðàñ÷åòû äî êîíöà (êàê ýòî ñäåëàë ïîçæå áîëåå îïûòíûé Ëåâåðüå): îí âû÷èñëèë ïàðàìåòðû îðáèòû ïðåäïîëàãàåìîé ïëàíåòû, íî íå óêàçàë «òåîðåòè÷åñêèé êâàäðàò» íåáà, íà êîòîðîì åå ñëåäóåò èñêàòü. ×òîáû íàáëþäàòåëü ñìîã èñ- Ðèñ. 4.13. Ñáëèæåíèå Óðàíà ñ Íåïòóïîëüçîâàòü ýòè äàííûå äëÿ íàâåäåíèÿ íîì â íà÷àëå XIX â. óñèëèëî èõ âçàèìòåëåñêîïà, íóæíî áûëî ïåðåâåñòè ñðåä- íîå âëèÿíèå è ñïîñîáñòâîâàëî òåîðåòè÷åñêîìó îòêðûòèþ Íåïòóíà. íèå îðáèòàëüíûå ýëåìåíòû â ôàêòè÷åÍåïòóí, îòêðûòûé «íà êîí÷èêå ïåðà»

175


ñêèå ïîëîæåíèÿ ïëàíåòû íà íåáå. Íå âûïîëíèâ ýòó òðèâèàëüíóþ, íî âñå æå òðóäîåìêóþ ïðè îòñóòñòâèè âû÷èñëèòåëüíûõ ïðèáîðîâ ðàáîòó, Àäàìñ ñäåëàë ñâîé ïðîãíîç åùå ìåíåå ïðèâëåêàòåëüíûì. Âñå ýòî ÿñíî äîêàçûâàåò, ÷òî ðàáîòà Àäàìñà áûëà ïîâåðõíîñòíîé, ïîýòîìó îíà è íå ñìîãëà îòâëå÷ü àíãëèéñêèõ àñòðîíîìîâ-íàáëþäàòåëåé îò âàæíûõ òåêóùèõ äåë è íå â ñîñòîÿíèè áûëà óáåäèòü èõ íà÷àòü íåìåäëåííûé ïîèñê ïëàíåòû. Òåì íå ìåíåå àíãëèéñêèé àñòðîíîì, ñîòðóäíèê Êåìáðèäæñêîãî óíèâåðñèòåòà Äæåéìñ ×åëëèñ âäîõíîâèëñÿ ðàñ÷åòàìè Àäàìñà è ïðåäïðèíÿë ïîèñê ïëàíåòû; îí îïîçäàë ñ åå îòêðûòèåì ëèøü íà íåñêîëüêî äíåé1. Ñïóñòÿ ãîä ïîñëå Àäàìñà ñâîè ðàñ÷åòû çàêîí÷èë ìàñòèòûé Ëåâåðüå. Åãî ðàáîòà, îïóáëèêîâàííàÿ 1 èþíÿ 1846 ã. â æóðíàëå Ôðàíöóçñêîé àêàäåìèè Ðèñ. 4.14. Ââåðõó: ÷àñòü çâåçäíîé êàðòû, íàóê, ñòàëà ïåðâûì ïîëíûì èññëåäîèñïîëüçîâàííîé Ãàëëå è Ä’Àððå ïðè ïîèñ- âàíèåì íà ýòó òåìó. Ëåâåðüå âû÷èñêå Íåïòóíà. Âíèçó: òà æå êàðòà, ñ îòìå÷åí- ëèë, ãäå èìåííî íà íåáå äîëæíà ðàñíûìè ïîëîæåíèÿìè Íåïòóíà, ïðåäñêàçàí- ïîëàãàòüñÿ íåèçâåñòíàÿ òðàíñóðàíîíûì Ëåâåðüå (êðåñò) è äåéñòâèòåëüíî îáâàÿ ïëàíåòà, è ñîîáùèë îá ýòîì ñâîíàðóæåííûì (ñòðåëêà). èì íåìåöêèì êîëëåãàì, èìåâøèì â òå ãîäû ëó÷øèå êàðòû çâåçäíîãî íåáà. À íàäî çàìåòèòü, ÷òî â òàêîì äåëå, êàê îõîòà çà ïëàíåòàìè, õîðîøèå êàðòû íåáà èìåþò áîëüøîå çíà÷åíèå. Ðàâíèííàÿ Åâðîïà — äàëåêî íå ëó÷øåå ìåñòî äëÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé, îñîáåííî åñëè òåëåñêîï ðàñïîëàãàåòñÿ â ãîðîäå, ÷òî áûëî âïîëíå îáû÷íûì äëÿ XIX â. Ïðè ïëîõîì êà÷åñòâå èçîáðàæåíèé àñòðîíîìó î÷åíü ñëîæíî îòëè÷èòü êðîõîòíûé äèñê äàëåêîé ïëàíåòû îò èçîáðàæåíèÿ çâåçäû, ðàçìûòîãî âîçäóøíûìè ïîòîêàìè. Íå èìåÿ õîðîøèõ êàðò çâåçäíîãî íåáà, àñòðîíîì âûíóæäåí èñêàòü 1

Ñì.: Øèõàí Ó., Êîëëåðñòðîì Í., Âàôô Ê. Äåëî î ïîòåðÿííîé ïëàíåòå // Â ìèðå íàóêè. 2005. ¹ 3. Ñ. 52–59.

176

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ïëàíåòó ïî åå ìåäëåííîìó ïåðåìåùåíèþ íà ôîíå äàëåêèõ ñâåòèë. À äëÿ ýòîãî îí êàæäóþ íî÷ü äîëæåí çàðèñîâûâàòü (ôîòîãðàôèÿ â òå ãîäû åùå íå áûëà èçîáðåòåíà) âçàèìíîå ïîëîæåíèå ìíîãèõ ñîòåí çâåçä â íàäåæäå, ÷òî ÷åðåç êàêîå-òî âðåìÿ åìó óäàñòñÿ çàìåòèòü ïåðåìåùåíèå îäíîé èç íèõ. Åñëè æå â ðàñïîðÿæåíèè èññëåäîâàòåëÿ èìåþòñÿ òî÷íûå êàðòû çâåçäíîãî íåáà, òî åìó äîñòàòî÷íî îäèí ðàç «ïðî÷åñàòü» ïðåäïîëàãàåìóþ çîíó ïîèñêà, ÷òîáû îáíàðóæèòü íà íåé «ëèøíþþ çâåçäó» — íåèçâåñòíóþ ïëàíåòó. Ó íåìåöêèõ íàáëþäàòåëåé íåáà òàêèå êàðòû áûëè, ïîýòîìó îíè ñðàçó æå âçÿëèñü çà äåëî.  íî÷ü íà 24 ñåíòÿáðÿ 1846 ã. àññèñòåíò Áåðëèí- Ðèñ. 4.15. Òåëåñêîï-ðåôðàêòîð ðàáîòû ñêîé îáñåðâàòîðèè Èîãàíí Ãîòôðèä Ôðàóíãîôåðà (1820 ã.), ñ êîòîðûì Ãàëëå è Ä’Àððå îòêðûëè Íåïòóí. Ãàëëå (1812–1910) è ïîìîãàâøèé åìó ñòóäåíò-àñòðîíîì Ãåíðèõ Ëóè Ä’Àððå (1822–1875), íå çàòðàòèâ è ïîëó÷àñà íà ïîèñêè, îáíàðóæèëè íåèçâåñòíîå ñâåòèëî, ïðè÷åì âñåãî â îäíîì ãðàäóñå îò ðàñ÷åòíîé òî÷êè. «Ýòîé çâåçäû íåò íà êàðòå!», — âîñêëèêíóë Ä’Àððå, è åãî ñëîâà óñëûøàë âåñü àñòðîíîìè÷åñêèé ìèð. Íî ýòî áûëî ëèøü ïðåääâåðèåì òðèóìôà. Îòìåòèâ íà êàðòå ïîëîæåíèå ìàëåíüêîãî ãîëóáîãî ïÿòíûøêà, àñòðîíîìû çàíÿëèñü äðóãèìè äåëàìè, à ïîä óòðî îòïðàâèëèñü ñïàòü. Êîãäà íà ñëåäóþùóþ íî÷ü òåëåñêîï áûë íàïðàâëåí íà òîò æå îáúåêò, îêàçàëîñü, ÷òî îí íåìíîãî ïåðåìåñòèëñÿ íà ôîíå çâåçä. Ãàëëå ñðàçó æå íàïèñàë Ëåâåðüå: «Ïëàíåòà, êîòîðóþ âû ïðåäñêàçàëè, äåéñòâèòåëüíî ñóùåñòâóåò!» Ýòî ñîáûòèå ñòàëî òðèóìôîì íåáåñíîé ìåõàíèêè. Íîâóþ ïëàíåòó Ëåâåðüå íàçâàë èìåíåì Íåïòóíà, äðåâíåðèìñêîãî áîãà ìîðåé, ÷òî âïîëíå ïîäõîäèò äëÿ öàðñòâà ìðàêà è õîëîäà, îòñòîÿùåãî îò Ñîëíöà â 30 ðàç äàëüøå Çåìëè. Îòêðûòèå òåîðåòè÷åñêè ïðåäñêàçàííîé ïëàíåòû âñêîëûõíóëî âåñü ïðîñâåùåííûé ìèð. Íî ó÷åíûå áûëè îñîáåííî ðàäû òîìó, ÷òî è íà ýòîò ðàç çàêîíû Íüþòîíà óñòîÿëè. ×òî æå êàñàåòñÿ èñòîðè÷åñêîãî ñïîðà î òîì, íà êîí÷èêå ÷üåãî èìåííî ïåðà áûë îòêðûò Íåïòóí, òî ñåãîäíÿ ýòà ÷åñòü ïî ïðàâó äîëæíà Íåïòóí, îòêðûòûé «íà êîí÷èêå ïåðà»

177


áûòü îòäàíà ôðàíöóçó Ëåâåðüå. Õîòÿ ïðîãíîç Àäàìñà áûë ëèøü íåíàìíîãî ìåíåå òî÷íûì (åãî òåîðåòè÷åñêàÿ òî÷êà îêàçàëàñü â òðåõ ãðàäóñàõ îò èñòèííîãî ïîëîæåíèÿ ïëàíåòû), âñå æå èìåííî Ëåâåðüå äîâåë ðàáîòó äî óáåäèòåëüíîãî ðåçóëüòàòà. Âïðî÷åì, àíãëè÷àíèí Äæîí Àäàìñ òîæå çàíÿë ñâîå ïî÷åòíîå ìåñòî â íàóêå, ïðîäåëàâ âïîñëåäñò âèè ìíîæåñòâî ïîëåçíûõ èññëåäîâàíèé ïî àñòðîíîìèè è ìàòåìàòèêå. Ïðîõîäÿò ãîäû, íî èñòîðèþ ñ òåîðåòè÷åñêèì îòêðûòèåì Íåïòóíà äî ñèõ ïîð ÷àñòî âñïîìèíàþò ïðè îáñóæäåíèè ìåòîäîâ ñîâðåìåííîé íàóêè è åå ïðîãíîñòè÷åñêèõ âîçìîæíîñòåé. Íàïðèìåð, ðàññêàçûâàÿ îá óñïåõàõ ôèçèêîâ â ïðåäñêàçàíèè è îòêðûòèè íîâûõ ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ïðîôåññîð ÌÃÓ Á. À. Àðáóçîâ íàïèñàë â «Ñîðîñîâñêîì îáðàçîâàòåëüíîì æóðíàëå» (1996, ¹ 9): «Ðàçâèòèå íàóêè ïðîèñõîäèò çà ñ÷åò ïîâñåäíåâíîé, êðîïîòëèâîé ðàáîòû, êîòîðàÿ, íà ïåðâûé âçãëÿä, íå èìååò íè÷åãî îáùåãî ñ ðîìàíòèêîé îòêðûòèé. Îäíè ñòàðàþòñÿ ñ ìàêñèìàëüíîé òî÷íîñòüþ âû÷èñëèòü êàêîé-íèáóäü ýôôåêò, äðóãèå — ïîòî÷íåå åãî èçìåðèòü. ×àùå âñåãî ýòè äâà ìåòîäà äàþò ñîãëàñóþùèåñÿ ðåçóëüòàòû. Îäíàêî òåì áîëüøèé èíòåðåñ âûçûâàþò íåáîëüøèå, íî òâåðäî óñòàíîâëåííûå îòêëîíåíèÿ âû÷èñëåíèé îò îïûòà. Òàê áûëî â ñëó÷àå ñ âîçìóùåíèÿìè äâèæåíèÿ ïëàíåòû Óðàí, ÷òî ïðèâåëî â 1846 ãîäó ê îòêðûòèþ íîâîé ïëàíåòû Íåïòóí. Òàê áûëî ñ ìàëûìè ïîïðàâêàìè ê ðàñïàäàì ïðîìåæóòî÷íîãî áîçîíà Z, èçó÷åíèå êîòîðûõ ïðèâåëî ê ïðåäñêàçàíèþ ìàññû t-êâàðêà, áëåñòÿùå ïîäòâåðäèâøåìóñÿ â 1995 ãîäó». Äóìàþ, òàê áóäåò åùå íå ðàç. Íà ýòîì äåðæèòñÿ àâòîðèòåò ñîâðåìåííîé íàóêè. Òàêèå ñîáûòèÿ, êàê ïðåäñêàçàíèå è îòêðûòèå íîâûõ ïëàíåò èëè íîâûõ ñóáàòîìíûõ ÷àñòèö, äåìîíñòðèðóþò ìîùü òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè è åå íåïðåìåííîå òðåáîâàíèå òîãî, ÷òîáû ýêñïåðèìåíò è íàáëþäåíèå â òî÷íîñòè ñîãëàñîâûâàëèñü ñ òåîðèåé, ïðè÷åì âñåãäà, à íå îò ñëó÷àÿ ê ñëó÷àþ.

Ïëóòîí — íàñëåäèå Ëîâåëëà ãëàâå 1 âêðàòöå óæå áûëî ðàññêàçàíî îá îòêðûòèè Ïëóòîíà, êîãäà ðå÷ü øëà î âûáîðå äëÿ íåãî èìåíè. Íî äåòàëè ýòîé èñòîðèè ïîó÷èòåëüíû è îò÷àñòè çàãàäî÷íû. Ñëó÷àéíîå îòêðûòèå Óðàíà, à çàòåì èçÿùíîå ïðåäñêàçàíèå è îòêðûòèå Íåïòóíà âòðîå ðàçäâèíóëè ãðàíèöû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû âñåãî çà ïîëâåêà. Òàêîé óñïåõ âäîõíîâèë àñòðîíîìîâ íà äàëüíåéøèå ïîèñêè: îòêðûâ Íåïòóí, îíè ðåøèëè íå îñòàíàâëèâàòüñÿ è ïîïûòàòüñÿ íàéòè åùå áîëåå äàëåêóþ ïëàíåòó. Äëÿ ýòîãî ïðåäïîëàãàëîñü èñïîëüçîâàòü òàê áëåñòÿùå ñðàáîòàâøèé ìåòîä Àäàìñà—Ëåâåðüå. Êàçàëîñü, ÷òî äîñòà-

Â

178

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


òî÷íî íåñêîëüêî ëåò âíèìàòåëüíî ñëåäèòü çà äâèæåíèåì Óðàíà è Íåïòóíà, ÷òîáû îáíàðóæèòü âëèÿíèå íà íèõ åùå áîëåå äàëåêîé ïëàíåòû. Íî îæèäàíèÿ íå îïðàâäàëèñü. Ïðàâäà, ïîíà÷àëó âñå øëî íåïëîõî. Ó Íåïòóíà è Óðàíà áûëè îòêðûòû ñïóòíèêè. Íàáëþäàÿ çà èõ äâèæåíèåì, àñòðîíîìû ñìîãëè àêêóðàòíî èçìåðèòü ìàññû ýòèõ ïëàíåò, ÷òî ïîçâîëèëî òî÷íî âû÷èñëèòü èõ âçàèìíîå ãðàâèòàöèîííîå âëèÿíèå. Ñ ýòèìè äàííûìè Ëåâåðüå ïîñòðîèë íàèòî÷íåéøóþ òåîðèþ äâèæåíèÿ Óðàíà è Íåïòóíà, êîòîðàÿ óæå ÷åðåç íåñêîëüêî ëåò ñòàëà ïîíåìíîãó ðàñõîäèòüñÿ ñ íàáëþäåíèÿìè. Êàçàëîñü áû, âïåðåäè î÷åðåäíîé òðèóìô — îòêðûòèå ñëåäóþùåé ïëàíåòû. Íî âñå ïîïûòêè íàéòè òðàíñíåïòóíîâóþ ïëàíåòó îñòàâàëèñü áåçðåçóëüòàòíûìè. Âñþ âòîðóþ ïîëîâèíó XIX â. ïðîôåññèîíàëüíûå ìàòåìàòèêè è àñòðîíîìû ïûòàëèñü îáíàðóæèòü — îäíè çà ñòîëîì, äðóãèå ó òåëåñêîïà — äåâÿòóþ ïëàíåòó Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Íî óñïåõ ïðèøåë ê äâóì ëþáèòåëÿì íàóêè: íîâàÿ ïëàíåòà áûëà íàéäåíà óæå â ÕÕ â. áëàãîäàðÿ ñàìîîòâåðæåííîìó òðóäó áîãàòîãî àìåðèêàíñêîãî àðèñòîêðàòà Ïåðñèâàëÿ Ëîâåëëà è íåáîãàòîãî àìåðèêàíñêîãî ïðîâèíöèàëà Êëàéäà Òîìáî. Ïåðñèâàëü Ëîâåëë ðîäèëñÿ â 1855 ã. â Áîñòîíå (øòàò Ìàññà÷óñåòñ) â âåñüìà èçâåñòíîé è ñîñòîÿòåëüíîé ñåìüå, îêîí÷èë Ãàðâàðäñêèé óíèâåðñèòåò è ñîáèðàëñÿ ñäåëàòü êàðüåðó áèçíåñìåíà è ïîëèòèêà.  1883–1893 ãã. îí ïóòåøåñòâîâàë ïî Äàëüíåìó Âîñòîêó, æèë â ßïîíèè, ïëîäîòâîðíî çàíèìàëñÿ ëèòåðàòóðíîé äåÿòåëüíîñòüþ. Íåêîòîðîå âðåìÿ ñëóæèë ñîâåòíèêîì è èíîñòðàííûì ñåêðåòàðåì êîðåéñêîãî ïîñîëüñòâà â ÑØÀ. Îäíàêî â 1894 ã. ïîä âëèÿíèåì ðàáîò èòàëüÿíñêîãî àñòðîíîìà Äæîâàííè Ñêèàïàðåëëè (1835–1910), ïîñâÿùåííûõ èçó÷åíèþ Ìàðñà è îïèñàíèþ ìàðñèàíñêèõ êàíàëîâ, Ëîâåëë êðóòî èçìåíèë ñâîþ æèçíü: îí ïîëíîñòüþ îòäàëñÿ àñòðîíîìèè, êîòîðîé, âïðî÷åì, áûë óâëå÷åí ñ þíûõ ëåò. Ïðåæäå âñåãî Ëîâåëëà èíòåðåñîâàëè ïëàíåòû è îñîáåííî äåòàëè íà ïîâåðõíîñòè Ìàðñà. Íà ñâîè ñðåäñòâà îí îñíîâàë îáñåðâàòîðèþ â ìåñòå÷êå Ôëàãñòàôô (øòàò Àðèçîíà) è îñíàñòèë åå ïðåêðàñíûì îáîðóäîâàíèåì. Ê âûáîðó ìåñòà äëÿ ñâîåé îáñåðâàòîðèè îí îòíåññÿ î÷åíü ñåðüåçíî, âåäü åìó ïðåäñòîÿëî èññëåäîâàòü ïî÷òè íåâèäèìûå ìàðñèàíñêèå êàíàëû. Ôëàãñòàôô ñ åãî ïðîçðà÷íûì è ñïîêîéíûì âîçäóõîì äåéñòâèòåëüíî îêàçàëñÿ íàèëó÷øèì ìåñòîì äëÿ òàêèõ íàáëþäåíèé. Íà âåðøèíå ãîðû, íàçâàííîé èì Mars’ Hill, Ëîâåëë óñòàíîâèë ïðåâîñõîäíûé 24-äþéìîâûé ðåôðàêòîð ðàáîòû ôèðìû «Êëàðê è ñûíîâüÿ». Õîòÿ â òå ãîäû ïðîôåññèîíàëüíûå àñòðîíîìû óæå ñêëîíÿëèñü ê áîëåå êðóïíûì òåëåñêîïàì-ðåôëåêòîðàì, Ëîâåëë ïîøåë ñâîèì ïóòåì: ïîñêîëüêó ïëàíåòû äîñòàòî÷íî ÿðêè, îí ñîçíàòåëüíî ðåøèë îãðàíèÏëóòîí — íàñëåäèå Ëîâåëëà

179


÷èòü äèàìåòð îáúåêòèâà òåëåñêîïà, ÷òîáû ñâåñòè ê ìèíèìóìó âëèÿíèå òóðáóëåíòíîñòè âîçäóõà ìåæäó îáúåêòèâîì è îêóëÿðîì. Îí íå ñòðåìèëñÿ ñîáðàòü ìàêñèìóì ñâåòà îò ñëàáûõ çâåçä è ãàëàêòèê, êàê ýòî äåëàëè íà äðóãèõ îáñåðâàòîðèÿõ, íî õîòåë ïîëó÷èòü ïðåäåëüíî ÷åòêèå èçîáðàæåíèÿ ÿðêèõ ïëàíåò. Ëîâåëë ïðèâëåê âî Ôëàãñòàôô ðÿä óìåëûõ ïîìîùíèêîâ è ïðèãëàøàë ïîñåùàòü îáñåðâàòîðèþ ñïîñîáíûõ íàáëþäàòåëåé ñ õîðîøåé àïïàðàòóðîé. Êàê àñòðîíîì-íàáëþäàòåëü Ëîâåëë ïîñâÿòèë ñåáÿ âèçóàëüíîìó èçó÷åíèþ ïëàíåò. Îí ìíîãî íàáëþäàë è çàðèñîâûâàë Ìåðêóðèé, Âåíåðó, íî áîëüøå âñåãî èíòåðåñîâàëñÿ Ìàðñîì è íàïèñàë îá ýòîé ïëàíåòå íåñêîëüêî óâëåêàòåëüíûõ êíèã, íàïðèìåð «Ìàðñ êàê ïðèñòàíèùå æèçíè» (1908 ã.), â êîòîðûõ óòâåðæäàë, ÷òî îáíàðóæåííûå íà Ìàðñå â òåëåñêîï çàãàäî÷íûå ïðÿìûå ëèíèè, êàíàëû, ÿâëÿþòñÿ ïîëîñàìè ðàñòèòåëüíîñòè, ïðîòÿíóâøèìèñÿ âäîëü èñêóññòâåííûõ âîäíûõ àðòåðèé. Ëîâåëë ñòàë êðóïíûì ñïåöèàëèñòîì ïî Ìàðñó è ñ÷èòàë, ÷òî ìíîãèå ôàêòû ñâèäåòåëüñòâóþò î æèçíè íà ýòîé ïëàíåòå1. Êàê íåóòîìèìûé íàáëþäàòåëü, Ïåðñèâàëü Ëîâåëë, ïî-âèäèìîìó, áûë ÷åðåñ÷óð óâëå÷åí ñâîèìè èäåÿìè: ìíîãèå çàðèñîâàííûå èì ïðÿìûå ëèíèè íà ïîâåðõíîñòè Ìàðñà ïðè áëèæàéøåì ðàññìîòðåíèè îêàçàëèñü îïòè÷åñêîé èëëþçèåé. Êàê ðóêîâîäèòåëü, àçàðòíî óâëå÷åííûé ïîèñêîì æèçíè íà Ìàðñå, îí áûë ñëîæåí â îáùåíèè è äàæå êðóò. Íî îí ñîçäàë îáñåðâàòîðèþ, êîòîðàÿ îñòàåòñÿ â àâàíãàðäå ïëàíåòíîé àñòðîíîìèè äàæå â íàøó êîñìè÷åñêóþ ýïîõó.  Ëîâåëëîâñêîé îáñåðâàòîðèè âûðîñëè çàìå÷àòåëüíûå àñòðîíîìû-íàáëþäàòåëè: Âåñòî Ñëàéôåð, Êëàéä Òîìáî è äð., ñäåëàâøèå ìíîæåñòâî âàæíûõ îòêðûòèé, ïðè÷åì íå òîëüêî â îáëàñòè èçó÷åíèÿ ïëàíåò. Ïîìèìî íàáëþäåíèÿ ïëàíåò, Ëîâåëë óãëóáëåííî çàíèìàëñÿ òåîðåòè÷åñêîé àñòðîíîìèåé, êàê íàçûâàëè â òå ãîäû íåáåñíóþ ìåõàíèêó. Îñîáåííî óâëåêàëè åãî «íåïðàâèëüíîñòè» â äâèæåíèè Óðàíà è Íåïòóíà, êîòîðûå äàâàëè íàäåæäó îáíàðóæèòü íîâóþ äàëåêóþ ïëàíåòó.  1905 ã. Ëîâåëë ïîëó÷èë ñâîå ïåðâîå ðåøåíèå çàäà÷è îá ýòîé ïëàíåòå, êîòîðóþ îí íàçâàë Ïëàíåòîé X.  1908 ã. Ëîâåëë íàõîäèò âòîðîå ðåøåíèå äëÿ îðáèòû ïðåäïîëàãàåìîé ïëàíåòû, à çàòåì â 1915 ã. ïîäâîäèò èòîã ñâîèì ìíîãîëåòíèì èññëåäîâàíèÿì â áîëüøîì äîêëàäå «Ñîîáùåíèå î òðàíñíåïòóíîâîé ïëàíåòå», ïðåäñòàâëåííîì â Àìåðèêàíñêóþ àêàäåìèþ íàóê è âñêîðå îïóáëèêîâàííîì. Íî ìîã ëè Ëîâåëë îãðàíè÷èòüñÿ òåîðåòè÷åñêèì ïðîãíîçîì? Ðàçóìååòñÿ, íåò! Íà ñâîåé îáñåðâàòîðèè îí îðãàíèçóåò ïîèñê ïëàíåòû çà Íåïòóíîì. Ëîâåëë íàðè1

Ïîäðîáíåå ñì. â êíèãå «Ìàðñ: âåëèêîå ïðîòèâîñòîÿíèå», Ì.: Ôèçìàòëèò, 2004.

180

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ñîâàë êàðòó ñ ïðåäïîëàãàåìîé òðàåêòîðèåé íà íåáå ñâîåé Ïëàíåòû X è ñàì æå íà÷àë â 1915 ã. åå ïîèñêè. Îí ôîòîãðàôèðîâàë îäèí çà äðóãèì ó÷àñòêè íåáà, ãäå äîëæíà áûëà íàõîäèòüñÿ ïëàíåòà, è èñêàë íà ñíèìêàõ äâèæóùóþñÿ «çâåçäó». Îäíàêî ïîèñêè áûëè áåçóñïåøíûìè.  1916 ã. Ëîâåëë óìåð, è ïîèñêè Ïëàíåòû X íà âðåìÿ ïðåêðàòèëèñü. Òðóäíî ïîâåðèòü, ÷òî òàêàÿ çàõâàòûâàþùàÿ ïðîáëåìà, êàê ïîèñê íåâåäîìîé ïëàíåòû, ìîãëà óâëå÷ü ëèøü îäíîãî èññëåäîâàòåëÿ. Äåéñòâèòåëüíî, íàðÿäó ñ Ëîâåëëîì óáåæäåííûì ñòîðîííèêîì ãèïîòåçû î ñóùåñòâîâàíèè òðàíñíåïòóíîâîé ïëàíåòû áûë ìàñòèòûé àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Óèëüÿì Ãåíðè Ïèêåðèíã (1858–1938). Îí òàêæå ïðåäâû÷èñëèë ïîëîæåíèå íåèçâåñòíîé ïëàíåòû è â 1907 ã. îïóáëèêîâàë ñâîé ïðîãíîç ïîëîæåíèÿ ýòîé ïëàíåòû íà íåáå.  1919 ã. â îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Âèëñîí íà îñíîâàíèè ðàñ÷åòîâ Ïèêåðèíãà áûëè ïðåäïðèíÿòû åå ïîèñêè, íî ðåçóëüòàòà îíè íå ïðèíåñëè. Óæå ïîñëå òîãî, êàê â 1930 ã. íà Ëîâåëëîâñêîé îáñåðâàòîðèè áûëà îòêðûòà Ïëàíåòà X, àñòðîíîìû îáñåðâàòîðèè Ìàóíò-Âèëñîí îáíàðóæèëè åå è íà ñâîèõ ôîòîïëàñòèíêàõ, ïîëó÷åííûõ â 1919 ã. âáëèçè ìåñòà, óêàçàííîãî Ïèêåðèíãîì. Íî òîãäà îíè íå çàìåòèëè èçîáðàæåíèÿ äîëãîæäàííîé ïëàíåòû èç-çà åå ñëàáîãî áëåñêà. Âåäü îæèäàëñÿ ãèãàíò, ïîäîáíûé Óðàíó è Íåïòóíó, à Ïëàíåòà X îêàçàëàñü ñîâñåì íå òàêîé… Ê òîìó æå àñòðîíîìû ïðîñìàòðèâàëè âíèìàòåëüíî ëèøü óçêóþ ïîëîñó íåáà øèðèíîé ±2° îò ýêëèïòèêè, ïîñêîëüêó âñå âíåøíèå ïëàíåòû — îò Ìàðñà äî Íåïòóíà — âñåãäà âèäíû èìåííî â ýòîé ïîëîñå. Îäíàêî íîâàÿ ïëàíåòà îêàçàëàñü íåñêîëüêî äàëüøå, íà ðàññòîÿíèè 4° îò ýêëèïòèêè, òàê êàê åå îðáèòà äîâîëüíî ñèëüíî, íà 17°, íàêëîíåíà ê ýêëèïòèêå. Ïîñëå ýòèõ íåóäà÷ âåðà àñòðîíîìîâ â òåîðåòè÷åñêèå ðåçóëüòàòû Ëîâåëëà è Ïèêåðèíãà îñëàáëà, è ê ïîèñêàì ïëàíåòû îíè âåðíóëèñü òîëüêî ÷åðåç 10 ëåò. Ïîñëåäíèì è ñàìûì âàæíûì ïåðñîíàæåì ýòîé èñòîðèè ñòàë ìîëîäîé àñòðîíîì Êëàéä Óèëüÿì Òîìáî (1906–1997). Îí ðîäèëñÿ íà ôåðìå âáëèëè ã. Ñòðèòîð (øòàò Èëëèíîéñ), ïîçæå âìåñòå ñ ðîäèòåëÿìè ïåðååõàë íà ôåðìó âáëèçè ã. Áóðäåòò (øòàò Êàíçàñ). Ïîä âëèÿíèåì îòöà, ñòðàñòíîãî ëþáèòåëÿ àñòðîíîìèè, Êëàéä åùå â øêîëüíûå ãîäû íà÷àë ñàìîñòîÿòåëüíûå íàáëþäåíèÿ íåáà. Êîãäà 2,25-äþéìîâûé ôàáðè÷íûé ðåôðàêòîð ïåðåñòàë åãî óäîâëåòâîðÿòü, îí ñàì îòïîëèðîâàë 9-äþéìîâîå çåðêàëî è ïîñòðîèë òåëåñêîï, èñïîëüçóÿ ñòàðûå äåòàëè îò ñåëüõîçìàøèí è îòöîâñêîãî «Áüþèêà» âûïóñêà 1910 ã. Ñ ïîìîùüþ ýòîãî òåëåñêîïà îí ñäåëàë ìíîæåñòâî âåñüìà êà÷åñòâåííûõ çàðèñîâîê Þïèòåðà è Ìàðñà. Íåêîòîðûå èç íèõ îí ïîñëàë â Ëîâåëëîâñêóþ îáñåðâàòîðèþ, ÷òîáû ïîëó÷èòü êîíñóëüòàöèþ ñïåöèàëèñòîâ, íî âìåÏëóòîí — íàñëåäèå Ëîâåëëà

181


Ðèñ. 4.16. Êëàéä Òîìáî âîçëå 13-äþéìîâîãî (33 ñì) àñòðîãðàôà Ëîâåëëîâñêîé îáñåðâàòîðèè (ïîêàçàí ñïðàâà), ïðè ïîìîùè êîòîðîãî áûë îòêðûò Ïëóòîí.

ñòî ýòîãî áûë ïðèãëàøåí òóäà íà ðàáîòó. Åìó ïðåäëîæèëè îñâîèòü íàáëþäåíèÿ ñ íîâûì 13-äþéìîâûì ôîòîãðàôè÷åñêèì ðåôðàêòîðîì, ñïåöèàëüíî çàêàçàííûì äëÿ ïîèñêà Ïëàíåòû X åùå ñàìèì Ëîâåëëîì. Òîìáî ñ ðàäîñòüþ ïðèíÿë ïðåäëîæåíèå è â 1929 ã. âêëþ÷èëñÿ â ïðîãðàììó ïîèñêà ïëàíåòû. Êëàéäó äîñòàëñÿ çàìå÷àòåëüíûé èíñòðóìåíò — íîâûé òðåõëèíçîâûé àñòðîãðàô ñ ôîêóñíûì ðàññòîÿíèåì 175 ñì. Åãî ïîëå çðåíèÿ áûëî íåîáû÷àéíî áîëüøèì, ïî÷òè 13°\13°. Îäèí ñíèìîê íà ñòåêëÿííîé ôîòîïëàñòèíêå ðàçìåðîì 14\17 äþéìîâ (36\43 ñì) ïîêðûâàë ó÷àñòîê íåáà ïëîùàäüþ â 160 êâàäðàòíûõ ãðàäóñîâ, èëè 640 äèñêîâ ïîëíîé Ëóíû! Ïðè ýêñïîçèöèè â 1 ÷àñ íà ïëàñòèíêå ïîëó÷àëèñü èçîáðàæåíèÿ äàæå î÷åíü ñëàáûõ çâåçä, âïëîòü äî 17m. Êàæäóþ íî÷ü Òîìáî ôîòîãðàôèðîâàë ðàçëè÷íûå ó÷àñòêè íåáà, à äíåì èçó÷àë èõ, èñïîëüçóÿ ñïåöèàëüíûé äâîéíîé ìèêðîñêîï, áëèíê-êîìïàðàòîð, ïîçâîëÿâøèé çà äîëþ ñåêóíäû ïåðåêëþ÷àòü âçãëÿä ñ îäíîé ïëàñòèíêè íà äðóãóþ. Êëàéä ñðàâíèâàë èçîáðàæåíèÿ îäíèõ è òåõ æå ó÷àñòêîâ, ïîëó÷åííûå â ðàçíûå íî÷è, ñ èíòåðâàëîì îò 2 äî 7 äíåé, íàäåÿñü çàìåòèòü ìåäëåííîå ïåðåìåùåíèå îä182

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ðèñ. 4.17. Ýòè äâå ïëàñòèíêè Êëàéä Òîìáî ïîëó÷èë 23 ÿíâàðÿ (ñëåâà) è 29 ÿíâàðÿ 1930 ã. Ïîëîæåíèå Ïëóòîíà îòìå÷åíî ñòðåëêàìè; âèäíî, êàê îí ñìåñòèëñÿ çà ýòè äíè.

íîé èç ñîòåí òûñÿ÷ çâåçäî÷åê íà ôîíå îñòàëüíûõ ñâåòèë: âåðíûé ïðèçíàê òîãî, ÷òî ýòî íåèçâåñòíàÿ äàëåêàÿ ïëàíåòà. Ðàáîòà áûëà òÿæåëàÿ. Íà êàæäîé ïëàñòèíêå ðàçìåðîì 36\43 ñì áûëî â ñðåäíåì 160 000 èçîáðàæåíèé çâåçä (îò 100 äî 400 òûñÿ÷, â çàâèñèìîñòè îò ó÷àñòêà íåáà) è âñå èõ íàäî áûëî ïðîñìîòðåòü, ïðè÷åì êàæäûé ðàç îäíîâðåìåííî íà äâóõ ïëàñòèíêàõ, ðåøàÿ êëàññè÷åñêóþ ãîëîâîëîìêó «íàéäè îòëè÷èå». Îäíàêî Êëàéä Òîìáî áûë óïîðíûì è àêêóðàòíûì íàáëþäàòåëåì. Îí âåðèë â ñâîé òåëåñêîï è â ñâîå òåðïåíèå. Íî, ê ñîæàëåíèþ, îí íå îñîáåííî äîâåðÿë òåîðåòè÷åñêèì äàííûì Ëîâåëëà è Ïèêåðèíãà, à ïîýòîìó ôîòîãðàôèðîâàë ó÷àñòêè íåáà îäèí çà äðóãèì, íå îòäàâàÿ ïðåäïî÷òåíèÿ òåì îáëàñòÿì, íà êîòîðûå óêàçûâàëè òåîðåòè÷åñêèå ðàñ÷åòû. À êàê âûÿñíèëîñü ïîçæå, ðàñ÷åòû äîâîëüíî òî÷íî ïðåäñêàçûâàëè ïîëîæåíèå ïëàíåòû. Äîâåðèâøèñü èì, Òîìáî çàêîí÷èë áû ñâîé ïîèñê áûñòðåå. Êàê áû òî íè áûëî, ïîñëå ãîäà êðîïîòëèâîãî ïðîñìîòðà ïëàñòèíîê Êëàéä Òîìáî íàêîíåö îáíàðóæèë ïëàíåòó. Ýòî ñëó÷èëîñü 18 ôåâðàëÿ 1930 ã. Ñðàâíèâàÿ ôîòîïëàñòèíêè çà 23 è 29 ÿíâàðÿ, íà êîòîðûõ áûëà ñíÿòà îáëàñòü áëèç çâåçäû d Áëèçíåöîâ, Êëàéä çàìåòèë ñìåùåíèå ñëàáîãî çâåçäîîáðàçíîãî îáúåêòà 14,5m. Ïîñëåäóþùèå íàáëþäåíèÿ ïîäòâåðäèëè, ÷òî ýòî íîâàÿ ïëàíåòà. Îôèöèàëüíî îá îòêðûòèè äåâÿòîé ïëàíåòû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû — Ïëóòîíà — áûëî îáúÿâëåíî 13 ìàðòà 1930 ã., â äåíü 75-ëåòèÿ Ëîâåëëà. À Êëàéä Òîìáî, ïîëó÷èâ â 1931 ã. çà îòêðûòèå Ïëóòîíà çîëîòóþ ìåäàëü àíãëèéñêîãî Êîðîëåâñêîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî îáùåñòâà, ðåøèë íàêîíåö ïîëó÷èòü è âûñøåå îáðàçîâàíèå.  1932 ã. îí ïîñòóïèë â Êàíçàññêèé óíèâåðñèòåò è îêîí÷èë åãî â 1936 ã. Óíèâåðñèòåòñêèé äèïëîì íå óáèë åãî ëþáîâü ê íàáëþäåíèþ íåáà.  ïîèñêàõ íîâûõ ïëàíåò Òîìáî èññëåäîâàë íà ôîòîïëàñòèíêàõ îêîëî 90 ìëí çâåçäíûõ èçîáðàæåíèé.  ñâîèõ «ïðîãóëêàõ ïî íåáó» îí îòêðûë øåñòü çâåçäíûõ ñêîïëåÏëóòîí — íàñëåäèå Ëîâåëëà

183


íèé, äåñÿòêè ñêîïëåíèé ãàëàêòèê, äâå íîâûå êîìåòû, ñîòíè àñòåðîèäîâ è ìíîãî ïåðåìåííûõ çâåçä. Ïðîâåäÿ òûñÿ÷è íî÷åé ó òåëåñêîïà, Òîìáî ïîâèäàë íà íåáå ìíîãî âñÿêîãî è îäíî âðåìÿ äàæå óâëåêàëñÿ ïîèñêîì ÍËÎ, ðàññ÷èòûâàÿ çàìåòèòü êîðàáëü ïðèøåëüöåâ. Íî ýòî áûë åäèíñòâåííûé ïîèñê, â êîòîðîì åìó íå ïîâåçëî.

Êåíòàâðû, òðîÿíöû è ïîÿñ Êîéïåðà îâîëüíî ñêîðî âûÿñíèëîñü, ÷òî Ïëóòîí ìàë, ìåíüøå íàøåé Ëóíû, è åãî ìàññû ñîâåðøåííî íåäîñòàòî÷íî äëÿ îáúÿñíåíèÿ âîçìóùåíèé â äâèæåíèè Óðàíà. Ïîýòîìó ïðîäîëæèëèñü ïîèñêè åùå áîëåå äàëåêîé ïëàíåòû. Íàèáîëüøóþ àêòèâíîñòü â ýòîì âíîâü ïðîÿâèëà Ëîâåëëîâñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ. Ê 1939 ã. Òîìáî ñî ñâîèìè ïîìîùíèêàìè ïîëíîñòüþ îáñëåäîâàë çîíó øèðèíîé 35° âäîëü Çîäèàêà, ïðîàíàëèçèðîâàâ âñå èçîáðàæåíèÿ äî 16m. Çàòåì îí ïåðåøåë ê áîëåå ãëóáîêîìó ïîèñêó, äî 18m, è ê ìàþ 1943 ã. çàêîí÷èë ôîòîãðàôèðîâàíèå ïðàêòè÷åñêè âñåãî íåáà, äîñòóïíîãî åãî 13-äþéìîâîìó òåëåñêîïó: îò Ïîëÿðíîé çâåçäû äî 50° þæíîé øèðîòû. Íî äàæå ýòà ãðàíäèîçíàÿ ïðîãðàììà ïîèñêà íå ïðèâåëà ê îòêðûòèþ íîâîé ïëàíåòû çà Ïëóòîíîì. Äåñÿòóþ ïëàíåòó íàéòè íå óäàëîñü. Òåì íå ìåíåå ïîèñê Òðàíñïëóòîíà ïðîäîëæàëñÿ. Î åãî ïðèñóòñòâèè íà îêðàèíå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ãîâîðèëè íåêîòîðûå êîñâåííûå ôàêòû: îòäåëüíûå «íåïðàâèëüíîñòè» â äâèæåíèè èçâåñòíûõ ïëàíåò, ìåëêèå «ñòðàííîñòè» â òðàåêòîðèÿõ ïîëåòà àâòîìàòè÷åñêèõ ñòàíöèé «Ïèîíåð», íåáîëüøèå «îñîáåííîñòè» â ðàñïðåäåëåíèè êîìåòíûõ îðáèò.  õîäå ýòèõ ïîèñêîâ íàñòîÿùàÿ êðóïíàÿ ïëàíåòà äî ñèõ ïîð íå îòêðûòà. Áîëåå òîãî: â 1993 ã. àñòðîíîì Ëàáîðàòîðèè ðåàêòèâíîãî äâèæåíèÿ Ìàéëñ Ñòåíäèø, èñïîëüçóÿ òî÷íûå çíà÷åíèÿ ìàññ ïëàíåò, ïîëó÷åííûõ èç íàáëþäåíèé çà ìåæïëàíåòíûìè çîíäàìè, ïðèøåë ê âûâîäó, ÷òî â äâèæåíèè Óðàíà è Íåïòóíà íèêàêèõ íàáëþäàåìûõ îòêëîíåíèé îò òåîðåòè÷åñêèõ ðàñ÷åòîâ íåò. Îäíàêî àñòðîíîìû íå æàëåþò î âðåìåíè, ïîòðà÷åííîì íà ïîèñêè äåñÿòîé ïëàíåòû, âåäü çà îðáèòîé Þïèòåðà îáíàðóæèëîñü ñòîëüêî èíòåðåñíîãî! Íà÷àëîñü ñ òîãî, ÷òî áûë îòêðûò íîâûé êëàññ ìàëûõ òåë Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, äâèæóùèõñÿ ìåæäó îðáèòàìè Þïèòåðà è Íåïòóíà. Ïåðâîå èç íèõ îáíàðóæèë 18 îêòÿáðÿ 1977 ã. àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì ×àðëç Êîóýë íà ôîòîïëàñòèíêàõ, ñíÿòûõ íà 1,2-ìåòðîâîé êàìåðå Øìèäòà Ïàëîìàðñêîé îáñåðâàòîðèè. Îáúåêò ïîëó÷èë îáîçíà÷åíèå 1977 UB è, êàê àñòåðîèäó, åìó äàëè î÷åðåäíîé íîìåð 2060. Îäíàêî óâåðåííîñòè â òîì, ÷òî ýòî èìåííî àñòåðîèä, íå áûëî, ïîñêîëüêó íà òàêîì áîëüøîì ðàññòîÿ-

Ä

184

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


íèè îò Ñîëíöà ëåäÿíûå ÿäðà êîìåò äîëæíû áûòü íàñòîëüêî õîëîäíûìè, ÷òî ïðàêòè÷åñêè íå èñïàðÿþòñÿ, êàê è êaìåííûå àñòåðîèäû. Ïîýòîìó îáúåêò íàçâàëè Õèðîíîì â ÷åñòü ëåãåíäàðíîãî êåíòàâðà, ïîëó÷åëîâåêà-ïîëóêîíÿ, èìåâøåãî ñëîæíûé õàðàêòåð è äâîéñòâåííóþ ïðèðîäó. Ýòà èäåÿ ñ «äâóñìûñëåííûì» íàçâàíèåì çàìå÷àòåëüíûì îáðàçîì îïðàâäàëàñü: êîãäà àñòåðîèä Õèðîí ïðîõîäèë â 1988 ã. ïåðèãåëèé ñâîåé îðáèòû, ó íåãî ïîÿâèëèñü ãàçîâàÿ àòìî- Ðèñ. 4.18. Ðàñïðåäåëåíèå àñòåðîèäîâ â ïðåäåëàõ îðáèòû Þïèòåðà. Ðèñóíîê âåñüìà óñëîâíûé: ãðàíèöû ñôåðà è õâîñò — êàê ó êîìåòû. Ãëàâíîãî ïîÿñà è äâóõ ãðóïï «òðîÿíöåâ» íà ñàìîì Äîâîëüíî äîëãî Õèðîí îñäåëå ðàçìûòû çíà÷èòåëüíî ñèëüíåå. òàâàëñÿ â îäèíî÷åñòâå, â îñíîâíîì ïðîâîäÿ âðåìÿ ìåæäó îðáèòàìè Ñàòóðíà è Óðàíà. Íî â 1992 ã. áûë îòêðûò åùå îäèí ïîäîáíûé îáúåêò, à íà ñëåäóþùèé ãîä — åùå îäèí… Èì òàêæå ðåøèëè äàòü ìèôè÷åñêèå èìåíà: ïîñëå Õèðîíà íà íåáî «âîçíåñëèñü» Ôîë, Íåññ, Àñáîë è äðóãèå êåíòàâðû.  2010 ã. â ñåìåéñòâå êåíòàâðîâ áûëî óæå áîëåå 70 ÷ëåíîâ. Ïðàâäà, âî âñåé ìèôîëîãèè íå ñîõðàíèëîñü òàêîãî êîëè÷åñòâà èìåí êåíòàâðîâ, òàê ÷òî ïîñëåäíèì ïðåäñòàâèòåëÿì ýòîé ãðóïïû äîñòàëèñü òîëüêî íîìåðà. Îðáèòû êåíòàâðîâ äîâîëüíî ñèëüíî âûòÿíóòû: èõ ýêñöåíòðèñèòåòû çàêëþ÷åíû â äèàïàçîíå e = 0,01–0,97. Ê òîìó æå ïëîñêîñòè îðáèò â ñðåäíåì âåñüìà ñèëüíî íàêëîíåíû ê ýêëèïòèêå, ó íåêîòîðûõ íàêëîí äîñòèãàåò 60°. Âïðî÷åì, â ýòîì íåò íè÷åãî íåîæèäàííîãî: äâèãàÿñü â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó ïëàíåòàìè-ãèãàíòàìè, êåíòàâðû ïîñòîÿííî èñïûòûâàþò ñèëüíûå ãðàâèòàöèîííûå âîçìóùåíèÿ. Ïîýòîìó èõ îðáèòû íåñòàáèëüíû: çà ìèëëèîí ëåò îíè ìîãóò èçìåíèòüñÿ äî íåóçíàâàåìîñòè. Ê ñîæàëåíèþ, î ôèçè÷åñêîé ïðèðîäå ýòèõ òåë ïî÷òè íè÷åãî íå èçâåñòíî. ßñíî òîëüêî, ÷òî êåíòàâðû èìåþò òåìíóþ ïîâåðõíîñòü è ñîëèäíûé ðàçìåð: èõ äèàìåòðû — îò 100 äî 260 êì. Ýòîò êðóïíåéøèé èç íèõ íîñèò èìÿ æåíû Õèðîíà — íèìôû Õàðèêëî (10199 Chariclo). Åùå îäíà ìèôîëîãè÷åñêàÿ êîìïàíèÿ àñòåðîèäîâ ÿâèëà ïðèìåð íåîæèäàííîãî ïîäòâåðæäåíèÿ îòâëå÷åííîé ìàòåìàòè÷åñêîé òåîðèè. Ðå÷ü èäåò î òàê íàçûâàåìûõ ãðåêàõ è òðîÿíöàõ — äâóõ ñåìåéñòâàõ àñÊåíòàâðû, òðîÿíöû è ïîÿñ Êîéïåðà

185


òåðîèäîâ, äâèæóùèõñÿ ïðèáëèçèòåëüíî ïî îðáèòå Þïèòåðà íà ðàâíîì ðàññòîÿíèè îò íåãî è îò Ñîëíöà. Íàèáîëåå êðóïíûå èç íèõ íîñÿò èìåíà ãåðîåâ Òðîÿíñêîé âîéíû. «Ãðåêè» (Îäèññåé, Àÿêñ, Àõèëë, Ãåêòîð è äð.) îïåðåæàþò Þïèòåð ïðèáëèçèòåëüíî íà 60° îðáèòàëüíîé äóãè, à «òðîÿíöû» (Ïðèàì, Ýíåé, Ïàòðîêë, Òðîèë è äð.) îòñòàþò îò ïëàíåòû-ãèãàíÐèñ. 4.19. Ïîëîæåíèå òî÷åê Ëàãðàíæà â ñèñòå- òà íà òå æå 60°. Òàêîå äâèæåíèå, ìå «Ñîëíöå—ïëàíåòà». êîãäà îðáèòàëüíûé ïåðèîä ìàëîãî òåëà íàõîäèòñÿ â ïðîñòîì ñîîòíîøåíèè ñ ïåðèîäîì êðóïíîãî âîçìóùàþùåãî òåëà, íàçûâàþò ðåçîíàíñíûì. Ãðåêè è òðîÿíöû äåìîíñòðèðóþò ïðîñòåéøèé ñëó÷àé ðåçîíàíñà ñ Þïèòåðîì, èìåþùèé ñîîòíîøåíèå ïåðèîäîâ 1 : 1. Î òîì, ÷òî òàêîå äâèæåíèå âîçìîæíî, ïåðâûì äîãàäàëñÿ âûäaþùèéñÿ ôðàíöóçñêèé ìàòåìàòèê, ìåõàíèê è àñòðîíîì Æîçåô Ëóè äå Ëàãðàíæ (1736–1813). Òåîðåòè÷åñêè èññëåäóÿ äâèæåíèå ìàëûõ òåë ïîä äåéñòâèåì ïðèòÿæåíèÿ Ñîëíöà è áîëüøîé ïëàíåòû (íàïðèìåð, Þïèòåðà), Ëàãðàíæ âûÿñíèë, ÷òî ëåãêèé àñòåðîèä ìîæåò äâèãàòüñÿ ñèíõðîííî ñ ïëàíåòîé, íàõîäÿñü íå òîëüêî íà îäíîé ëèíèè ñ íåé è Ñîëíöåì (ýòî áûëî ÿñíî è äî Ëàãðàíæà), íî è â îäíîé èç äâóõ òî÷åê, ðàâíîóäàëåííûõ îò ïëàíåòû è Ñîëíöà, òàê ÷òî âñå òðè òåëà ðàñïîëàãàþòñÿ â óãëàõ ðàâíîñòîðîííåãî òðåóãîëüíèêà. Áîëåå òîãî, åñëè ïîëîæåíèå ðàâíîâåñèÿ àñòåðîèäà íà îäíîé ëèíèè ñ Ñîëíöåì è ïëàíåòîé íåóñòîé÷èâî, òî, ïîïàäàÿ â «òðåóãîëüíûå» òî÷êè, àñòåðîèä îêàçûâàåòñÿ â ëîâóøêå, îòêóäà íå òàê-òî ïðîñòî óñêîëüçíóòü. Ñ òåõ ïîð, êàê â 1772 ã. ïîÿâèëàñü ðàáîòà Ëàãðàíæà î òî÷êàõ ðàâíîâåñèÿ, èõ ñòàëè íàçûâàòü òî÷êàìè ëèáðàöèè èëè «òî÷êàìè Ëàãðàíæà». Ëèíåéíûå, èëè, êàê ãîâîðÿò ìàòåìàòèêè, êîëëèíåàðíûå òî÷êè ïîëó÷èëè îáîçíà÷åíèå L1, L2 è L3, à òðåóãîëüíûå — L4 è L5. Îêàçàëîñü, ÷òî àñòåðîèäû æèâóò â ïîëíîì ñîãëàñèè ñ àáñòðàêòíîé ìàòåìàòèêîé. Ãðåêè è òðîÿíöû ñîâåðøàþò óñòîé÷èâîå ëèáðàöèîííîå äâèæåíèå (ïîêà÷èâàíèå) âáëèçè òî÷åê Ëàãðàíæà L4 è L5, îòñòîÿùèõ íà ðàâíîå ðàññòîÿíèå îò Þïèòåðà è Ñîëíöà. ×àñòî äëÿ êðàòêîñòè îáà ñåìåéñòâà âìåñòå íàçûâàþò òðîÿíöàìè. Ïåðâûé èç íèõ — àñòåðîèä 588 Àõèëë îòêðûë Ìàêñ Âîëüô â 1906 ã. Ê 2000 ã. áûëî îáíàðóæåíî 257 òðîÿíöåâ, ê ìàþ 2003 ã. èõ áûëî óæå 1600, à â ôåâðàëå 2010 ã. áûëî îòêðû186

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


òî 4076. Èç íèõ 2603 äâèæóòñÿ â îêðåñòíîñòè òî÷êè L4 è 1473 — â îêðåñòíîñòè òî÷êè L 5. Ïî îöåíêàì, îáùåå ÷èñëî òðîÿíöåâ íà îðáèòå Þïèòåðà ìîæåò ïðåâûñèòü 1 ìëí. Õóæå îáñòîÿò äåëà ñ îòêðûòèåì ïîäîá íûõ ñåìåéñòâ ó äðóãèõ ïëàíåò. Íåñêîëüêî íåáîëüøèõ àñòåðîèäîâ áû ëî çàìå÷åíî âáëèçè ëàãðàíæåâûõ òî÷åê Ñàòóðíà (ïîäòâåðæäåíèÿ ïîêà íåò), 7 íàéäåíî ó Íåïòóíà, äà åùå 4 «òðîÿíöà» îáíàðóæåíû â ëàãðàíæåâûõ òî÷êàõ Ìàðñà. Êàê âèäèì, ïðèñòàëüíîå èçó÷åíèå ïðîñòðàíñòâà ìåæäó áîëüøèìè ïëàíåòàìè îòêðûëî àñòðîíîìàì öåëûå ñåìåéñòâà íîâûõ îáèòàòåëåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. À ÷òî æå äåëàåòñÿ çà îðáèòàìè áîëüøèõ ïëàíåò, òàì, êóäà ñ òðóäîì äîòÿãèâàþòñÿ òåëåñêîïû, ãäå Ñîëíöå ñâåòèò, íî óæå íå ãðååò? Äîëãîå âðåìÿ çà îðáèòîé Íåïòóíà íå óäàâàëîñü íàéòè íè îäíîãî îáúåêòà, êðîìå Ïëóòîíà (1930 ã.) è åãî åäèíñòâåííîãî, íî î÷åíü êðóïíîãî ñïóòíèêà Õàðîíà (1978 ã.), îäíàêî â 1992 ã. âñå èçìåíèëîñü: íà îêðàèíå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû àñòðîíîìû îòêðûëè íåèçâåñòíîå ñêîïèùå ìàëûõ òåë, ïîõîæèõ íà àñòåðîèäû è ÿäðà êîìåò. Íåêîòîðûå èç íèõ ïî ðàçìåðó ïî÷òè íå óñòóïàþò Ïëóòîíó. Ñóùåñòâîâàíèå ýòîãî ñêîïëåíèÿ çàíåïòóíîâûõ òåë ïîäîçðåâàëè äàâíî. Èðëàíäñêèé èíæåíåð Êåííåò Ýäæâîðò â 1943 è 1949 ãã., à òàêæå àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Äæåðàðä Êîéïåð â 1951 ã. âûñêàçàëè ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî çà îðáèòàìè ïëàíåòãèãàíòîâ, íà ðàññòîÿíèè 35–50 à. å. îò Ñîëíöà ñóùåñòâóåò îáëàñòü, îòêóäà âî âíóòðåííþþ ÷àñòü Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ðåãóëÿðíî ïðèõîäÿò êîðîòêîïåðèîäè÷åñêèå êîìåòû. Èäåÿ ïîäòâåðäèëàñü, è ýòó îáëàñòü çà îðáèòîé Íåïòóíà, íàñåëåííóþ ìèíè-ïëàíåòàìè, íàçûâàþò òåïåðü ïîÿñîì Êîéïåðà èëè Ýäæâîðòà—Êîéïåðà, åñëè óâàæàþò èñòîðè÷åñêóþ ñïðàâåäëèâîñòü (ê ýòîé òåìå ìû âåðíåìñÿ â ãëàâå 7). Ê 2010 ã. çà Íåïòóíîì óæå áûëî îáíàðóæåíî îêîëî 1200 òåë, ïðè÷åì äèàìåòðû áîëüøèíñòâà èç íèõ ïðåâûøàþò 100 êì, à ó íåêîòîðûõ äîõîäÿò äî 2400 êì! Ïåðâûé òðàíñíåïòóíîâûé îáúåêò äèàìåòðîì îêîëî 280 êì îòêðûëè â êîíöå 1992 ã. Äåéâèä Äæþèò è Äæåéí Ëóó èç Ãàâàéñêîãî óíèâåðñèòåòà â Ãîíîëóëó. Îáúåêò ïîëó÷èë îáîçíà÷åíèå 1992 QB1. Ê 1995 ã. çà îðáèòîé Íåïòóíà îáíàðóæèëè åùå 17 ìàëûõ ïëàíåò, èç íèõ 8 íà ðàññòîÿíèÿõ 40–45 à. å. îò Ñîëíöà, ò. å. äàæå çà îðáèòîé Ïëóòîíà. Ê ìàðòó 1999 ã. áûëî îòêðûòî óæå 113 òðàíñíåïòóíîâûõ îáúåêòîâ, è ñòàëî îêîí÷àòåëüíî ÿñíî, ÷òî ïîÿñ Êîéïåðà ñóùåñòâóåò. Îêàçàëîñü, ÷òî âñå òåëà ïîÿñà Êîéïåðà îáðàùàþòñÿ âîêðóã Ñîëíöà â ïðÿìîì íàïðàâëåíèè, êàê è áîëüøèå ïëàíåòû. Ïî ïàðàìåòðàì îðáèò èõ ðàçäåëèëè íà äâà êëàññà. Áîëåå ïîëîâèíû îòíåñëè ê êëàññè÷åñêèì îáúåêòàì ïîÿñà Êîéïåðà (KBO — Kuiper Belt Object); íåêîòîðûå àñòðîíîìû íàçûâàþò Êåíòàâðû, òðîÿíöû è ïîÿñ Êîéïåðà

187


èõ îáúåêòàìè Ýäæâîðòà—Êîéïåðà (EKO). Ïî÷òè êðóãîâûå îðáèòû ýòèõ òåë ëåæàò â îáëàñòè 40–50 à. å. îò Ñîëíöà, à ïëîñêîñòè îðáèò íàêëîíåíû ê ýêëèïòèêå ìåíåå ÷åì íà 40°. Îêîëî 1/3 ïëàíåòîê îáúåäèíèëè â êëàññ ïëóòèíî (ò. å. «ïëóòîí÷èêè»); áîëüøèå ïîëóîñè èõ îðáèò áëèçêè ê 39,5 à. å., à çíà÷èò, èõ îðáèòàëüíûé ïåðèîä òàêîé æå, êàê ó Ïëóòîíà (248 ëåò), è ñîîòíîñèòñÿ ñ îðáèòàëüíûì ïåðèîäîì Íåïòóíà êàê 3 : 2. Âîçìîæíî, èìåííî ýòà ðåçîíàíñíàÿ ñâÿçü ñ ïëàíåòîé-ãèãàíòîì ñëóæèò ñòàáèëèçèðóþùèì ôàêòîðîì äâèæåíèÿ ïëóòèíî: íåêîòîðûå èç íèõ ïåðåñåêàþò îðáèòó Íåïòóíà, íî íèêîãäà íå ñáëèæàþòñÿ ñ íèì, êàê è ñàì Ïëóòîí. Íåñêîëüêî îáúåêòîâ íå âïèñàëèñü â óêàçàííóþ êëàññèôèêàöèþ. Äâèæåíèå íåêîòîðûõ èç íèõ òàêæå èìååò ðåçîíàíñíûé õàðàêòåð ïî îòíîøåíèþ ê Íåïòóíó, íî ñ îòíîøåíèåì ïåðèîäîâ 4 : 3, 5 : 3 èëè 5 : 4. Åùå íåñêîëüêî îáúåêòîâ íå ïîïàäàþò íè â îäèí èç êëàññîâ, à îáúåêò 1996 TL66 âîîáùå ñòàë ðîäîíà÷àëüíèêîì îñîáîãî êëàññà òðàíñíåïòóíîâûõ îáúåêòîâ, ïîñêîëüêó èìååò âåñüìà âûòÿíóòóþ (e = 0,58) îðáèòó ñ áîëüøîé ïîëóîñüþ 84 à. å., à çíà÷èò, óäàëÿåòñÿ îò Ñîëíöà â àôåëèè âòðîå äàëüøå Ïëóòîíà. Îáúåêòû çà Íåïòóíîì ïîêà òðóäíî îòíåñòè ê êàêîìó-ëèáî êëàññó ìàëûõ òåë Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû — ê àñòåðîèäàì èëè ÿäðàì êîìåò. Íîâîîòêðûòûå òåëà â áîëüøèíñòâå ñâîåì èìåþò äèàìåòðû îò 100 äî 1000 êì è î÷åíü òåìíóþ êðàñíîâàòóþ ïîâåðõíîñòü, ÷òî óêàçûâàåò íà åå äðåâíèé ñîñòàâ è âîçìîæíîå ïðèñóòñòâèå îðãàíè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Ñóäÿ ïî îöåíêàì, ýòî ñêîïëåíèå ìàëûõ òåë â ñîòíè ðàç ìàññèâíåå Ãëàâíîãî ïîÿñà àñòåðîèäîâ, íî óñòóïàåò ïî ìàññå ãèãàíòñêîìó êîìåòíîìó îáëàêó Îîðòà (èëè Ýïèêà—Îîðòà), ïðîñòèðàþùåìóñÿ íà òûñÿ÷è àñòðîíîìè÷åñêèõ åäèíèö îò Ñîëíöà. Âîçìîæíî, ïîÿñ Êîéïåðà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îñòàòîê ïðîòîïëàíåòíîé òóìàííîñòè, èç êîòîðîé ñôîðìèðîâàëàñü Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà. Ñåãîäíÿ èçó÷åíèå ïîÿñà Êîéïåðà — èíòåðåñíåéøàÿ îáëàñòü àñòðîíîìèè. Êàæäûå íåñêîëüêî ìåñÿöåâ ïðèíîñÿò ñåíñàöèîííûå îòêðûòèÿ. Êðîìå áîëüøîãî êîëè÷åñòâà íîâûõ îáúåêòîâ, ïîðàæàåò è èõ «êà÷åñòâî».  2002 ã. ×åäâèê Òðóõèëüî è Ìàéêë Áðàóí èç Êàëèôîðíèéñêîãî òåõíîëîãè÷åñêîãî èíñòèòóòà, èñïîëüçóÿ òåëåñêîï Øìèäòà Ïàëîìàðñêîé îáñåðâàòîðèè, îòêðûëè îáúåêò 18,5m, îáîçíà÷åííûé êàê 2002 LM60. Âûÿñíèëîñü, ÷òî îí íàõîäèòñÿ îò íàñ íà ðàññòîÿíèè îêîëî 43 à. å., ÷òî íà 11 à. å. áîëüøå íûíåøíåãî ðàññòîÿíèÿ äî Ïëóòîíà. Îäíàêî, â îòëè÷èå îò Ïëóòîíà, îðáèòà êîòîðîãî âûòÿíóòà, îðáèòà íîâîé ïëàíåòêè îêàçàëàñü áëèçêà ê êðóãîâîé. Ïðèìåíèâ ñàìûé çîðêèé èíñòðóìåíò íàøåãî âðåìåíè — êîñìè÷åñêèé òåëåñêîï «Õàááë», àñòðîíîìû èçìåðèëè óãëî188

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


âîé ðàçìåð ýòîãî îáúåêòà. Îí îêàçàëñÿ ðàâíûì 0,04², ÷òî íà ðàññòîÿíèè â 43 à. å. ñîîòâåòñòâóåò äèàìåòðó îêîëî 1300 êì. Ïëàíåòêà îêàçàëàñü êðóïíåéøèì îáúåêòîì, îòêðûòûì â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå çà 72 ãîäà, ïðîøåäøèå ñ ìîìåíòà îòêðûòèÿ Ïëóòîíà. Äà è ðàçìåðîì îíà îêàçàëàñü â ïîëîâèíó Ïëóòîíà. Êàê áûëî íå äàòü ñòîëü âûäàþùåìóñÿ îáúåêòó ñîáñòâåííîå èìÿ! Ïåðâîîòêðûâàòåëè íàçâàëè ýòîò ëåäÿíîé ìèð Êâàâàðîì (Quaoar), ÷òî ó èíäåéöåâ ïëåìåíè òîíãâà, êîðåííûõ æèòåëåé ðàéîíà Ëîñ-Àíäæåëåñà, ñëóæèò èìåíåì áîãà-ñîçäàòåëÿ. Êâàâàð ñîøåë ñ íåáåñ è ïîñëå ïðåâðàùåíèÿ õàîñà â ïîðÿäîê âîçëîæèë Ìèð íà ñïèíû ñåìè ãèãàíòîâ, ïîòîì ñîçäàë íèçøèõ æèâîòíûõ, à çàòåì è ëþäåé, ãëàñèò ëåãåíäà. Õîòÿ Êâàâàð ïî ðàçìåðó ìåíüøå Ïëóòîíà, ïî îáúåìó îí áîëüøå, ÷åì âñå àñòåðîèäû Ãëàâíîãî ïîÿñà âìåñòå âçÿòûå. Ïðàâäà, ïî ìàññå îí èì óñòóïàåò, ïîñêîëüêó ñëîæåí íå èç ïëîòíûõ ñêàëüíûõ ïîðîä, à â îñíîâíîì èçî ëüäà. Áîëåå âñåãî îí, âåðîÿòíî, ïîõîæ íà ãèãàíòñêîå ÿäðî êîìåòû. Ïðîøëî íåìíîãèì áîëåå ãîäà ïîñëå îòêðûòèÿ Êâàâàðà, è âîò — íîâûé ÷åìïèîí: îáúåêò äèàìåòðîì îêîëî 1700 êì, ïðåäâàðèòåëüíî îáîçíà÷åííûé êàê 2003 VB12 è ïîñëå îïðåäåëåíèÿ îðáèòû çàðåãèñòðèðîâàííûé ïîä íîìåðîì 90377 ñ èìåíåì Ñåäíà (Sedna). Ýòî èìÿ ýñêèìîññêîé áîãèíè ìîðÿ, æèâóùåé â òåìíûõ ãëóáèíàõ õîëîäíîãî ñåâåðíîãî îêåàíà. Î÷åíü ïîäõîäÿùåå èìÿ äëÿ îáúåêòà, «æèâóùåãî» âîîáùå çà ïðåäåëàìè ïîÿñà Êîéïåðà, åñëè ñ÷èòàòü åãî âíåøíåé ãðàíèöåé ðàññòîÿíèå â 50 à. å. Íûíåøíåå ãåëèîöåíòðè÷åñêîå ðàññòîÿíèå äî Ñåäíû 90 à. å. Îðáèòà ó íåå ÷ðåçâû÷àéíî âûòÿíóòàÿ, íî äàæå â ïåðèãåëèè îíà íå ïîäõîäèò ê Ñîëíöó áëèæå, ÷åì íà 76 à. å. À â àôåëèè Ñåäíà óäàëÿåòñÿ îò Ñîëíöà íà 961 à. å., ñîâåðøàÿ îáîðîò âîêðóã íåãî çà 12 òûñ. ëåò. Ïîõîæå, ÷òî Ñåäíà — ïåðâûé ïðåäñòàâèòåëü âíóòðåííåé ÷àñòè îáëàêà Îîðòà. Îðáèòà Ñåäíû îçàäà÷èëà àñòðîíîìîâ. Äàæå îáúåêòû ïîÿñà Êîéïåðà, äîñòàòî÷íî óäàëåííûå îò ïëàíåò-ãèãàíòîâ, äâèæóòñÿ ïî ïî÷òè êðóãîâûì îðáèòàì. ×òî æå çàñòàâèëî åùå áîëåå äàëåêóþ Ñåäíó ëåòåòü ïî ñòîëü âûòÿíóòîìó ýëëèïñó? Òàêàÿ îðáèòà ìîæåò áûòü ðåçóëüòàòîì ëèáî ðàññåÿíèÿ íà åùå íå îòêðûòîé äàëåêîé òðàíñïëóòîíîâîé ïëàíåòå, ëèáî âîçìóùåíèÿ ñî ñòîðîíû ïðîøåäøåé ïðåäåëüíî áëèçêî çâåçäû, ëèáî, íàêîíåö, îáðàçîâàíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû â òåñíîì çâåçäíîì ñêîïëåíèè, ãäå ñîñåäíèå çâåçäû ñèëüíî âëèÿëè äðóã íà äðóãà è íà îêðóæàþùèå èõ ïëàíåòû. Áîëüøèå îáúåêòû çà îðáèòîé Íåïòóíà òåïåðü îáíàðóæèâàþòñÿ ðåãóëÿðíî. Êðóïíåéøèì ñðåäè íèõ íà ñåðåäèíó 2010 ã. ÿâëÿåòñÿ ïëàíåòàêàðëèê Ýðèäà (136199 Eris), îòêðûòàÿ â ÿíâàðå 2005 ã. íà ñíèìêàõ, ïîëóÊåíòàâðû, òðîÿíöû è ïîÿñ Êîéïåðà

189


÷åííûõ 21 îêòÿáðÿ 2003 ã. (ïîýòîìó åå ïðåäâàðèòåëüíîå îáîçíà÷åíèå áûëî 2003 UB313). Äèàìåòð Ýðèäû, èçìåðåííûé ðàçíûìè ìåòîäàìè, — îò 2300 äî 2600 êì. Ñêîðåå âñåãî, îíà ïðåâîñõîäèò Ïëóòîí ïî ðàçìåðó è íàâåðíÿêà ïðåâîñõîäèò åãî ïî ìàññå. Èìåííî îòêðûòèå Ýðèäû ïîäâèãëî àñòðîíîìîâ ïåðåñìîòðåòü êëàññèôèêàöèþ ïëàíåò è âûäåëèòü â îñîáûé òèï êàðëèêîâûõ ïëàíåò îáúåêòû, ïîäîáíûå Ïëóòîíó è Ýðèäå. Íå èñêëþ÷åíî (õîòÿ è ìàëîâåðîÿòíî), ÷òî â ïîÿñå Êîéïåðà èëè çà åãî ïðåäåëàìè íàéäåòñÿ äåéñòâèòåëüíî êðóïíàÿ ïëàíåòà, êàëèáðà Óðàíà è Íåïòóíà. Âïîëíå âîçìîæíî, ÷òî îíà ñóùåñòâóåò, íî ðàñïîëîæåíà òàê äàëåêî, ÷òî íàøè òåëåñêîïû ïîêà íå ìîãóò äî íåå «äîòÿíóòüñÿ». Òðåáóþòñÿ íîâûå, áîëåå ìîùíûå èíñòðóìåíòû, âåäü îêðàèíû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû î÷åíü ïëîõî îñâåùåíû Ñîëíöåì. Íî âîò íåäàâíî àñòðîíîìîâ ïîñåòèëà ìûñëü: à íå ïîïðîáîâàòü ëè ïîèñêàòü íåèçâåñòíóþ ïëàíåòó ïðÿìî «ïîä ôîíàðåì» — â íåïîñðåäñòâåííîé áëèçîñòè îò Ñîëíöà? Ñòðàííàÿ, íà ïåðâûé âçãëÿä, èäåÿ: êàçàëîñü áû, ðÿäîì ñ Ñîëíöåì òðóäíî íå çàìåòèòü äàæå êðîõîòíîå òåëî. Íî ýòî íå ñîâñåì òàê. Áëèæå Çåìëè ê Ñîëíöó äâèæóòñÿ äâå äàâíî èçâåñòíûå ïëàíåòû — Âåíåðà è Ìåðêóðèé. Âåíåðó, ðàçóìååòñÿ, âèäåë êàæäûé: ýòî çíàìåíèòàÿ óòðåííÿÿ (îíà æå âå÷åðíÿÿ) çâåçäà. À ìíîãèì ëè èç íàñ óäàëîñü õîòÿ áû ðàç óâèäåòü Ìåðêóðèé? Îí òàê ëîâêî ñêðûâàåòñÿ â ñîëíå÷íûõ ëó÷àõ, ÷òî äàæå îïûòíûå íàáëþäàòåëè îáíàðóæèâàþò åãî òîëüêî «ïî íàâîäêå», ñâåðèâøèñü ñ ïðîãíîçîì àñòðîíîìè÷åñêîãî êàëåíäàðÿ. (Ãîâîðÿò, Íèêîëàé Êîïåðíèê æàëîâàëñÿ äðóçüÿì, ÷òî, ñîçäàâ íîâóþ «ñèñòåìó ìèðà», îí ñàì òàê íè ðàçó è íå âèäåë Ìåðêóðèé.) Ïîýòîìó âïîëíå ðåçîííî ñïðîñèòü: à âäðóã ñóùåñòâóåò åùå îäíà ïëàíåòà, áîëåå áëèçêàÿ ê Ñîëíöó, ÷åì Ìåðêóðèé?  ñëåïÿùèõ ëó÷àõ Ñîëíöà îíà ìîãëà áû îñòàâàòüñÿ íåçàìå÷åííîé! Õîòÿ ýòà ìûñëü âðåìÿ îò âðåìåíè ïîñåùàåò àñòðîíîìîâ óæå îêîëî äâóõ ñòîëåòèé, íåäàâíî îíè â î÷åðåäíîé ðàç ðåøèëè îðãàíèçîâàòü ïîèñêè íåèçâåñòíîé «èíòðàìåðêóðèàíñêîé» ïëàíåòû. À íà÷àëàñü ýòà èñòîðèÿ åùå â XIX â.

Âóëêàí — âîçìóòèòåëü Ìåðêóðèÿ ëåñòÿùå ïðåäñêàçàâ ñóùåñòâîâàíèå Íåïòóíà, Óðáåí Ëåâåðüå ïîñëå òðèóìôàëüíîãî îòêðûòèÿ íîâîé ïëàíåòû ïðîäîëæàë ãëóáîêèå òåîðåòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ. Îí ìå÷òàë ñ ìàêñèìàëüíîé òî÷íîñòüþ íà îñíîâå òåîðèè Íüþòîíà âû÷èñëèòü íàáëþäàåìûå äâèæåíèÿ âñåõ ÷ëåíîâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. È åìó ýòî ïî÷òè óäàëîñü: óðàâíåíèÿì Íüþòîíà ñòðîãî ïîä÷èíÿëîñü äâèæåíèå âñåõ ïëàíåò, êðîìå îäíîé: Ìåðêóðèé íå æåëàë äâèãàòüñÿ ïî ðàñïèñàíèþ. À ïîñêîëüêó «ñòàíöèè» íà åãî

Á

190

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ïóòè — ìîìåíòû êàñàíèÿ ñîëíå÷íîãî äèñêà â ýïîõè ïðîõîæäåíèÿ ïî íåìó — àñòðîíîìû ôèêñèðîâàëè î÷åíü òî÷íî, àíîìàëèÿ òðåáîâàëà îáúÿñíåíèÿ. Ñ 1843 ïî 1859 ãã. Ëåâåðüå óïîðíî ðàáîòàåò íàä òåîðèåé äâèæåíèÿ ÌåðêóÑîëíöå ðèÿ, ïûòàÿñü ó÷åñòü âëèÿíèå íà íåãî âñåõ îñòàëüíûõ ïëàíåò. Íàèáîëåå ñèëüíî íà äâèæåíèå Ìåðêóðèÿ âëèÿþò áëèçêèå ê íåìó Âåíåðà è Çåìëÿ, à òàêæå äàëåêèé, íî ìàññèâíûé Þïèòåð. Íî Ëåâåðüå íå îãðàíè÷èâàåòñÿ ýòèì: îí ó÷èòûÌåðêóðèé âàåò âëèÿíèå âñåõ èçâåñòíûõ ïëàíåò… Òùåòíî. Ïðèòÿæåíèåì ïëàíåò óäàåòñÿ Ðèñ. 4.20. Ýëëèïòè÷åñêàÿ îðáèòà îáúÿñíèòü 90% íàáëþäàåìîãî ñìåùå- Ìåðêóðèÿ ïîñòîÿííî ïîâîðà÷èâàåòíèÿ îðáèòû Ìåðêóðèÿ, íî îñòàâøèåñÿ ñÿ â ñâîåé ïëîñêîñòè. Íà ðèñóíêå âûòÿíóòîñòü îðáèòû è ñêîðîñòü åå âðà10% óïîðíî íå âïèñûâàþòñÿ â ðàìêè ùåíèÿ çíà÷èòåëüíî óñèëåíû äëÿ íàÍüþòîíîâîé ôèçèêè. Îñü ýëëèïòè÷åãëÿäíîñòè. ñêîé îðáèòû Ìåðêóðèÿ ïîâîðà÷èâàåòñÿ íà ëèøíèå 38² â ñòîëåòèå — áåçóìíî ìàëåíüêàÿ âåëè÷èíà, íî îíà íå äàåò ïîêîÿ íå òîëüêî Ëåâåðüå, íî è äðóãèì ó÷åíûì.  ÷åì æå ïðè÷èíà ðàñõîæäåíèÿ? Ïîñêîëüêó â óðàâíåíèÿõ òåîðèè âîçìóùåíèé Ëåâåðüå îøèáîê íå îáíàðóæèâàëîñü, òðåáîâàëîñü ïðîâåðèòü òî÷íîñòü âõîäíûõ äàííûõ: âåðíû ëè áûëè ïðèíÿòûå äëÿ âû÷èñëåíèé ìàññû ïëàíåò? Êàê â òå ãîäû, òàê è ñåãîäíÿ àñòðîíîìû «âçâåøèâàþò» ïëàíåòû êîñâåííûì ìåòîäîì, ðàññìàòðèâàÿ èõ ãðàâèòàöèîííîå âëèÿíèå íà äâèæåíèå äðóãèõ òåë. ×åì áëèæå ïðîáíîå òåëî ê ïëàíåòå, òåì çàìåòíåå ýòî âëèÿíèå è, ñîîòâåòñòâåííî, òî÷íåå èçìåðÿåòñÿ ìàññà ïëàíåòû. Ïîäàðêîì ñóäüáû ñ÷èòàåòñÿ íàëè÷èå ó ïëàíåòû ñïóòíèêîâ: èõ äâèæåíèå öåëèêîì îïðåäåëÿåòñÿ ìàññîé ñàìîé ïëàíåòû. Æåëàòåëüíî òàêæå, ÷òîáû ýòè ñïóòíèêè áûëè íåáîëüøèìè: òîãäà èõ ñîáñòâåííàÿ ìàññà íå âõîäèò â óðàâíåíèÿ. Èìåííî ýòî õàðàêòåðíî äëÿ ïëàíåò-ãèãàíòîâ: âñå îíè îêðóæåíû îòíîñèòåëüíî ìåëêèìè ñïóòíèêàìè, ÷òî ïîçâîëÿåò òî÷íî èçìåðÿòü èõ ìàññû. Ó Ìàðñà è ó Çåìëè òàêæå åñòü ñâîè ñïóòíèêè. Íî äëÿ ðàáîòû Ëåâåðüå ñïóòíèêè Ìàðñà íå ïðèãîäèëèñü: Ôîáîñ è Äåéìîñ áûëè îòêðûòû ñëèøêîì ïîçäíî — â ãîä ñìåðòè ó÷åíîãî. Âïðî÷åì, Ëåâåðüå íåïëîõî îáîøåëñÿ è áåç íèõ: ïîäáèðàÿ çíà÷åíèå ìàðñèàíñêîé ìàññû òàê, ÷òîáû âû÷èñëåííîå äâèæåíèå âñåõ ïëàíåò íàèëó÷øèì îáðàçîì ñîãëàñîÂóëêàí — âîçìóòèòåëü Ìåðêóðèÿ

191


âûâàëîñü ñ íàáëþäàåìûì, îí îøèáñÿ â îïðåäåëåíèè ìàññû Ìàðñà âñåãî íà 3%. Ïðàâäà, ïîñêîëüêó Ìàðñ î÷åíü ìàë è äàëåê îò Ìåðêóðèÿ, íåòî÷íûå äàííûå î åãî ìàññå ïðàêòè÷åñêè íå ìîãëè èñêàçèòü ðåçóëüòàòû ðàñ÷åòà. Áîëåå âàæíà ìàññà Çåìëè, íî èçìåðèòü åå ïîìîãàåò ïðèñóòñòâèå Ëóíû (õîòÿ òóò åñòü ïðîáëåìû, ñâÿçàííûå ñ áîëüøîé ìàññîé Ëóíû è ñèëüíûì âëèÿíèåì íà íåå Ñîëíöà). Ê ñîæàëåíèþ, âàæíåéøèå îáúåêòû ýòîé çàäà÷è — Âåíåðà è ñàì Ìåðêóðèé — âîîáùå íå èìåþò ñïóòíèêîâ. Ýòî ñòàëî äëÿ Ëåâåðüå ãëàâíîé ïðîáëåìîé. Îñîáåííî òî÷íî òðåáîâàëîñü çíàòü ìàññó îñíîâíîãî âîçìóòèòåëÿ Ìåðêóðèÿ — Âåíåðû. Åñëè áû ó Âåíåðû áûë ñïóòíèê, âîïðîñ ðåøèëñÿ áû ñàì ñîáîé. Èñòîðèÿ ïîèñêîâ ñïóòíèêà Âåíåðû êðàòêî èçëîæåíà â «Êîñìîãðàôèè» Ô. Òèññåðàíà è À. Àíäóàéå (ÑÏá.: Áðîêãàóç è Åôðîí, 1908, ñ. 334–335). Íà ðóáåæå XIX è XX ââ. ýòà ïðîáëåìà âñå åùå áûëà âàæíà äëÿ íåáåñíîé ìåõàíèêè, ÷òî âèäíî èç ðàññêàçà ôðàíöóçñêèõ ó÷åíûõ: «Â òå÷åíèå äîâîëüíî äîëãîãî âðåìåíè àñòðîíîìû ìîãëè äóìàòü, ÷òî ñóùåñòâóåò ñïóòíèê Âåíåðû, íî òåïåðü ýòà èëëþçèÿ îêîí÷àòåëüíî èñ÷åçëà. Ââèäó ñîâðåìåííîñòè âîïðîñà ìû ïîçâîëèì ñåáå äàòü ïîíÿòèå î òîì, êàê îí âîçíèê è êàê áûë ðåøåí â îòðèöàòåëüíîì ñìûñëå îäíèì àñòðîíîìîì â Áðþññåëå, Ñòðîáàíòîì. Ñïóòíèê Âåíåðû â ïåðâûé ðàç áûë óêàçàí àñòðîíîìîì Ôîíòàíà â Íåàïîëå â 1645 ã., áûë íàáëþäàåì Êàññèíè â Ïàðèæå â 1672 è 1686 ãã., Øîðòîì â Ëîíäîíå â 1740 ã., À. Ìåéåðîì â Ãðåéôñâàëüäå â 1759 ã., Ëàãðàíæåì â Ìàðñåëå; Ìîíòåíåì â Ëèìîæå è Ðåäèêåðîì â Êîïåíãàãåíå â 1761 ã., Ìîíáàððîíîì â Îêñåððå â 1764 ã., Ãîððåáîâîì â 1768 ã. Ëàìáåðò ïûòàëñÿ â 1777 ã. èçîáðàçèòü âñå íàáëþäåíèÿ [ïðåäïîëàãàåìîãî ñïóòíèêà] ýëëèïòè÷åñêîé îðáèòîé, êîòîðóþ, îäíàêî, ìîæíî îòáðîñèòü áåç âñÿêèõ ñîìíåíèé, ïîòîìó ÷òî èç íåå ñëåäîâàëî áû äëÿ ìàññû Âåíåðû çíà÷åíèå, áîëüøåå ïðèíÿòîãî â 10 ðàç. Ñóùåñòâîâàíèå ñïóòíèêà áûëî óæå âåñüìà ñîìíèòåëüíî âñëåäñòâèå òîãî, ÷òî íèêòî åãî íå âèäåë, íà÷èíàÿ ñ 1768 ã.: íè Â. Ãåðøåëü, íè Ëàññåëë, íè À. Õîëë, êîòîðûå, îäíàêî, îòêðûëè âåñüìà ìàëûå ñïóòíèêè Ñàòóðíà, Óðàíà, Íåïòóíà è Ìàðñà. Âìåñòå ñ òåì íå èçâåñòíî íàâåðíîå, ÷òî èìåííî âèäåëè ðàçëè÷íûå íàáëþäàòåëè. Èçâåñòíî óæå áûëî, ÷òî âî âðåìÿ îäíîãî èç íàáëþäåíèé Ðåäèêåðà â 1764 ã. Óðàí îòñòîÿë îò Âåíåðû âñåãî íà 16 ìèíóò. Âåñüìà âåðîÿòíî, ÷òî ýòîò àñòðîíîì ïðèíÿë åãî çà ñïóòíèêà Âåíåðû è óïóñòèë, òàêèì îáðàçîì, õîðîøèé ñëó÷àé îòêðûòü Óðàíà 17-þ ãîäàìè ðàíüøå Ãåðøåëÿ. Ñòðîáàíòó óäàëîñü ïîêàçàòü, ÷òî âî ìíîãèõ ñëó÷àÿõ çà ñïóòíèê Âåíåðû ïðèíèìàëè çâåçäû áîëåå èëè ìåíåå ÿðêèå, íàõîäÿùèåñÿ î÷åíü 192

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


áëèçêî îò Âåíåðû, à èìåííî ýòî ñëó÷èëîñü ó Ðåäèêåðà 4, 7 è 12 àâãóñòà 1761 ãîäà; òðè çâåçäû 5-îé, 4-îé è 7-îé âåëè÷èíû íàõîäèëèñü â òåõ ïîëîæåíèÿõ, êîòîðûå áûëè óêàçàíû äëÿ ïðåäïîëàãàåìîãî ñïóòíèêà. Òî÷íî òàê æå Øîðò è Ãîððåáîâ â 1740 è 1768 ãîäàõ âèäåëè áëèç Âåíåðû äâå çâåçäû 8-îé è 4-îé âåëè÷èíû. Ñîâåðøåííî äîñòîâåðíî, ÷òî áîëüøàÿ ÷àñòü íàáëþäåíèé ïðåäïîëàãàåìîãî ñïóòíèêà îáúÿñíÿåòñÿ âåñüìà åñòåñòâåííî ïðèñóòñòâèåì äîâîëüíî ÿðêèõ çâåçä â ñîñåäñòâå ñ ïëàíåòîþ… Îñòàåòñÿ åùå íåêîòîðîå ÷èñëî íåîáúÿñíåííûõ íàáëþäåíèé; âîçìîæíî, ÷òî îíè ñîîòâåòñòâóþò ïîëîæåíèÿì, çàíèìàåìûì íåêîòîðûìè èç íàèáîëåå ÿðêèõ àñòåðîèäîâ. Âî âñÿêîì ñëó÷àå, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ëåãåíäà î ñïóòíèêå Âåíåðû îòæèëà ñâîé âåê è áîëüøå íå èìååò ñåðüåçíûõ îñíîâàíèé. Íî åñëè íå ñóùåñòâóåò ñïóòíèê 4-îé, 5-îé èëè äàæå 8-îé âåëè÷èíû, äîñòîâåðíî ëè, ÷òî íå ñóùåñòâóåò áîëåå ñëàáûé, ïîäîáíûé ñïóòíèêó Ìàðñà, êîòîðûé, ìîæåò áûòü, ìîæíî óâèäåòü â ãèãàíòñêèå òðóáû, äåéñòâóþùèå â íàñòîÿùåå âðåìÿ â Íèööå, Ïóëêîâå, Âàøèíãòîíå è íà ãîðå Ãàìèëüòîí? Áîëüøîé òåîðåòè÷åñêèé èíòåðåñ, ñâÿçàííûé ñ ýòèì âîïðîñîì, ìîæåòú ñëóæèòü ñòèìóëîì äëÿ íàáëþäàòåëåé, ðàñïîëàãàþùèõ òàêèìè ãèãàíòñêèìè èíñòðóìåíòàìè äëÿ ðàçûñêàíèÿ». Òàêîé áûëà ñèòóàöèÿ 100 ëåò íàçàä. Ê ýòîìó ìîæíî ëèøü äîáàâèòü, ÷òî åñòåñòâåííûõ ñïóòíèêîâ ó Âåíåðû äî ñèõ ïîð íå îáíàðóæåíî, íî åå ìàññà òåïåðü èçâåñòíà î÷åíü òî÷íî áëàãîäàðÿ íàáëþäåíèþ çà èñêóññòâåííûìè ñïóòíèêàìè ýòîé ïëàíåòû, ñîçäàííûìè ñîâåòñêèìè è àìåðèêàíñêèìè èíæåíåðàìè â 1975–1990 ãã. À â XIX â., èñïîëüçóÿ èìåþùèåñÿ äàííûå î ìàññàõ ïëàíåò, ëó÷øèå èç íåáåñíûõ ìåõàíèêîâ ïðîäîëæàþò óòî÷íÿòü òåîðèþ äâèæåíèÿ Ìåðêóðèÿ.  1882–1895 ãã. äåòàëüíîå èññëåäîâàíèå ïðîâåë èçâåñòíûé àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ñàéìîí Íüþêîì (1835–1909). Îí íàøåë, ÷òî ïåðèãåëèé Ìåðêóðèÿ çà ñòîëåòèå ïîâîðà÷èâàåòñÿ íà 278² ïîä âëèÿíèåì Âåíåðû, íà 154² ïîä äåéñòâèåì Þïèòåðà, íà 90² ïîä âëèÿíèåì Çåìëè è åùå íà 10² èç-çà ñîâìåñòíîãî âëèÿíèÿ âñåõ îñòàëüíûõ èçâåñòíûõ â òó ïîðó ïëàíåò.  èòîãå ïîëó÷àþòñÿ 532 «òåîðåòè÷åñêèå» ñåêóíäû. À íàáëþäåíèÿ äàþò 575²! Êòî æå íåñåò îòâåòñòâåííîñòü çà îñòàâøèåñÿ 43² â ñòîëåòèå? ×òîáû âûéòè èç êðèçèñíîé ñèòóàöèè, êàê ìû óæå çíàåì, áûëî äâà ïóòè: ëèáî ðàçðàáîòàòü íîâóþ òåîðèþ òÿãîòåíèÿ, îòëè÷íóþ îò íüþòîíîâîé, ëèáî îáíàðóæèòü íåèçâåñòíîå òåëî, êîòîðîå óâîäèò Ìåðêóðèé ñ ïðåäñêàçàííîé äëÿ íåãî òðàåêòîðèè. Ó÷åíûå ïîøëè ðàçíûìè ïóòÿìè: îäíè ïûòàëèñü ìîäèôèöèðîâàòü òåîðèþ ãðàâèòàöèè, äðóãèå — îáÂóëêàí — âîçìóòèòåëü Ìåðêóðèÿ

193


íàðóæèòü íåèçâåñòíîå òåëî. Íà ïåðâîì ïóòè, ïîñëå ìíîæåñòâà íåóäà÷íûõ ïîïûòîê, áûë äîñòèãíóò çàìå÷àòåëüíûé óñïåõ – ñîçäàíà îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà, ñîâðåìåííàÿ òåîðèÿ òÿãîòåíèÿ. Íî è íà âòîðîì ïóòè îêàçàëîñü ìíîãî èíòåðåñíûõ èäåé è íàõîäîê, î êîòîðûõ íåñïåöèàëèñòàì ïî÷òè íè÷åãî íå èçâåñòíî. Äëÿ òåõ èññëåäîâàòåëåé, êòî õîòåë ñîõðàíèòü â íåèçìåííîì âèäå òåîðèþ Íüþòîíà, îñòàâàëîñü, êàê ýòî îáû÷íî áûâàåò, òîæå äâà ïóòè: íàéòè âîçìóòèòåëÿ äâèæåíèÿ Ìåðêóðèÿ ëèáî âíå åãî îðáèòû, ëèáî âíóòðè íåå. Ïîñêîëüêó âíå îðáèòû Ìåðêóðèÿ äâèæóòñÿ è äðóãèå ïëàíåòû, ïðèñóòñòâèå «âîçìóòèòåëÿ ñïîêîéñòâèÿ» ïðîÿâèëîñü áû â èõ ïîâåäåíèè. Çíà÷èò, èñêàòü åãî ñëåäîâàëî âíóòðè. È âíîâü ïåðåä èññëåäîâàòåëÿìè îòêðûëèñü äâà ïóòè: ëèáî ÷òî-òî íå òàê ñ ïðèòÿæåíèåì ê Ñîëíöó, ëèáî êðîìå Ñîëíöà â ïðåäåëàõ îðáèòû Ìåðêóðèÿ åñòü íåèçâåñòíûå îáúåêòû. Èìåííî ýòî ïîñëåäíåå ïðåäïîëîæåíèå èñïîëüçîâàë ñàì Ëåâåðüå, äîïóñòèâ ñóùåñòâîâàíèå â ñâîåé ìàòåìàòè÷åñêîé ìîäåëè «èíòðàìåðêóðèàëüíûõ» ïëàíåò. Ê íèì ìû åùå âåðíåìñÿ, à ïîêà çàäàäèìñÿ âîïðîñîì: ÷òî ìîæåò áûòü «íå òàê» ñ ïðèòÿæåíèåì Ñîëíöà? À ìîæåò áûòü òîëüêî îäíî: åñëè íàøå ñâåòèëî — íå èäåàëüíûé øàð, òî åãî ïðèòÿæåíèå áóäåò ìåíÿòüñÿ ïî äîâîëüíî ñëîæíîìó çàêîíó, à âîâñå íå îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî êâàäðàòó ðàññòîÿíèÿ, êàê óêàçûâàåò ïðîñòðîé «øêîëüíûé» çàêîí Íüþòîíà. À ñ ÷åãî áû Ñîëíöó áûòü øàðîì? Âåäü îíî âðàùàåòñÿ, çíà÷èò, äîëæíî áûòü íåìíîãî ñïëþñíóòî ó ïîëþñîâ. Ðàçóìååòñÿ, àñòðîíîìû äàâíî ïîíÿëè ýòî è íå ðàç ïûòàëèñü èçìåðèòü ñòåïåíü ñïëþñíóòîñòè Ñîëíöà. Ïåðâûå àêêóðàòíûå èçìåðåíèÿ áûëè ïðîâåäåíû åùå â XIX â., íî ðåçóëüòàòà íå äàëè: ñîëíå÷íûé ëèìá íå óäàëîñü îòëè÷èòü îò èäåàëüíîé îêðóæíîñòè. Êàê èçâåñòíî, ïîâåðõíîñòü Ñîëíöà âðàùàåòñÿ ñ ïåðèîäîì 25 ñóòîê. Åñëè è íåäðà íàøåãî ñâåòèëà âðàùàþòñÿ òàê æå, òî Ñîëíöå äîëæíî áûòü ñïëþñíóòî âäîëü îñè âðàùåíèÿ ìåíåå ÷åì íà îäíó äåñÿòèòûñÿ÷íóþ äîëþ ñâîåãî äèàìåòðà. Äëÿ çåìíîãî íàáëþäàòåëÿ ýòî îêîëî 0,1²— âåëè÷èíà, ïî÷òè íå ïîääàþùàÿñÿ èçìåðåíèþ íà íåñïîêîéíîì äíåâíîì íåáå, ðàçìûâàþùåì èçîáðàæåíèå êðàÿ ñîëíå÷íîãî äèñêà íå ìåíåå ÷åì íà 3². Îäíàêî èçâåñòíûé àìåðèêàíñêèé ôèçèê-ýêñïåðèìåíòàòîð Ðîáåðò Äèêêå ñ êîëëåãàìè â êîíöå 1960-õ ãã. ïîñòðîèë ñïåöèàëüíûé ïðèáîð è ñìîã, êàê îí ñ÷èòàë, èçìåðèòü ñæàòèå Ñîëíöà. Íî äàëåêî íå âñå àñòðîôèçèêè ñîãëàñèëèñü ñ åãî âûâîäàìè. Íàïðèìåð, Ã. Õèëë ñ ñîòðóäíèêàìè â 1974 ã. òàêæå èçìåðèë âèäèìîå ñæàòèå Ñîëíöà è ïîêàçàë, ÷òî åñëè îíî è ñóùåñòâóåò, òî åãî çíà÷åíèå â íåñêîëüêî ðàç ìåíüøå íàéäåííîãî Äèêêå. Ðàáîòà â ýòîì íàïðàâëåíèè ïðîäîëæàåòñÿ. 194

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Íà î÷åðåäè — èçìåðåíèÿ èç êîñìîñà. Òàê ÷òî ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî ýòîò ïóòü ó÷åíûå åùå íå ïðîøëè äî êîíöà. À íà âòîðîì ïóòè, ãäå âåëèñü ïîèñêè íåèçâåñòíûõ îáúåêòîâ âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ, åùå â XIX â. ðîæäàëèñü ñàìûå çàìûñëîâàòûå èäåè. Íàïðèìåð, â 1846 ã. ãîëëàíäñêèé ìåòåîðîëîã Õðèñòîôîð Áþéñ-Áàëëî (1817–1890) îáíàðóæèë ïåðèîäè÷åñêèå èçìåíåíèÿ òåìïåðàòóðû Çåìëè è ïðåäïîëî- Ðèñ. 4.21. Ôèãóðó Ñîëíöà äî ñèõ ïîð íå óäàæèë, ÷òî îíè ñâÿçàíû ñ íàëè÷èåì ëîñü îòëè÷èòü îò èäåàëüíîãî øàðà. Íî Ñîëíâîêðóã Ñîëíöà ïîëóïðîçðà÷íîãî öå íå ìîæåò áûòü øàðîì, ïîñêîëüêó îíî âðàùàåòñÿ! êîëüöà, ïîäîáíîãî êîëüöó Ñàòóðíà: êîãäà ïëîòíûå ÷àñòè êîëüöà çàòìåâàþò äëÿ íàñ Ñîëíöå, Çåìëÿ îõëàæäàåòñÿ. Âåùåñòâî ýòîãî êîëüöà ìîãëî áû, ïî ìíåíèþ Áþéñ-Áàëëî, âëèÿòü ñâîèì ïðèòÿæåíèåì è íà äâèæåíèå Ìåðêóðèÿ. Õîòÿ â ñåðåäèíå XIX â. ê ãèïîòåçå Áþéñ-Áàëëî êîëëåãè îòíåñëèñü ïðîõëàäíî (ïîñêîëüêó åãî «ìåòåîðîëîãè÷åñêèå» àðãóìåíòû î ïåðèîäè÷åñêèõ êîëåáàíèÿõ òåìïåðàòóðû Çåìëè îêàçàëèñü íåóáåäèòåëüíû), ñàìà èäåÿ î ðàçðåæåííîì âåùåñòâå âîêðóã Ñîëíöà âïîñëåäñòâèè âñïëûâàëà åùå íå ðàç. Ñîáñòâåííî, â ñóùåñòâîâàíèè ýòîãî âåùåñòâà ñîìíåíèé íå áûëî: ïðè ïîëíûõ çàòìåíèÿõ Ñîëíöà îíî íàáëþäàëîñü â âèäå ñîëíå÷íîé êîðîíû, à òàêæå ñîçäàâàëî ýôôåêò çîäèàêàëüíîãî ñâåòà, î÷åâèäíî, ðàññåÿííîãî îêîëîñîëíå÷íûìè ïûëèíêàìè. Âîïðîñ ñîñòîÿë â êîëè÷åñòâå ýòîãî âåùåñòâà: äîñòàòî÷íî ëè âåëèêà åãî ìàññà äëÿ âëèÿíèÿ íà Ìåðêóðèé? Íà òîì, ÷òî åãî äîñòàòî÷íî, åùå â 1906 ã. íàñòàèâàë íåìåöêèé àñòðîíîì Õóãî Çåëèãåð (1849–1924). Àìåðèêàíñêèé ìàòåìàòèê è àñòðîíîì Äýíèåë Êèðêâóä (1814–1895) ìíîãî ëåò èçó÷àë äâèæåíèå àñòåðîèäîâ â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó Ìàðñîì è Þïèòåðîì. Îí îáíàðóæèë ëþáîïûòíûå çàêîíîìåðíîñòè â ðàñïîëîæåíèè èõ îðáèò, êîòîðûå íàòîëêíóëè åãî íà ìûñëü, ÷òî îðáèòû íåêîòîðûõ àñòåðîèäîâ ìîãëè áû ðàñïîëàãàòüñÿ òàêæå è â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó Ìåðêóðèåì è Ñîëíöåì. Ïðè äîñòàòî÷íîì êîëè÷åñòâå òàêèå àñòåðîèäû çàìåòíî âëèÿëè áû íà äâèæåíèå Ìåðêóðèÿ. «Îòåö Íåïòóíà» Óðáåí Ëåâåðüå òàêæå íå ñèäåë áåç äåëà. Îáíàðóæèâ íåóâÿçêó â äâèæåíèè Ìåðêóðèÿ, îí ðåøèë, ÷òî åìó âòîðè÷íî óëûáíóëàñü óäà÷à. Êàê è â ñëó÷àå ñ Íåïòóíîì, îí ñòàë âû÷èñëÿòü ïàðàìåòðû Âóëêàí — âîçìóòèòåëü Ìåðêóðèÿ

195


íåèçâåñòíîé ïëàíåòû, êîòîðàÿ ìîãëà áû íàõîäèòüñÿ âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ è âîçìóùàòü åãî äâèæåíèå.  1859 ã. Ëåâåðüå îïóáëèêîâàë ïðîãíîç, ÷òî â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå ñóùåñòâóåò íåèçâåñòíàÿ ïëàíåòà, íàõîäÿùåéñÿ âäâîå áëèæå ê Ñîëíöó, ÷åì Ìåðêóðèé, è ïî ìàññå ñðàâ íèìàÿ ñ íèì. Îäíàêî íàçâàíèå äëÿ ýòîé ãèïîòåòè÷åñêîé ïëàíåòû ïðèäóìàë äðóãîé ôðàíöóç — èçâåñòíûé ôèçèê è íåìíîãî àñòðîíîì Æàê Áàáèíå (1794–1872). Åùå â 1846 ã. îí Ðèñ. 4.22. Æàê Áàáèíå. ïðåäëîæèë íàçâàòü áëèæàéøóþ ê Ñîëíöó ïëàíåòó Âóëêàíîì. Áàáèíå âîîáùå áûë ñêëîíåí ê òàêîãî ðîäà ïðåäëîæåíèÿì: â 1848 ã., êîãäà ñòàëî ÿñíî, ÷òî ïàðàìåòðû îðáèòû Íåïòóíà íå ïîëíîñòüþ ñîãëàñóþòñÿ ñ ïðåäñêàçàíèÿìè Ëåâåðüå è Àäàìñà, îí âûñêàçàë ìûñëü î ñóùåñòâîâàíèè çàíåïòóíîâîé ïëàíåòû è íàçâàë åå Ãèïåðèîíîì. Ñïóñòÿ âåê òàêàÿ ïëàíåòà äåéñòâèòåëüíî áûëà îòêðûòà, íî íàçâàíà Ïëóòîíîì. Òàê ÷òî ó Áàáèíå îñòàâàëñÿ âñåãî îäèí øàíñ ñòàòü «êðåñòíûì îòöîì» íîâîé ïëàíåòû: Âóëêàí åùå æäàë ñâîåãî îòêðûòèÿ. Íî óâåðåííîñòü â åãî ñóùåñòâîâàíèè â òå ãîäû áûëà òàê âåëèêà, ÷òî, íàïðèìåð, â êíèãå «Recreations in Astronomy» (by Henry White Warren. New York, Harper & brothers, 1879) äàíà ñïðàâêà: «VULCAN — distance from the sun 13,000,000 miles, orbital revolution about 20 days». Ïîñêîëüêó Âóëêàí áûë áîãîì îãíÿ è ïîêðîâèòåëåì êóçíå÷íîãî ðåìåñëà, çíàê ýòîé íåíàéäåííîé ïëàíåòû èçîáðàæàë ìîëîò. Íî îòâëå÷åìñÿ íà ìèíóòó îò àñòðîíîìèè è ïîñìîòðèì, êàê ôèçèêà ìîãëà ïðèíÿòü ó÷àñòèå â èñòîðèè ïîèñêà Âóëêàíà.

Ìåðêóðèé è Ýéíøòåéí êîíöå XIX â. ìíîãèå ôèçè÷åñêèå òåîðèè îêàçàëèñü â ñîñòîÿíèè êðèçèñà. Ïîâûøåíèå òî÷íîñòè ëàáîðàòîðíûõ ýêñïåðèìåíòîâ è àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé ïðèâåëî ê îáíàðóæåíèþ òîíêèõ îòëè÷èé ïðèðîäíûõ ÿâëåíèé îò òåîðåòè÷åñêèõ ïðîãíîçîâ. Êàê èçâåñòíî, ýòîò êðèçèñ â ôèçèêå çàêîí÷èëñÿ ëèøü ïîñëå ñîçäàíèÿ â ïåðâûå äåñÿòèëåòèÿ ÕÕ â. òðåõ ãðàíäèîçíûõ èíòåëëåêòóàëüíûõ ïîñòðîåíèé: êâàíòîâîé ìåõàíèêè, ò. å. ìåõàíèêè ìèêðîìèðà, ñïåöèàëüíîé (à òî÷íåå, ÷à-

Â

196

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ñòíîé) òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè, ò. å. ìåõàíèêè áîëüøèõ ñêîðîñòåé, à òàêæå îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè — íîâîé òåîðèè ãðàâèòàöèè. Íà ýòèõ «òðåõ êèòàõ» ñòîèò ñîâðåìåííàÿ íàóêà è â çíà÷èòåëüíîé ìåðå ñîâðåìåííàÿ òåõíèêà. Ñ çàêîíàìè Íüþòîíà è îñíîâàìè òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè íàñ çíàêîìÿò â øêîëå, íî î òîì, ÷òî áûëî â ïðîìåæóòêå ìåæäó òðèóìôàìè äâóõ ôèçè÷åñêèõ êàðòèí ìèðà: ñíà÷àëà íüþòîíîâñêîé, à çàòåì ýéíøòåéíîâñêîé, — íå çíàåò ïî÷òè íèêòî. À ìåæäó òåì âûñêàçûâàëèñü âåñüìà íåòðèâèàëüíûå èäåè. Ïûòàÿñü îáúÿñíèòü âñå íàáëþäàåìûå ÿâëåíèÿ â ðàìêàõ íüþòîíîâñêîé ìåõàíèêè, íåêîòîðûå ó÷åíûå ïîëàãàëè, ÷òî ñèëà ãðàâèòàöèè èçìåíÿåòñÿ íå â òî÷íîñòè îáðàòíî ïðîïîðöèîíàëüíî êâàäðàòó ðàññòîÿíèÿ ìåæäó òåëàìè (1/R 2), à ÷óòü-÷óòü èíà÷å: íàïðèìåð, ñ ïîêàçàòåëåì ñòåïåíè, ðàâíûì 2,00000016. Ýòîãî «÷óòü-÷óòü» õâàòàëî, ÷òîáû îáúÿñíèòü ñòðàííîå äâèæåíèå Ìåðêóðèÿ. Íî ýñòåòè÷åñêîå ÷óâñòâî íå ïîçâîëÿëî ôèçèêàì ïðèíÿòü çàêîí ãðàâèòàöèè â òàêîé ôîðìå: F =

GM1 M 2 R 2 , 00000016

.

Ê òîìó æå âûÿñíèëîñü, ÷òî ïðè ïîäîáíîì äîïóùåíèè íà÷èíàþòñÿ «íåïðèÿòíîñòè» ñ îñòàëüíûìè ïëàíåòàìè. Äðóãèå ó÷åíûå ïðåäïîëàãàëè, ÷òî ñèëà ãðàâèòàöèîííîãî ïðèòÿæåíèÿ çàâèñèò íå òîëüêî îò ðàññòîÿíèÿ ìåæäó òåëàìè, íî è îò èõ ñêîðîñòè. Òðåòüè ðàññìàòðèâàëè ïðèòÿæåíèå êàê ðåçóëüòàò êîëåáàíèé íåêîé óïðóãîé ñðåäû — ýôèðà. ×åòâåðòûå — ñðåäè íèõ áûë è ðóññêèé èíæåíåð ßðêîâñêèé, ñ êîòîðûì ìû åùå âñòðåòèìñÿ â ýòîé ãëàâå, — ïðåäñòàâëÿëè òÿãîòåíèå êàê äàâëåíèå ïîòîêîâ ýôèðíûõ ÷àñòèö. Ê íà÷àëó ÕÕ â. áûëî ñîçäàíî íåñêîëüêî âåñüìà ýëåãàíòíûõ òåîðèé òÿãîòåíèÿ, òàê ÷òî Àëüáåðòó Ýéíøòåéíó áûëî ñ êåì êîíêóðèðîâàòü. Íàïðèìåð, ìîëîäîé øâåéöàðñêèé ôèçèê Âàëüòåð Ðèòö, êñòàòè, îäíîêóðñíèê Ýéíøòåéíà ïî öþðèõñêîìó Ïîëèòåõó, ñîçäàë îðèãèíàëüíóþ òåîðèþ ãðàâèòàöèè, ïîõîæóþ íà ýëåêòðîäèíàìèêó è äàâàâøóþ ïî÷òè òå æå ðåçóëüòàòû, ÷òî è îáùàÿ òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè. Ê ñîæàëåíèþ, Ðèòö èìåë ñëàáîå çäîðîâüå è óìåð â 1909 ã. â âîçðàñòå 31 ãîäà. Ðàçâèòèÿ åãî òåîðèÿ íå ïîëó÷èëà, íî òîëüêî â 1960-å ãã. îíà áûëà ñäàíà â àðõèâû íàóêè êàê íå îïðàâäàâøàÿñÿ.  êîíöå 1915 ã. Ýéíøòåéí îïóáëèêîâàë ñâîþ òåîðèþ ãðàâèòàöèè, äàâ íà åå îñíîâå èñ÷åðïûâàþùåå îáúÿñíåíèå ñòðàííîãî äâèæåíèÿ Ìåðêóðèÿ, êîòîðîå â òî÷íîñòè ñîîòâåòñòâîâàëî íàáëþäåíèÿì. Îí ïðåäñêàçàë òàêæå åùå äâà íîâûõ ýôôåêòà: âî-ïåðâûõ, ëó÷è ñâåòà äîëæíû îòêëîíÿòüñÿ â ïîëå òÿãîòåíèÿ ìàññèâíûõ òåë, íàïðèìåð ÑîëíÌåðêóðèé è Ýéíøòåéí

197


öà, à âî-âòîðûõ, ëèíèè â ñïåêòðàõ êîìïàêòíûõ çâåçä, íàïðèìåð áåëûõ êàðëèêîâ, äîëæíû èñïûòûâàòü êðàñíîå ñìåùåíèå. Îáà ïðîãíîçà âñêîðå îïðàâäàëèñü. Ýòî óáåäèëî ìíîãèõ, ÷òî è ñ îñîáåííîñòÿìè äâèæåíèÿ Ìåðêóðèÿ áîëüøå íèêàêèõ ïðîáëåì íåò: òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè âñ¸ îáúÿñíèëà áåç ïðèâëå÷åíèÿ ãèïîòåçû î òàèíñòâåííîé ïëàíåòå Âóëêàí. Îäíàêî ñêåïòèêè âñåãäà áûëè è áóäóò: îïïîçèöèÿ òåîðèè Ýéíøòåéíà ñóùåñòâîâàëà â òå÷åíèå ìíîãèõ ëåò, äà è ïîíûíå íå èñ÷åçëà. À â ïðîøëîì âåêå àëüòåðíàòèâíûõ òåîðèé áûëî ìíîæåñòâî, è áîëüøèíñòâî èç íèõ àïåëëèðîâàëè ê àñòðîíîìè÷åñêèì ôàêòàì. Íàïðèìåð, àñòðîíîì Ãðîññìàí â 1921 ã. ñòàâèë âîïðîñ î ñòðîãîñòè ðàáîò Íüþêîìà. Îí ñ÷èòàë, ÷òî äåéñòâèòåëüíîå ñìåùåíèå ïåðèãåëèÿ Ìåðêóðèÿ çàêëþ÷åíî â ïðåäåëàõ îò 29² äî 38², ÷òî ñëèøêîì ìàëî äëÿ òåîðèè Ýéíøòåéíà. Äðóãèå ó÷åíûå, ñîãëàøàÿñü ñ ðåçóëüòàòàìè Íüþêîìà, ïûòàëèñü îáúÿñíèòü èõ âíå ðàìîê ðåëÿòèâèñòñêîé òåîðèè. Íàïðèìåð, ïðîôåññîð àñòðîíîìèè Êîëóìáèéñêîãî óíèâåðñèòåòà ×àðëüç Ëåéí Ïóð âåðèë â ýôôåêòèâíîñòü ãèïîòåçû Çåëèãåðà: «Ýéíøòåéí è åãî ïîñëåäîâàòåëè ïðèâîäèëè â äîêàçàòåëüñòâî ñâîåé ãèïîòåçû ïðèìåð äâèæåíèÿ ïëàíåò. Îäíàêî ôàêòû ýòîãî íå ïîäòâåðæäàþò — åãî ãèïîòåçû è ôîðìóëû íå ÿâëÿþòñÿ íè äîñòàòî÷íûìè, íè íåîáõîäèìûìè äëÿ îáúÿñíåíèÿ ðàñõîæäåíèé â ýòèõ äâèæåíèÿõ. Îíè íåäîñòàòî÷íû, ïîñêîëüêó îáúÿñíÿþò ëèøü åäèíñòâåííîå èç ìíîãèõ íàáëþäàåìûõ ðàñõîæäåíèé — ïåðèãåëèé Ìåðêóðèÿ; îíè íå íåîáõîäèìû, èáî âñå ýòè ðàñõîæäåíèÿ, âêëþ÷àÿ è ïåðèãåëèé Ìåðêóðèÿ, ìîæíî áåç òðóäà îáúÿñíèòü âëèÿíèåì — â ñîîòâåòñòâèè ñ çàêîíîì Íüþòîíà — ìàòåðèè, ñîñðåäîòî÷åííîé, êàê èçâåñòíî, â íåïîñðåäñòâåííîé îêðåñòíîñòè Ñîëíöà è ïëàíåò»1.  ñâîèõ ðàííèõ ðàáîòàõ Ïóð îòäàâàë ïðåäïî÷òåíèå «ìàòåðèàëüíîìó» îáúÿñíåíèþ àíîìàëèé â äâèæåíèè ïëàíåò. Çàòåì îí ïðèøåë ê ìûñëè î âîçìîæíîñòè îáúÿñíèòü êàæäóþ èç íèõ ñïåöèàëüíî ïîäîáðàííûì ðàñïðåäåëåíèåì âåùåñòâà.  ñâîåé êíèãå «Îòíîñèòåëüíîñòü ïðîòèâ ãðàâèòàöèè» (1922 ã.) îí äàæå ïûòàëñÿ îáúÿñíèòü îòêëîíåíèå ëó÷åé ñâåòà çâåçä èõ ïðåëîìëåíèåì â îêðóæàþùåì Ñîëíöå âåùåñòâå. Äî ñèõ ïîð ïðîäîëæàåòñÿ ïðèäèð÷èâàÿ ïðîâåðêà îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà, è ãèïîòåçû î Âóëêàíå è ïðî÷èõ «âîçìóòèòåëÿõ» Ìåðêóðèÿ ïîêà ëåæàò íà ïîëêå ó òåîðåòèêîâ: êòî çíàåò, íå ïîíàäîáÿòñÿ ëè îíè âíîâü. Âçÿòü õîòÿ áû ïðîáëåìó ñ ôîðìîé Ñîëíöà… Ñâîè ðàñ÷åòû Ýéíøòåéí ïðîäåëàë, ñ÷èòàÿ Ñîëíöå èäåàëüíûì øàðîì. Íî åñëè ïîëó÷åííîå Äèêêå çíà÷åíèå ñïëþñíóòîñòè Ñîëíöà 1

Ðîóçâåð Í. Ò. Ïåðèãåëèé Ìåðêóðèÿ. Îò Ëåâåðüå äî Ýéíøòåéíà. Ì.: Ìèð, 1985, ñ. 116.

198

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


âåðíî, òî òåîðèÿ Ýéíøòåéíà óæå íå òàê õîðîøî ñîãëàñóåòñÿ ñ íàáëþäàåìûì äâèæåíèåì Ìåðêóðèÿ. Íàä ýòîé ïðîáëåìîé ôèçèêè ðàáîòàþò äî ñèõ ïîð. À òåïåðü âåðíåìñÿ ê àñòðîíîìàì è èõ òåëåñêîïàì.

Èùåì Âóëêàí! êàçûâàåòñÿ, ìûñëü î ñóùåñòâîâàíèè ïëàíåòû ìåæäó Ñîëíöåì è Ìåðêóðèåì íîñèëàñü â âîçäóõå åùå äî òîãî, êàê Ëåâåðüå îáíàðóæèë íåîáúÿñíèìîå ñìåùåíèå ïåðèãåëèÿ Ìåðêóðèÿ. Ïåðâûé, êòî çàÿâèë, ÷òî îí îòêðûë ïëàíåòó ðÿäîì ñ Ñîëíöåì (ïðè÷åì íå îäíó, à ñðàçó íåñêîëüêî!), áûë íåìåöêèé ìàòåìàòèê è àñòðîíîì, ÷ëåí îðäåíà èåçóèòîâ, ïðîôåññîð Õðèñòîô Øåéíåð (1575–1650), ïðåïîäàâàâøèé òîãäà â Èíãîëüøòàäòå.  1611 ã., íåçàâèñèìî îò Ãàëèëåÿ è Èîãàííà Ôàáðèöèÿ, Øåéíåð îòêðûë ïÿòíà íà Ñîëíöå, íî, â îòëè÷èå îò êîëëåã, âíà÷àëå ñ÷èòàë èõ íåáîëüøèìè ïëàíåòàìè, îáðàùàþùèìèñÿ íà íåçíà÷èòåëüíîì óäàëåíèè îò ïîâåðõíîñòè Ñîëíöà. Íå ñîâñåì ïîíÿòíî, êàê ìîã îïûòíûé èññëåäîâàòåëü âïàñòü â òàêîå çàáëóæäåíèå. Ïîçæå Øåéíåð äåòàëüíî ïðîñëåäèò çà äâèæåíèåì ïÿòåí, îïðåäåëèò ïî íèì ïåðèîä âðàùåíèÿ Ñîëíöà è íàêëîí åãî îñè ê ýêëèïòèêå; îí ïåðâûì îáíàðóæèò ñîëíå÷íûå ôàêåëû, èçãîòîâèò òåëåñêîï íîâîé ñèñòåìû (ïî ñõåìå Êåïëåðà), îòêðîåò ìåõàíèçì àêêîìîäàöèè ãëàçà (èçìåíåíèå êðèâèçíû õðóñòàëèêà). Íî èñòîðèÿ ñ åãî «ïëàíåòàìè» âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ äëÿ ìåíÿ îñòàåòñÿ çàãàäêîé. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî ïðè÷èíîé ñòðàííîãî çàÿâëåíèÿ Øåéíåðà ñòàëî äàâëåíèå íà íåãî ñî ñòîðîíû ðóêîâîäñòâà îðäåíà. «Íà÷àëüñòâî ïðåäóïðåäèëî Øåéíåðà, ÷òîáû îí íå äîâåðÿë ñâîèì íàáëþäåíèÿì, ïîòîìó ÷òî î íèõ íè÷åãî íå ãîâîðèëîñü ó Àðèñòîòåëÿ. Òàêèì îáðàçîì, Øåéíåðó ïðèøëîñü îïóáëèêîâàòü ñâîþ ðàáîòó àíîíèìíî, è äëÿ òîãî, ÷òîáû íå âñòóïàòü â êîíôëèêò ñ Àðèñòîòåëåì, îí çàÿâèë, ÷òî ïÿòíà — ýòî âðàùàþùèåñÿ âîêðóã Ñîëíöà ìàëåíüêèå òåìíûå òåëà», — ïèøåò ãîëëàíäñêèé àñòðîíîì Àíòîíè Ïàííåêóê â ñâîåé «Èñòîðèè àñòðîíîìèè» (Ì.: Íàóêà, 1966, ñ. 248). Êðèòèêóÿ ïóáëèêàöèè Øåéíåðà, Ãàëèëåé äàæå íàïèñàë êíèãó «Èñòîðèÿ è äîêàçàòåëüñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ ñîëíå÷íûõ ïÿòåí» (1613 ã.), â êîòîðîé ðåçêî íàïàäàë íà ó÷åíèå Àðèñòîòåëÿ â öåëîì. Ê íåñ÷àñòüþ, ñïîð Ãàëèëåÿ ñ Øåéíåðîì îòíîñèòåëüíî ïðèðîäû ñîëíå÷íûõ ïÿòåí ïåðåøåë â ëè÷íóþ ññîðó èç-çà ïðàâ íà èõ îòêðûòèå — ññîðó, ñäåëàâøóþ Øåéíåðà çëåéøèì âðàãîì Ãàëèëåÿ è, áûòü ìîæåò, íåìàëî ñïîñîáñòâîâàâøóþ ðàçâèòèþ âðàæäåáíîãî îòíîøåíèÿ ê íåìó ñî ñòîðîíû èåçóèòîâ. Íåñîìíåííîå ïåðâåíñòâî Ãàëèëåÿ â îáëàñòè íîâûõ íàó÷-

Î

Èùåì Âóëêàí!

199


íûõ èäåé, íåóâàæåíèå, âûðàæåííîå èì ïî îòíîøåíèþ ê óñòàíîâëåííûì òðàäèöèåé àâòîðèòåòàì, è åäêèå íàñìåøêè, êîòîðûìè îí îñûïàë ñâîèõ îïïîíåíòîâ, ñîçäàëè åìó ìàññó âðàãîâ â íàó÷íûõ è ôèëîñîôñêèõ êðóãàõ, îñîáåííî ñðåäè ìíîãî÷èñëåííûõ ïðèâåðæåíöåâ Àðèñòîòåëÿ, õîòÿ, êàê Ãàëèëåé èì íåóñòàííî íàïîìèíàë, èõ ìåòîäû ìûøëåíèÿ è âûâîäû áûëè áû, âåðîÿòíî, îòâåðãíóòû âåëèêèì ãðå÷åñêèì ôèëîñîôîì, áóäü îí æèâ1. Êàê áû òî íè áûëî, èç íåñîñòîÿâøåãîñÿ îòêðûòèÿ Øåéíåðà ïðîðîñëè çåðíà èíòåðåñà ê ýòîé ïðîáëåìå: î âîçìîæíûõ ïëàíåòàõ ðÿäîì ñ Ñîëíöåì àñòðîíîìû íå çàáûâàëè. Íåìåöêèé àïòåêàðü è ëþáèòåëü àñòðîíîìèè Ãåíðèõ Øâàáå (1789–1875) ìíîãèå ãîäû íåóòîìèìî è òåðïåëèâî ïûòàëñÿ îáíàðóæèòü ãèïîòåòè÷åñêóþ ïëàíåòó âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ âî âðåìÿ åå ïðîõîæäåíèÿ ïî äèñêó Ñîëíöà. Äëÿ ýòîãî íà÷èíàÿ ñ 1826 ã. îí ñèñòåìàòè÷åñêè â òå÷åíèå 43 ëåò (!) çàðèñîâûâàë ðàñïîëîæåíèå ïÿòåí íà ñîëíå÷íîé ïîâåðõíîñòè, íàäåÿñü, ÷òî îäíèì èç íèõ îêàæåòñÿ íåóëîâèìàÿ ïëàíåòà. Ïðèìåðíî òî æå ñàìîå, ÷òî íàäåÿëñÿ óâèäåòü Øâàáå, íûíåøíèå ëþáèòåëè àñòðîíîìèè ìîãëè íàáëþäàòü 7 ìàÿ 2003 ã., êîãäà ïî äèñêó Ñîëíöà ïðîõîäèë Ìåðêóðèé, à òàêæå 8 èþíÿ 2004 ã., êîãäà íà ôîíå ñîëíå÷íîãî äèñêà ïðîøëà Âåíåðà (ðèñ. 4.23); ñëåäóþùåå åå ïðîõîæäåíèå ñîñòîèòñÿ 6 èþíÿ 2012 ã.  XIX â. Øâàáå òùåòíî âãëÿäûâàëñÿ ñ ïîìîùüþ òåëåñêîïà â ñîëíå÷íûé äèñê: îí íå íàøåë íà åãî ôîíå íîâóþ ïëàíåòó. Íî, ïîòåðïåâ â ñâîèõ ïîèñêàõ íåóäà÷ó, óïîðíûé àïòåêàðü âñå æå ñäåëàë âàæíîå îòêðûòèå: îáíàðóæèë âîçðàñòàíèå è óìåíüøåíèå êîëè÷åñòâà ñîëíå÷íûõ ïÿòåí ñ ïåðèîäîì â 11 ëåò. Àñòðîíîìû äî ñèõ ïîð ïîëüçóþòñÿ ýòèì íàäåæíûì ïðèçíàêîì èçìåíåíèÿ ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè. Âñêîðå ïîñëå òîãî, êàê Ëåâåðüå îïóáëèêîâàë ñâîþ ðàáîòó ñ ïðåäñêàçàíèåì íîâîé ïëàíåòû âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ, îí ïîëó÷èë ïèñüìî, àâòîð êîòîðîãî ñîîáùàë î íàáëþäàâøåìñÿ èì ïðîõîæäåíèè êàêîé-òî áëèçêîé ê Ñîëíöó ïëàíåòû ïî ñîëíå÷íîìó äèñêó. Íàáëþäàòåëåì áûë ñåëüñêèé âðà÷ è àñòðîíîì-ëþáèòåëü Ëåñêàðáî (Lescarbault E. M., 1814–1894). Ñâîå îòêðûòèå îí ñäåëàë 26 ìàðòà 1859 ã., ïî÷òè çà ãîä äî ïóáëèêàöèè Ëåâåðüå, ÷òî, âåðîÿòíî, ðàññòðîèëî âåëèêîãî òåîðåòèêà: ãîðàçäî ïðèÿòíåå, êîãäà òåîðåòè÷åñêèé ïðîãíîç ïðåäøåñòâóåò îòêðûòèþ. Íàâåñòèâ äîêòîðà Ëåñêàðáî â åãî äîìå â Îðæåðå (ê þãî-çàïàäó îò Ïàðèæà), Ëåâåðüå íàâåë ñïðàâêè è, óáåäèâøèñü â ÷åñòíîñòè âðà÷à-àñòðîíîìà è ïðèãîäíîñòè åãî íàáëþäàòåëüíîãî èíñòðóìåíòà, ðåøèë, ÷òî 1

Áåððè À. Êðàòêàÿ èñòîðèÿ àñòðîíîìèè. Ì.: Èçä. È. Ä. Ñûòèíà, 1904, ñ. 220.

200

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ðèñ. 4.23. Ïðîõîæäåíèå Âåíåðû ïî äèñêó Ñîëíöà 8 èþíÿ 2004 ã. Òåìíûé ñèëóýò ïëàíåòû âèäåí âáëèçè êðàÿ ñîëíå÷íîãî äèñêà. Ôîòî: Stefan Seip (Stuttgart, Germany)

íàéäåííûé îáúåêò è áûë íîâîé ïëàíåòîé — Âóëêàíîì. Íàçðåâàëà ñåíñàöèÿ; â íàó÷íîé ïå÷àòè ýòó íàõîäêó ñðàâíèâàëè ñ îòêðûòèåì Íåïòóíà. Íî âîñõèùåíèå ýòèì îòêðûòèåì ðàçäåëÿëè íå âñå.  1860 ã. ôðàíöóçñêèé àñòðîíîì Ëèå (E. Liais), ðàáîòàâøèé íàä ñîñòàâëåíèåì êàðòû ïîáåðåæüÿ Áðàçèëèè, ñîîáùèë, ÷òî íàáëþäàë Ñîëíöå îäíîâðåìåííî ñ Ëåñêàðáî, íî íå âèäåë íèêàêèõ ñëåäîâ Âóëêàíà. Ëèå äëèòåëüíîå âðåìÿ èçó÷àë ñîëíå÷íûé äèñê è ïîýòîìó ñ ïîëíîé óâåðåííîñòüþ óòâåðæäàë, ÷òî îáÿçàòåëüíî çàìåòèë áû Âóëêàí, åñëè áû òîò äåéñòâèòåëüíî ïåðåñåêàë äèñê Ñîëíöà. Ê òîìó æå Ëèå ïîëüçîâàëñÿ áîëåå ìîùíûì òåëåñêîïîì, ÷åì Ëåñêàðáî. Îäíèì ñëîâîì, Ëèå áûë òâåðäî óáåæäåí, ÷òî Ëåñêàðáî îøèáñÿ. Êðîìå òîãî, îí íå ñëèøêîì äîâåðÿë è ãèïîòåçå Ëåâåðüå. Îïèñûâàÿ îòêðûòèå â 1846 ã. íåìåöêèì àñòðîíîìîì Ãàëëå ïëàíåòû Íåïòóí, îí äîâîëüíî íåïðèÿçíåííî ïèøåò î Ëåâåðüå, òåîðåòè÷åñêè ïðåäñêàçàâøåì ïîëîæåíèå ýòîé íîâîé ïëàíåòû: «×åñòü îòêðûòèÿ ïðèíàäëåæèò Ãàëëå, à íå Ëåâåðüå, ïîäîáíî òîìó êàê ÷åñòü îòêðûòèÿ çàêîíà âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ ïðèíàäëåæèò Íüþòîíó, à íå ÿáëîêó». Âîçìîæíî, ó ÷èòàòåëÿ âîçíèê âîïðîñ: ïî÷åìó àñòðîíîìû ïðåäïî÷èòàëè èñêàòü Âóëêàí íå ðÿäîì ñ Ñîëíöåì, à íà ôîíå Ñîëíöà? Äåëî â òîì, ÷òî íà ôîíå ÿðêîé ïîâåðõíîñòè Ñîëíöà äèñê ïëàíåòû âûãëÿäèò Èùåì Âóëêàí!

201


î÷åíü êîíòðàñòíûì, àáñîëþòíî ÷åðíûì. À ðÿäîì ñ Ñîëíöåì áëåäíûé ñâåò ïëàíåòû òîíåò â ÿðêîì ñèÿíèè çåìíîãî íåáîñâîäà. Íî è òàêèå ïîèñêè Âóëêàíà, áåçóñëîâíî, ïðîâîäèëèñü. Îñîáåííî èíòåíñèâíûìè îíè ñòàëè ñ ïðèõîäîì â àñòðîíîìèþ ôîòîãðàôèè. Ëþáèòåëè àñòðîíîìèè çíàþò, ÷òî äàæå Ìåðêóðèé íàáëþäàòü íåïðîñòî, õîòÿ îí è îòõîäèò îò Ñîëíöà íà ðàññòîÿíèå îò 17° äî 28° Ðèñ. 4.24. Îêðåñòíîñòè Ñîëíöà, ñôîòîãðàôè- (ýòîò óãîë ìàêñèìàëüíîé ýëîíãàðîâàííûå ñ áîðòà êîñìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè öèè çàâèñèò îò âçàèìíîãî ðàñïîSOHO. Ñîëíöå â öåíòðå çàêðûòî êðóãëûì ýêðà- ëîæåíèÿ Çåìëè è îðáèòû Ìåðêóíîì. Ñëåâà ê Ñîëíöó ïðèáëèæàåòñÿ êîìåòà. ðèÿ, ïîñêîëüêó îíà èìååò äîâîëüíî áîëüøîé ýêñöåíòðèñèòåò). Åùå òðóäíåå íàáëþäàòü ïëàíåòó âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ. Ïðàêòè÷åñêè ýòî âîçìîæíî òîëüêî ïðè ïîëíûõ ñîëíå÷íûõ çàòìåíèÿõ. Âî âðåìÿ çàòìåíèé 1901, 1905 è 1908 ãã. àñòðîíîìû, ïûòàÿñü îáíàðóæèòü Âóëêàí, ôîòîãðàôèðîâàëè îêîëîñîëíå÷íûå ó÷àñòêè íåáà ðàçìåðàìè 15°´15° è 8°´25°. Íà ýòèõ ôîòîãðàôèÿõ èìåþòñÿ ñîòíè ñëàáûõ çâåçä (âïëîòü äî 10m), íî ïëàíåòû ñðåäè íèõ íåò. Ñ òîé ïîðû ïðîøåë âåê, íî ýêñïåðèìåíòàòîðû ïðîäîëæàþò ïîèñê è ïî-ïðåæíåìó íå î÷åíü-òî äîâåðÿþò òåîðåòèêàì. Êàçàëîñü áû, òåîðèÿ îòíîñèòåëüíîñòè Ýéíøòåéíà ïîëíîñòüþ îáúÿñíèëà ñòðàííîñòè â äâèæåíèè Ìåðêóðèÿ, íî, êàê ìû âèäèì, ó÷åíûå-ïðàêòèêè äî ñèõ ïîð ïûòàþòñÿ èçìåðèòü ñïëþñíóòîñòü Ñîëíöà è îáíàðóæèòü Âóëêàí.  èõ íàñòîé÷èâîñòè åñòü ñâîé ðåçîí: åñëè íå Âóëêàí, òî ÷òî-íèáóäü èíòåðåñíîå îíè îáÿçàòåëüíî íàéäóò. Óáåäèòåëüíûé òîìó ïðèìåð — ïîïûòêà èçó÷èòü ñîëíå÷íûå îêðåñòíîñòè ïðè ïîìîùè àâòîìàòè÷åñêîé îðáèòàëüíîé îáñåðâàòîðèè SOHO (Solar and Heliospheric Observatory), çàïóùåííîé â êîíöå 1995 ã. ñîâìåñòíûìè óñèëèÿìè NASA è Åâðîïåéñêîãî êîñìè÷åñêîãî àãåíòñòâà (ESA). Ýòîò àïïàðàò ðàáîòàåò â ðàéîíå òî÷êè Ëàãðàíæà L1 ñèñòåìû Ñîëíöå—Çåìëÿ (ñì. ðèñ. 4.19). Íà áîðòó ñïóòíèêà åñòü ñïåöèàëüíûé òåëåñêîï, â ôîêóñå êîòîðîãî îñîáàÿ çàñëîíêà çàêðûâàåò ÿðêèé äèñê Ñîëíöà, ÷òîáû îí íå ìåøàë îáîçðåâàòü îêðåñòíîñòè ñâåòèëà. Ïðè ïîìîùè ýòîãî èíñòðóìåíòà àñòðîíîìû ïûòàëèñü îáíàðóæèòü Âóëêàí; íå íàøëè, çàòî îòêðûëè ìíîæåñòâî ìåëêèõ êîìåò, êîòîðûå ðåãóëÿðíî ïðèáëèæàþòñÿ ê Ñîëíöó, îñòàâàÿñü íåçàìå÷åííûìè äëÿ íàçåìíûõ àñòðîíîìîâ (ðèñ. 4.24). 202

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Âóëêàíîèäû — ðîäñòâåííèêè Âóëêàíà åëåñêîïû SOHO íåñêîëüêî ëåò âãëÿäûâàëèñü â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà, è òåïåðü ìîæíî ïî÷òè îïðåäåëåííî ñêàçàòü, ÷òî êðóïíîé ïëàíåòû (äèàìåòðîì áîëåå 100 êì) âáëèçè Ñîëíöà íå ñóùåñòâóåò. Îäíàêî âñå ýòè ãîäû è òåîðåòèêè íå ñèäåëè áåç äåëà: îíè äîêàçàëè, ÷òî âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ ñóùåñòâóåò çîíà óñòîé÷èâîãî äâèæåíèÿ, ãäå ìîãëè áû ñîõðàíèòüñÿ íåáîëüøèå ôðàãìåíòû íåñôîðìèðîâàâøåéñÿ ïëàíåòû, ïîõîæèå íà àñòåðîèäû. Êñòàòè, â ñâîå âðåìÿ íåóòîìèìûé Áàáèíå è äëÿ íèõ ïðèäóìàë íàçâàíèå — öèêëîïû. Íî ñåãîäíÿ èõ ïî÷åìó-òî íàçûâàþò âóëêàíîèäàìè; âîò âåäü íå âåçåò áåäíîìó Áàáèíå! Íåáåñíûå ìåõàíèêè ðàññ÷èòàëè ïîëîæåíèå îáëàñòè óñòîé÷èâûõ îðáèò âáëèçè Ñîëíöà: âíåøíÿÿ ãðàíèöà «çîíû âóëêàíîèäîâ», çà êîòîðîé èõ æäóò ñèëüíûå âîçìóùåíèÿ îò áîëüøèõ ïëàíåò, óäàëåíà îò ñâåòèëà íà 0,21 à. å. Íàïîìíþ, ÷òî Çåìëÿ óäàëåíà îò Ñîëíöà íà 1 à. å., à Ìåðêóðèé — íà 0,39 à. å. Âíóòðåííÿÿ ãðàíèöà çîíû âóëêàíîèäîâ íàõîäèòñÿ íà ðàññòîÿíèè 0,07 à. å. îò Ñîëíöà. Îêàçûâàåòñÿ, ïîäëåòàòü áëèæå ê ñâåòèëó äëÿ íèõ îïàñíî: ïîä äàâëåíèåì ñîëíå÷íîãî ñâåòà îíè ìîãóò äîâîëüíî áûñòðî çàòîðìîçèòüñÿ è óïàñòü íà Ñîëíöå. Ïðåäâèæó óäèâëåíèå ÷èòàòåëÿ: äàâëåíèå ñîëíå÷íîãî ñâåòà íàïðàâëåíî îò Ñîëíöà, êàê æå îíî ìîæåò ïðèæèìàòü ïëàíåòó ê ñâåòèëó? Îò÷àñòè ýòî âåðíî: åñëè áû ïëàíåòà áûëà íåïîäâèæíà, òî äàâëåíèå íà íåå ñîëíå÷íûõ ëó÷åé äåéñòâîâàëî áû ñòðîãî ïðîòèâ ñèëû ïðèòÿæåíèÿ è ÷óòü-÷óòü áû åå îñëàáëÿëà. Íî äëÿ êðóïíîãî òåëà ýôôåêò ñâåòîâîãî äàâëåíèÿ áûë áû ñîâåðøåííî íåçàìåòíûì. Âñå ðàâíî êàê åñëè ïîä êðûøó àâòîáóñà ïîìåñòèòü íàäóòûé ãåëèåì øàðèê, êîòîðûé óìåíüøèò âåñ ìíîãîòîííîé ìàøèíû íà íåñêîëüêî ãðàììîâ, íî íå ñäâèíåò åå ñ ìåñòà. Èíîå äåëî, åñëè òå æå íåñêîëüêî ãðàììîâ áóäóò òÿíóòü àâòîìîáèëü âïåðåä: â ýòîì ñëó÷àå (íà ðîâíîé äîðîãå ïðè îòñóòñòâèè òðåíèÿ) ìàøèíà íà÷íåò äâèãàòüñÿ, ïîñòåïåííî óñêîðÿÿ ñâîé áåã. À åñëè àâòîìîáèëü óæå êàòèëñÿ ïî èíåðöèè, êàê ïëàíåòà ïî îðáèòå, òî äàæå ñëàáàÿ òîðìîçÿùàÿ ñèëà áóäåò çàìåäëÿòü åãî äâèæåíèå; â êîíöå êîíöîâ àâòîìîáèëü îñòàíîâèòñÿ. Íî ïëàíåòà íå ìîæåò îñòàíîâèòüñÿ íà îðáèòå — ïðè ýòîì îíà ïðîñòî óïàäåò íà Ñîëíöå. Ïðèìåð ñ àâòîìîáèëåì ÿ âûáðàë íå ñëó÷àéíî. Äàæå â áåçâåòðåííûé äåíü, äâèãàÿñü âïåðåä, àâòîìîáèëü èñïûòûâàåò ñîïðîòèâëåíèå âîçäóõà — âåòåð âñåãäà äóåò â ëèöî âîäèòåëþ. Ïðèìåðíî òàê æå âåäåò ñåáÿ ñîëíå÷íûé ñâåò: íà äâèæóùóþñÿ ïëàíåòó îí ïàäàåò íå òî÷íî îò Ñîëíöà, à ÷óòü-÷óòü ñïåðåäè. Ýòîò ýôôåêò íàçûâàþò àáåððàöèåé ñâå-

Ò

Âóëêàíîèäû — ðîäñòâåííèêè Âóëêàíà

203


òà è îáû÷íî îáúÿñíÿþò íà ïðèìåðå äîæäÿ: ïîêà ìû ñòîèì íåïîäâèæíî, äîæäü ëüåò ñâåðõó, à íà÷íåì áåæàòü — õëåùåò â ëèöî. Ëîáîâîå äàâëåíèå ñîëíå÷íûõ ëó÷åé íà êîñìè÷åñêèé îáúåêò íàçûâàþò ýôôåêòîì Ïîéíòèíãà—Ðîáåðòñîíà, ïîñêîëüêó âïåðâûå íà íåãî óêàçàë â 1903 ã. àíãëèéñêèé ôèçèê Äæîí Ãåíðè Ïîéíòèíã (1852–1914), à îêîí÷àòåëüíî ðàçúÿñíèë åãî â 1937 ã. àìåðèêàíñêèé ôèçèê Ã. Ï. Ðîáåðòñîí. Ýòîò ýôôåêò âñåãäà òîðìîçèò ïëàíåòó è ïðèáëèæàåò åå ê Ñîëíöó, ïðè÷åì äåëàåò ýòî òåì àêòèâíåå, ÷åì ìåíüøå ïëàíåòà. Ïîýòîìó ýôôåêò Ïîéíòèíãà–Ðîáåðòñîíà âàæåí äëÿ ñàìûõ ìåëêèõ âóëêàíîèäîâ, ðàçìåðîì íå áîëüøå áóëûæíèêà. À äëÿ êðóïíûõ âóëêàíîèäîâ, ðàçìåðîì âî ìíîãî ìåòðîâ è äàæå êèëîìåòðîâ, ãîðàçäî âàæíåå îêàçàëñÿ íåäàâíî îòêðûòûé ýôôåêò ëó÷åâîé îòäà÷è, èëè ýôôåêò ßðêîâñêîãî, òàêæå îáÿçàííûé ñâîèì ñóùåñòâîâàíèåì ñîëíå÷íîìó ñâåòó. Ñóùíîñòü åãî ñîñòîèò â òîì, ÷òî îñâåùåííàÿ Ñîëíöåì ïîâåðõíîñòü àñòåðîèäà íàãðåâàåòñÿ, à êîãäà âðàùåíèå óíîñèò åå â òåíü, èçëó÷àåò íàêîïëåííîå òåïëî â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå. Ïîòîê èçëó÷åíèÿ äåéñòâóåò êàê ðåàêòèâíûé äâèãàòåëü, è îòäà÷à íåìíîãî èçìåíÿåò îðáèòó àñòåðîèäà.  ïîñëåäíåå âðåìÿ, îñîáåííî â ñâÿçè ñ ïðîáëåìîé àñòåðîèäíîé îïàñíîñòè, ýòîò ýôôåêò îáñóæäàåòñÿ â íàó÷íîé ëèòåðàòóðå âñå ÷àùå. Î åãî ôèçè÷åñêèõ äåòàëÿõ ìû åùå ïîãîâîðèì, íî âîò âîïðîñ: êòî òàêîé ßðêîâñêèé? Ïî÷åìó î íåì íå óïîìèíàåò íè îäèí ñïðàâî÷íèê, ó÷åáíèê èëè ýíöèêëîïåäèÿ? Àâòîðû íàó÷íûõ ñòàòåé ïî-ðàçíîìó íàçûâàþò åãî èìÿ, ñïåöèàëüíîñòü è äàæå íàöèîíàëüíîñòü: «ïîëüñêèé ó÷åíûé», «ðóññêèé èíæåíåð»… Çàèíòåðåñîâàâøèñü, ÿ íàøåë òðóäû è æèçíåîïèñàíèå È. Î. ßðêîâñêîãî (1844–1902) è áûë î÷àðîâàí ëè÷íîñòüþ ýòîãî ñàìîáûòíîãî ÷åëîâåêà, òàëàíòëèâîãî èíæåíåðà è âäóì÷èâîãî åñòåñòâîèñïûòàòåëÿ. Íå âñå åãî èäåè âûäåðæàëè ïðîâåðêó âðåìåíåì. Íî äîñòàòî÷íî è òîãî, ÷òî àñòðîôèçè÷åñêàÿ èäåÿ, âûñêàçàííàÿ èíæåíåðîì-ïóòåéöåì â 1888 ã., ñïóñòÿ ñòîëåòèå îêàçàëàñü â àðñåíàëå ñîâðåìåííîé íàóêè. Ýòî äåëàåò åìó ÷åñòü è òðåáóåò ïîçíàêîìèòüñÿ ñ íèì ïîáëèæå.

Æèçíü è èäåè èíæåíåðà ßðêîâñêîãî âàí Îñèïîâè÷ ßðêîâñêèé ðîäèëñÿ 12 ìàÿ (24 ìàÿ ïî í. ñ.) 1844 ã. â Âèòåáñêîé ãóáåðíèè, â ìåñòå÷êå Îñâåé, íà áåðåãó îäíîèìåííîãî îçåðà (íûíå ã. Îñâåÿ íà áåðåãó Îñâåéñêîãî îçåðà ó ñåâåðíîé ãðàíèöû Áåëîðóññèè). Åãî îòåö, Îñèï ßíîâè÷, ñîñòîÿë äîìàøíèì âðà÷îì ó ãðàôà ßíà Øàäóðñêîãî, âëèÿòåëüíîãî çåìëåâëàäåëüöà. Èâàíó áûëî 3 ãîäà, êîãäà îí ïîòåðÿë îòöà. Åãî ìàòü, îñòàâøèñü áåç ñðåäñòâ, ïåðåñåëèëàñü â Ìîñêâó, ãäå ïîëó÷èëà ìåñòî ãóâåðíàíòêè ñ ïðàâîì äåðæàòü ïðè

È

204

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ñåáå ñûíà. Íà÷àëüíîå îáðàçîâàíèå Èâàí ïîëó÷èë â øêîëå ïðè êàòîëè÷åñêîé Ïåòðîïàâëîâñêîé öåðêâè â Ìîñêâå, à çàòåì áûë ïðèíÿò íà êàçåííûé ñ÷åò â Ìîñêîâñêèé Àëåêñàíäðèíñêèé ñèðîòñêèé êàäåòñêèé êîðïóñ. Ñ äåòñòâà Èâàí ïðîÿâëÿë ñïîñîáíîñòè ê ìàòåìàòèêå è ìåõàíèêå. Åùå â êàäåòñêîì êîðïóñå îí èçîáðåë äàëüíîìåð, çà ÷òî ïîëó÷èë îò âåëèêîãî êíÿçÿ Ìèõàèëà Íèêîëàåâè÷à çîëîòûå ÷àñû. Ïî îêîí÷àíèè Êîðïóñà â 1862 ã. ßðêîâñêèé áûë âûïóùåí ïðàïîðùèêîì àðòèëëåðèè íà Êàâêàç, ãäå ïðîñëóæèë Ðèñ. 4.25. È. Î. ßðêîâñêèé. øåñòü ëåò. Àòìîñôåðó âîèíñêîé ñëóæáû îí õàðàêòåðèçîâàë òàê: «Ñðåäà áûëà èíòåëëèãåíòíàÿ, âñåõ èíòåðåñîâàëà ëèòåðàòóðà, ìíîãî ÷èòàëè». Òåì íå ìåíåå òàêàÿ æèçíü íå ìîãëà óäîâëåòâîðèòü ïûòëèâûé óì Èâàíà Îñèïîâè÷à; îí ñòðàñòíî æåëàë ïðîäîëæèòü ñâîå îáðàçîâàíèå è õëîïîòàë î ïîñòóïëåíèè â Âîåííî-èíæåíåðíóþ àêàäåìèþ. Íî îñòàâëÿòü âîåííóþ ñëóæáó ìîëîäîìó îôèöåðó íå õîòåëîñü: çà øåñòü ëåò îí ïðèâûê ê èçâåñòíîìó ïîëîæåíèþ, ê âïîëíå îáåñïå÷åííîé è ñàìîñòîÿòåëüíîé æèçíè. Îäíàêî õëîïîòû óñïåõîì íå óâåí÷àëèñü. Ïîëó÷èâ îòêàç, ßðêîâñêèé ðåøàåòñÿ áðîñèòü âñå è ïûòàåòñÿ ñîáñòâåííûìè ñèëàìè ïðîáèòü ñåáå äîðîãó: åäåò â Ïåòåðáóðã è ïîñòóïàåò â Òåõíîëîãè÷åñêèé èíñòèòóò. Îñòàâøèñü áåç ñðåäñòâ, îí òîðîïèòñÿ ñ îêîí÷àíèåì èíñòèòóòà è ïîñòóïàåò íà âòîðîé êóðñ ìåõàíè÷åñêîãî îòäåëåíèÿ. Çà âðåìÿ ó÷åáû ïåðåáèâàåòñÿ ñëó÷àéíûìè çàðàáîòêàìè, âðîäå èçãîòîâëåíèÿ ïðîåêòîâ, à òàêæå èçäàåò òàáëèöó óìíîæåíèÿ äî 1000, êîòîðàÿ â òî âðåìÿ, ïðè îòñóòñòâèè ñ÷åòíûõ ëèíååê è ìåõàíè÷åñêèõ ïðèáîðîâ, ïðåäñòàâëÿëà íåìàëîå óäîáñòâî ïðè âû÷èñëåíèÿõ. Âåñíîé 1869 ã. ßðêîâñêèé áëåñòÿùå ñäàåò âñå ýêçàìåíû ïåðâîãî è ÷àñòü âòîðîãî êóðñà, à îñåíüþ òîãî æå ãîäà — îñòàëüíûå ýêçàìåíû âòîðîãî êóðñà è çà âåñü òðåòèé êóðñ, òàê ÷òî ê íà÷àëó ó÷åáíîãî ãîäà îí ñòàíîâèòñÿ óæå ñòèïåíäèàòîì ÷åòâåðòîãî êóðñà.  1870 ã. îí êîí÷àåò Èíñòèòóò òåõíîëîãîì 1-ãî ðàçðÿäà è ñðàçó æå ïî ïîðó÷åíèþ ÷àñòíîé ôèðìû åäåò â Áåðëèí äëÿ çíàêîìñòâà ñ ìàøèíîñòðîèòåëüíûìè çàâîäàìè. Îñåíüþ 1870 ã. îí ïîñòóïàåò íà Êèåâî-Áðåñòñêóþ æåëåçíóþ äîðîãó îáåð-ìàøèíèñòîì, à çàòåì íà÷àëüíèêîì äåïî â Êàçàòèí.  1872 ã. ßðêîâñêèé âîçâðàùàåòñÿ â Ïåòåðáóðã, ãäå â ìàå çàùèùàåò äèññåðòàöèþ «Ïðîåêò ìàøèíû äëÿ âîäîñíàáæåíèÿ…», çà ÷òî ïîëó÷àåò çâàíèå èíæåíåðà-òåõíîëîãà è êîìàíäèðîâêó çà ãðàíèöó íà ãîä äëÿ Æèçíü è èäåè èíæåíåðà ßðêîâñêîãî

205


çíàêîìñòâà ñ ìåõàíè÷åñêèìè çàâîäàìè Ãåðìàíèè, Áåëüãèè è Ôðàí öèè.  èþëå 1872 ã. ßðêîâñêèé æåíèòñÿ è âìåñòå ñ æåíîé óåçæàåò çà ãðàíèöó.  1873 ã. Èâàí Îñèïîâè÷ âîçâðàùàåòñÿ â Ïåòåðáóðã, ãîòîâèò äëÿ «Æóðíàëà Ìèíèñòåðñòâà ïóòåé ñîîáùåíèÿ» îò÷åò î ñâîåé ïîåçäêå è ïîñòóïàåò íà Ìîñêîâñêî-Áðåñòñêóþ æåëåçíóþ äîðîãó: ñïåðâà â Ìèíñê íà äîëæíîñòü ñáîðíîãî ìàñòåðà, çàòåì â Ñìîëåíñê íà÷àëüíèêîì äåïî, íàêîíåö, â 1876 ã. â Ìîñêâó íà÷àëüíèêîì âàãîííûõ ìàñòåðñêèõ, à çàòåì íà÷àëüíèêîì âñåõ ìàñòåðñêèõ.  Ìîñêâå îí ïðîñëóæèë îêîëî 20 ëåò, âûïîëíèâ çà ýòî âðåìÿ ìíîãî òåõíè÷åñêèõ è èññëåäîâàòåëüñêèõ ðàáîò. Îí óñòðàèâàåò îñîáûå ïå÷è äëÿ ñæèãàíèÿ íå÷èñòîò, ââîäèò íåôòÿíîå îòîïëåíèå äëÿ ñâàðî÷íîé ïå÷è è ðàçðàáàòûâàåò ïàðîîáðàçîâàòåëü îðèãèíàëüíîé ñèñòåìû. Äëÿ ñðàâíåíèÿ ñìàçî÷íûõ ìàñåë ñòðîèò ïðèáîð, íà êîòîðîì ïîïóòíî ïðîèçâîäèò îïûòû íàä ñîïðîòèâëåíèåì âîçäóõà äâèæåíèþ êðûëüåâ (ðàáîòà íàïå÷àòàíà â «Òðóäàõ îòäåëåíèÿ ôèçè÷åñêèõ íàóê Èìïåðàòîðñêîãî îáùåñòâà ëþáèòåëåé åñòåñòâîçíàíèÿ»). Ïðèíèìàÿ àêòèâíîå ó÷àñòèå â ðàáîòå Ìîñêîâñêîãî îòäåëåíèÿ Èìïåðàòîðñêîãî ðóññêîãî òåõíè÷åñêîãî îáùåñòâà, îí äåëàåò ìíîãî èíòåðåñíûõ äîêëàäîâ è èçáèðàåòñÿ ïðåäñåäàòåëåì ìåõàíè÷åñêîé ãðóïïû.  1893 ã., âî âðåìÿ ïóòåøåñòâèÿ â Àìåðèêó íà âûñòàâêó â ×èêàãî, ßðêîâñêèé ïåðåíåñ â îêåàíå íåñêîëüêî ñèëüíûõ áóðü. Ïðè âèäå ãðîìàäíûõ âîëí îí çàäàëñÿ ìûñëüþ èñïîëüçîâàòü èõ ýíåðãèþ äëÿ äâèæåíèÿ ïàðîõîäà è, âåðíóâøèñü èç ïóòåøåñòâèÿ, èçãîòîâèë ìîäåëü òàêîãî «âîëíîõîäà», õîðîøî ïîÿñíÿþùóþ ïîëåçíîå äåéñòâèå âîëí. Êðîìå òîãî, îí ïðåäïîëàãàë âîñïîëüçîâàòüñÿ ïîäîáíûì óñòðîéñòâîì, óêðåïëåííûì íà ÿêîðå, äëÿ âûðàáîòêè ýëåêòðîýíåðãèè. Èç ïîçäíåéøèõ èçîáðåòåíèé ßðêîâñêîãî èíòåðåñíà åãî îðèãèíàëüíàÿ ðîòàöèîííàÿ ïàðîâàÿ ìàøèíà, êîòîðàÿ áûëà çàïàòåíòîâàíà. Ìíîãî âíèìàíèÿ Èâàí Îñèïîâè÷ óäåëÿë è âîçäóõîïëàâàíèþ; êðîìå óïîìÿíóòûõ óæå îïûòîâ íàä ñîïðîòèâëåíèåì âîçäóõà, îí ðàçðàáîòàë ïîäðîáíûé ïëàí è ïðîåêò èñïûòàòåëüíîé ñòàíöèè äëÿ èçó÷åíèÿ ïîäúåìíûõ âèíòîâ. Íå äîâîëüñòâóÿñü ëèøü òåõíè÷åñêîé äåÿòåëüíîñòüþ, ßðêîâñêèé ïîñâÿùàë ñâîé äîñóã íàó÷íûì âîïðîñàì.  1887 ã. îí ñîçäàë «êèíåòè÷åñêóþ ãèïîòåçó âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ» è ÷åðåç ãîä îïóáëèêîâàë åå.  ýòîé ðàáîòå òÿãîòåíèþ äàåòñÿ ÷èñòî ìåõàíè÷åñêîå òîëêîâàíèå: ßðêîâñêèé ïîëàãàë, ÷òî ãðàâèòàöèîííîå óñêîðåíèå òåë ñâÿçàíî ñ äàâëåíèåì íà íèõ õàîòè÷åñêè äâèæóùèõñÿ ÷àñòèö ýôèðà. Âñåì ïðî÷èì ôèçè÷åñêèì ÿâëåíèÿì îí òàêæå äàåò ÷èñòî «êèíåòè÷åñêîå» îáúÿñíåíèå. Íàïîìíþ, ÷òî ýôèðîì â òî âðåìÿ íàçûâàëè ãèïîòåòè÷åñêóþ ñðåäó, ïåðåíîñÿùóþ ñâåòîâûå êîëåáàíèÿ.  òîì, ÷òî ñâåò — ýòî êîëåáàòåëü206

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


íûé ïðîöåññ, ñîìíåíèé íè ó êîãî óæå íå áûëî, íî òðóäíî áûëî ïîíÿòü, êàêàÿ èìåííî ñðåäà ïåðåíîñèò ýòè êîëåáàíèÿ. Óñëîâíî åå íàçûâàëè ýôèðîì, íî î åãî ïðèðîäå èìåëèñü ñàìûå ðàçíûå ñóæäåíèÿ. ßðêîâñêèé ïðåäñòàâëÿë ýôèð êàê âïîëíå ìàòåðèàëüíûé ãàç èç ìèêðîñêîïè÷åñêèõ òâåðäûõ ÷àñòèö. Àòîìû æå õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ îí ñ÷èòàë çíà÷èòåëüíî áîëåå êðóïíûìè àãðåãàòàìè ýôèðíûõ ÷àñòèö. Ïî ìûñëè ßðêîâñêîãî, êàæäîå ôèçè÷åñêîå òåëî ïîñòîÿííî ïîãëîùàåò ÷àñòèöû ýôèðà, êîòîðûå âíóòðè íåãî îáúåäèíÿþòñÿ â õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû, óâåëè÷èâàÿ òåì ñàìûì ìàññó òåëà — çà ñ÷åò ýòîãî çâåçäû è ïëàíåòû ðàñòóò. À ãðàâèòàöèÿ, êàê ëåãêî ïîíÿòü, ñâîäèòñÿ ê ïðîñòîìó ýôôåêòó ýêðàíèðîâàíèÿ: ïðèñóòñòâèå ðÿäîì ñ âàìè ìàññèâíîãî òåëà, ïîãëîùàþùåãî ïîòîê ýôèðíûõ ÷àñòèö, âûçûâàåò àñèììåòðèþ äåéñòâóþùåãî íà âàñ «ýôèðíîãî äàâëåíèÿ», ÷òî è ïðîÿâëÿåòñÿ êàê ïðèòÿæåíèå ê ýêðàíèðóþùåìó òåëó. ßðêîâñêèé ñîçíàâàë, ÷òî åãî ãèïîòåçà áëàãîäàðÿ åå íîâèçíå, èëè, êàê îí ëþáèë âûðàæàòüñÿ, «åðåòè÷íîñòè» â îòíîøåíèè îáùåïðèíÿòûõ ïîëîæåíèé â íàóêå, âûçîâåò ìàññó âîçðàæåíèé. Áóäó÷è ÷åëîâåêîì îñíîâàòåëüíûì è ïðåäàííûì íàóêå, îí îòíþäü íå æåëàë ÿâèòü ìèðó ñûðîé ìàòåðèàë è íàâñåãäà îñòàòüñÿ â ïîçå íåïðèçíàííîãî ãåíèÿ. Íàïðîòèâ, îí æåëàë ïîëó÷èòü êðèòè÷åñêèå îòçûâû ó÷åíûõ, ÷òîáû èìåòü âîçìîæíîñòü ïîëíåå ðàçðàáîòàòü ãèïîòåçó, ïðåæäå ÷åì âûíîñèòü åå íà øèðîêóþ àóäèòîðèþ. Ïîýòîìó îí èçäàåò ñâîþ ðàáîòó íà ôðàíöóçñêîì ÿçûêå, íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííîì â íàóêå òåõ ëåò, è íå ïóñêàåò åå â ïðîäàæó, à ðàññûëàåò ïåðñîíàëüíî ó÷åíûì ðàçíûõ ñòðàí. Ïðåäèñëîâèå ê ýòîìó èçäàíèþ íà÷èíàåòñÿ òàê: «Â ðóêàõ âàøèõ, ÷èòàòåëü, êíèãà, êîòîðàÿ, âåðîÿòíî, âîçáóäèò â âàñ íåäîâåðèå. Èìÿ àâòîðà âàì íåèçâåñòíî, à â çàãîëîâêå âû íàõîäèòå ñâÿçàííûìè äâå âåùè, ìåæäó êîòîðûìè, ÿ óâåðåí, âû íå óñìàòðèâàåòå íèêàêîé âçàèìîñâÿçè.  ñàìîì äåëå, ÷òî ìîæåò áûòü îáùåãî ìåæäó âñåìèðíûì òÿãîòåíèåì è îáðàçîâàíèåì õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ». Äàëåå ñëåäóåò ïðîñüáà âîîðóæèòüñÿ òåðïåíèåì è ïðî÷åñòü ýòó êíèãó ðàíåå, ÷åì áóäåò ïðîèçíåñåí ïðèãîâîð. Çàâåðøàåòñÿ ïðåäèñëîâèå ñêðîìíî: «Åñëè ÿ áóäó íàñòîëüêî ñ÷àñòëèâ, ÷òî ìîþ êíèãó ïðî÷òóò, ÷òî îíà âîçáóäèò ïðåíèÿ, äàæå åñëè áû ìîè èäåè è áûëè îïðîâåðãíóòû, òî è òîãäà ìîè ñòàðàíèÿ íå îêàæóòñÿ íàïðàñíûìè, ìîå âðåìÿ íå áóäåò ïîòðà÷åíî áåñöåëüíî, òàê êàê äëÿ äîêàçàòåëüñòâà, ÷òî ÿ íåïðàâ, íåîáõîäèìî áóäåò ðàáîòàòü â òîì íàïðàâëåíèè, êîòîðîå äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè áûëî çàáðîøåíî, è òàêèì îáðàçîì íàó÷íûì èññëåäîâàíèÿì äàí áóäåò íîâûé òîë÷îê». Ïîëó÷èâ îòâåòû è îòçûâû íà êíèãó, Èâàí Îñèïîâè÷ çàêàí÷èâàåò ðàçðàáîòêó ñâîåé èäåè è ÷åðåç ãîä èçäàåò óæå áîëåå îáøèðíûé è ïîëíûé Æèçíü è èäåè èíæåíåðà ßðêîâñêîãî

207


òðóä ïî-ðóññêè ïîä çàãëàâèåì «Âñåìèðíîå òÿãîòåíèå êàê ñëåäñòâèå îáðàçîâàíèÿ âåñîìîé ìàòåðèè âíóòðè íåáåñíûõ òåë. Êèíåòè÷åñêàÿ ãèïîòåçà» (Ì., 1889). Çàòåì ñëåäóåò åùå ðÿä ðàáîò ñ ðàçâèòèåì ãèïîòåçû. Ïîñëåäíèé åãî ïðèæèçíåííûé òðóä — áðîøþðà «Ïëîòíîñòü ñâåòîâîãî ýôèðà è îêàçûâàåìîå èì ñîïðîòèâëåíèå äâèæåíèþ» (Áðÿíñê, 1901). Êàçàëîñü áû, «íå ïî ÷èíó» èíæåíåðó-ïóòåéöó ïóáëè÷íî âûñêàçûâàòüñÿ ïî ïðîáëåìàì ôóíäàìåíòàëüíîé íàóêè. Îäíàêî ßðêîâñêèé âî ìíîãèõ âîïðîñàõ ôèçèêè è õèìèè äåìîíñòðèðóåò ãëóáîêèå çíàÐèñ. 4.26. Òèòóëüíûé ëèñò âòîðîãî íèÿ è ïîðàçèòåëüíóþ èíòóèöèþ. (ïîñìåðòíîãî) èçäàíèÿ êíèãè ßðêîâñêîãî. Íàïðèìåð, îí áûë ïîñëåäîâàòåëüíûì çàùèòíèêîì èäåè ñëîæíîãî ñòðîåíèÿ àòîìà, ïîëåìèçèðóÿ â ýòîì âîïðîñå ñ ñàìèì Ä. È. Ìåíäåëååâûì, òîãäà óæå çíàìåíèòûì àâòîðîì ïåðèîäè÷åñêîãî çàêîíà. Êàê èçâåñòíî, èäåþ ñòðîåíèÿ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ èç åùå áîëåå ôóíäàìåíòàëüíûõ ÷àñòèö Ìåíäåëååâ íàçûâàë «óòîïèåé». Ñòðåìÿñü îáúÿñíèòü ñêà÷êîîáðàçíûé õàðàêòåð èçìåíåíèÿ àòîìíûõ ìàññ, ßðêîâñêèé ïîëàãàåò, ÷òî àòîìû ñîñòîÿò èç áîëåå ìåëêèõ äèñêðåòíûõ ÷àñòèö ìàòåðèè («Ðàçâå â ýòîì íå âèäíà ïðè÷èíà ïåðèîäè÷íîñòè?» — ïèøåò îí), è çàìå÷àåò: «ß âûíóæäåí ïðèíÿòü íà ñåáÿ ñòðàííóþ ðîëü — èìåííî çàùèùàòü ïåðèîäè÷åñêèé çàêîí îò íåñïðàâåäëèâûõ íàïàäîê åãî òâîðöà, ñòàðàþùåãîñÿ ñóçèòü åãî çíà÷åíèå». Èäÿ äàëåå, ßðêîâñêèé ïîääåðæèâàåò èäåþ ïðåâðàùåíèÿ ýëåìåíòîâ. Îí ñ îäîáðåíèåì öèòèðóåò ëåêöèþ Â. Êðóêñà «Î ïðîèñõîæäåíèè õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ» (ïåð. ïîä ðåä. À. Ã. Ñòîëåòîâà. Ì., 1886): «Èäåþ î ãåíåçèñå ýëåìåíòîâ âåñüìà âàæíî äåðæàòü â óìå: îíà äàåò íåêîòîðóþ ôîðìó íàøèì âîççðåíèÿì è ïðèó÷àåò óì èñêàòü ôèçè÷åñêîé ïðè÷èíû ïðîèñõîæäåíèÿ àòîìîâ. Åùå âàæíåå ïðè ýòîì èìåòü â âèäó âåëèêóþ âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî ñóùåñòâóþò â ïðèðîäå òàêèå ëàáîðàòîðèè, ãäå àòîìû ôîðìèðóþòñÿ, è òàêèå, ãäå îíè ïåðåñòàþò áûòü». Ýòó äîãàäêó ßðêîâñêèé îáúåäèíÿåò ñî ñâîåé ãèïîòåçîé: «Âåëèêàÿ ëàáîðàòîðèÿ, î êîòîðîé ãîâîðèò Êðóêñ, åñòü âñÿêîå òåëî áîëüøèõ ðàçìåðîâ, ïëàâàþùåå â ìèðîâîì ïðîñòðàíñòâå.  íåì ýëåìåíòû îáðàçóþòñÿ èç ýôèðà». 208

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ó ñîâðåìåííîãî àñòðîíîìà ýòè ñëîâà âûçûâàþò àññîöèàöèþ ñ ìàññèâíûìè çâåçäàìè, ñî ñâåðõíîâûìè… À «ýôèð»? Íó ÷òî æå, ñåãîäíÿ òåîðåòèêè «äåëàþò» Âñåëåííóþ èç âaêóóìà, èç êâèíòýññåíöèè, èç ñòðóí… Îäíàêî âåðíåìñÿ ê ðàáîòàì ßðêîâñêîãî. Ãëàâíîé ñâîåé èäååé îí ñ÷èòàë êèíåòè÷åñêóþ ãèïîòåçó ãðà- Ðèñ. 4.27. Ãðàâèòîñêîï ßðêîâñêîãî — ïðóæèííûé ïðèáîð äëÿ èçìåðåíèÿ ñèëû òÿâèòàöèè. Îäíèì èç åå ñëåäñòâèé æåñòè. áûë ýôôåêò ÷àñòè÷íîãî ýêðàíèðîâàíèÿ òÿãîòåíèÿ: âçàèìíîå ïðèòÿæåíèå äâóõ òåë äîëæíî áûëî îñëàáëÿòüñÿ, åñëè ìåæäó íèìè ðàñïîëàãàëîñü òðåòüå òåëî. Ïûòàÿñü ïðîâåðèòü ýòî îïûòíûì ïóòåì, Èâàí Îñèïîâè÷ ñîçäàë ÷óâñòâèòåëüíûé èçìåðèòåëü ñèëû òÿæåñòè — ãðàâèòîñêîï — è â ïðîäîëæåíèå íåñêîëüêèõ ëåò åæåäíåâíî ïî 5–6 ðàç â äåíü ïðîâîäèë ñ íèì èçìåðåíèÿ, ïûòàëñÿ îáíàðóæèòü ýôôåêò, ñâÿçàííûé ñ ñóòî÷íûì è ãîäè÷íûì äâèæåíèåì Çåìëè, èãðàþùåé ðîëü ýêðàíà äëÿ íàáëþäàòåëÿ íà åå ïîâåðõíîñòè. Ïðè ýòîì îí ñòàðàëñÿ ó÷åñòü âëèÿíèå èíûõ ïðè÷èí: âìåñòå ñ ïîêàçàíèÿìè ïðèáîðà îí ôèêñèðîâàë òåìïåðàòóðó è äàâëåíèå âîçäóõà. Çàìåòèâ ðåãóëÿðíûå âàðèàöèè ñèëû òÿæåñòè, ßðêîâñêèé ðåøèë, ÷òî ýôôåêò ýêðàíèðîâàíèÿ îáíàðóæåí, íî ñ âûâîäàìè íå ñïåøèë: «Äëÿ ìåíÿ ëè÷íî îïûòû ìîè áûëè âïîëíå óáåäèòåëüíû è íå îñòàâèëè âî ìíå íè ìàëåéøåãî ñîìíåíèÿ â òîì, ÷òî ñèëà òÿæåñòè íå ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ÷åãî-ëèáî ïîñòîÿííîãî; íî äëÿ òîãî, ÷òîáû ïîäîáíîå ñóæäåíèå áûëî ïðèíÿòî íàóêîé, íóæíû, êîíå÷íî, íîâûå, áîëåå òî÷íî îáñòàâëåííûå îïûòû, ïðèòîì íå îäíîãî ÷åëîâåêà, à íåñêîëüêèõ êîìïåòåíòíûõ ëèö, è ñ áîëåå òî÷íûìè ïðèáîðàìè. ß áóäó âïîëíå âîçíàãðàæäåí, åñëè ìîå íàñòîÿùåå çàÿâëåíèå ïîáóäèò ê ïðîèçâîäñòâó ýòèõ îïûòîâ». È ïîáóäèëî: òàêèå îïûòû ïðîâîäèëèñü âåñü ÕÕ âåê êàê ïðîôåññèîíàëüíûìè ó÷åíûìè, òàê è ëþáèòåëÿìè íàóêè. Ìû íå áóäåì çäåñü äåòàëüíî îáñóæäàòü òåîðèþ ãðàâèòàöèè ßðêîâñêîãî. Ñêàæåì òîëüêî, ÷òî îíà îòíîñèòñÿ ê òåì ìåõàíèñòè÷åñêèì ìîäåëÿì òÿãîòåíèÿ, êîòîðûå áûëè ïîðîæäåíû â XIX â. óñïåõàìè êèíåòè÷åñêîé òåîðèè ãàçîâ. Íà îïðåäåëåííîì ýòàïå ýòè ìîäåëè áûëè âåñüìà ïîïóëÿðíû, â èõ ðàçðàáîòêå ïðèíèìàëè ó÷àñòèå êîðèôåè òåîðåòè÷åñêîé ôèçèêè — Ìàêñâåëë, Ïóàíêàðå è äð. Óïîðíûå ïîïûòêè ñîçäàòü íà ñìåíó ôåíîìåíîëîãè÷åñêîé ìîäåëè Íüþòîíà áîëåå íàãëÿäíóþ «ôèçè÷åñêóþ» ìîäåëü ãðàâèòàöèè ïðîäîëæàëèñü åùå â íà÷àëå XX â. Íàïðèìåð, êðóïíåéøèé íèäåðëàíäñêèé ôèçèê Õåíäðèê Ëîðåíö (1853–1928) Æèçíü è èäåè èíæåíåðà ßðêîâñêîãî

209


â ñòàòüå «Ðàçìûøëåíèÿ î òÿãîòåíèè» (1900 ã.) ðàññìàòðèâàë ïðàêòè÷åñêè òîò æå ìåõàíèçì ýêðàíèðîâàíèÿ, ÷òî è ßðêîâñêèé, íî êàê èñòî÷íèê äàâëåíèÿ ïðåäïîëàãàë íå ÷àñòèöû ýôèðà, à öóãè ýëåêòðîìàãíèòíûõ âîëí, ðàâíîìåðíî çàïîëíÿþùèõ ïðîñòðàíñòâî. Íî â êîíöå êîí öîâ èñòîðèÿ ôèçèêè çàôèêñèðîâàëà ýòî íàïðàâëåíèå êàê òóïèêîâîå, è ïðîôåññèîíàëüíûå ôèçèêè áîëåå ê íåìó íå îáðàùàëèñü. Òåì íå ìåíåå, õîòÿ ìåõàíèñòè÷åñêàÿ òåîðèÿ ãðàâèòàöèè íå ïîëó÷èëà ðàçâèòèÿ, èìÿ ßðêîâñêîãî íå êàíóëî â Ëåòó. Ðàññìàòðèâàÿ ñëåäñòâèÿ ñâîåé èäåè î ãðàâèòàöèè, îí ïðèøåë ê ïî-íàñòîÿùåìó îðèãèíàëüíîé èäåå, êîòîðàÿ îêàçàëàñü ïðàêòè÷åñêè çàáûòà íà åãî ðîäèíå, íî íàì î íåé íàïîìíèëè èç-çà ðóáåæà. Ðå÷ü èäåò î òàê íàçûâàåìîì ýôôåêòå ßðêîâñêîãî. Ñàì Èâàí Îñèïîâè÷ ïðèøåë ê ýòîé èäåå â ïîèñêàõ îòâåòà íà âîïðîñ, ïî÷åìó äâèæåíèå ïëàíåò íå òîðìîçèòñÿ ñîïðîòèâëåíèåì ýôèðà. Ñàìî ñóùåñòâîâàíèå ñâåòîíîñíîãî ýôèðà îí íå ïîäâåðãàë ñîìíåíèþ, êàê è áîëüøèíñòâî ôèçèêîâ òîé ýïîõè. Íî, êàê ÷åëîâåê òåõíè÷åñêîãî ñêëàäà óìà, îí íå ðàçäåëÿë òî÷êó çðåíèÿ ñòîðîííèêîâ íåìàòåðèàëüíîé ñðåäû, ïåðåíîñÿùåé ñâåò è ïðè ýòîì íå ó÷àñòâóþùåé â ìåõàíè÷åñêèõ âçàèìîäåéñòâèÿõ. ßðêîâñêèé ñ÷èòàë ýôèð òîíêîé, íî âïîëíå îùóòèìîé ñðåäîé, ñîñòîÿùåé èç ìèêðîñêîïè÷åñêèõ ÷àñòèö è òîðìîçÿùåé äâèæåíèå ïîãðóæåííûõ â íåå òåë: «Åñëè ýôèð åñòü ìàòåðèàëüíûé ãàç, òî êàê áû îí íè áûë óïðóã è òîíîê, âñå æå îí äîëæåí îêàçûâàòü èçâåñòíîå ñîïðîòèâëåíèå äâèæåíèþ… Ìåæäó òåì îäíà èç òî÷íåéøèõ íàóê, àñòðîíîìèÿ, äîêàçûâàåò íàì íåîïðîâåðæèìî, ÷òî ïîäîáíîãî çàìåäëåíèÿ â äâèæåíèè íåáåñíûõ òåë ñîâåðøåííî íå çàìå÷àåòñÿ». Íàãëÿäíûé ïðèìåð ðàâíîìåðíîãî äâèæåíèÿ ïðè íàëè÷èè ñîïðîòèâëåíèÿ ñðåäû èíæåíåð ßðêîâñêèé íàõîäèò íà ðå÷íîì ôàðâàòåðå: «Ïîëîæèì, âû ñìîòðèòå íà áûñòðî äâèãàþùèéñÿ ïî âîäå ïàðîõîä. Âû âèäèòå, ÷òî îí èäåò ñîâåðøåííî ðàâíîìåðíî, âû íå çàìå÷àåòå íèêàêîãî çàìåäëåíèÿ â åãî äâèæåíèè; ðàçâå âû âïðàâå èç ýòîãî çàêëþ÷èòü, ÷òî ïàðîõîä íå âñòðå÷àåò íèêàêîãî ñîïðîòèâëåíèÿ? Íåò, ïîäîáíîãî çàêëþ÷åíèÿ âû è íå ñäåëàåòå, ïîòîìó ÷òî âû çíàåòå, ÷òî â ïàðîõîäå èìååòñÿ ïàðîâàÿ ìàøèíà, ðàáîòà êîòîðîé èäåò íà ïîñòîÿííîå ïðåîäîëåíèå ýòîãî ñîïðîòèâëåíèÿ. Íî íåò ëè ïîäîáíîé ìàøèíû è â êàæäîé èç ïëàíåò?.. Íåòðóäíî óáåäèòüñÿ, ÷òî â êàæäîé ïëàíåòå ñóùåñòâóåò äâèãàòåëü, ðàáîòà êîòîðîãî òðàòèòñÿ ïîñòîÿííî íà ïðåîäîëåíèå ñîïðîòèâëåíèÿ ýôèðà ïîñòóïàòåëüíîìó äâèæåíèþ ïëàíåòû. ß ñêàæó áîëåå, äâèãàòåëü ýòîò åñòü êàëîðè÷åñêàÿ ìàøèíà, ïîñòðîåííàÿ ïî âñåì ïðàâèëàì ìåõàíèêè, è â êîòîðîé èñòî÷íèêîì òåïëîòû ñëóæàò ëó÷è ñîëíöà». Äàëåå Èâàí Îñèïîâè÷ ïîÿñíÿåò ñóòü ýôôåêòà. Âçàèìîäåéñòâèå ïëàíåòû ñ îêðóæàþùèì åå ýôèðîì ïîäîáíî âçàèìîäåéñòâèþ ïîðèñòîãî 210

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


òåëà ñ îêðóæàþùèì åãî ãàçîì: ÷àñòèöû ãàçà, ïðîíèêøèå â ïîðû òåëà, ïðè íèçêîé òåìïåðàòóðå àäñîðáèðóþòñÿ âåùåñòâîì, íî ïðè âûñîêîé òåìïåðàòóðå ìîãóò îñâîáîäèòüñÿ è ïîêèíóòü òåëî (òàê, äëÿ î÷èñòêè àêòèâèðîâàííîãî óãëÿ, èñïîëüçîâàííîãî â ôèëüòðå ïðîòèâîãàçà, óãîëü ïðîêàëèâàþò). Ïî ìíåíèþ ßðêîâñêîãî, ïëàíåòà ïîãëîùàåò ýôèð, êîòîðûé â åå íåäðàõ ÷àñòè÷íî ïðåâðàùàåòñÿ â õèìè÷åñêèå ýëåìåíòû, à ÷àñòè÷íî ïîêèäàåò ïëàíåòó. ×åì âûøå òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû â äàííîì ìåñòå, òåì èíòåíñèâíåå ÷àñòèöû ýôèðà óñòðåìëÿþòñÿ íàðóæó, ñîçäàâàÿ ýô- Ðèñ. 4.28. Ðèñóíîê ßðêîâñêîãî, ïîÿñíÿþùèé ïðåäñêàçàííûé èì òåðôåêò îòäà÷è. ìîìåõàíè÷åñêèé ýôôåêò. Åñëè ïëàíåòà íå èìååò ñóòî÷íîãî âðàùåíèÿ, òî íàèáîëåå òåïëîé ÿâëÿåòñÿ ïîëóäåííàÿ ÷àñòü åå øàðà; â ýòîì ñëó÷àå ýôôåêò îòäà÷è äåéñòâóåò âäîëü ëèíèè ïðèòÿæåíèÿ ê Ñîëíöó, íåìíîãî îñëàáëÿÿ åãî. Ñåãîäíÿ ìû íàçâàëè áû ýòî «äàâëåíèåì ñîëíå÷íîãî ñâåòà». Íî âñïîìíèì: Ïåòð Íèêîëàåâè÷ Ëåáåäåâ (1866–1912) îïûòíûì ïóòåì äîêàçàë äàâëåíèå ñâåòà íà òâåðäûå òåëà ëèøü â 1899 ã., à íà ãàçû — â 1907 ã. Ïîýòîìó ßðêîâñêèé â ñâîèõ ðàññóæäåíèÿõ âïîëíå îðèãèíàëåí. Íàèáîëåå îñòðîóìíàÿ åãî äîãàäêà êàñàåòñÿ âðàùàþùåéñÿ ïëàíåòû: ñóòî÷íîå äâèæåíèå ïåðåíîñèò íàãðåòûé ó÷àñòîê ïîâåðõíîñòè ê âå÷åðíåé ñòîðîíå øàðà, ñëåäîâàòåëüíî, ýôôåêò îòäà÷è áóäåò ñèëüíåå âñåãî èìåííî òàì è ñòàíåò ïîäòàëêèâàòü ïëàíåòó âäîëü îðáèòû â íàïðàâëåíèè óòðåííåãî òåðìèíàòîðà.  êîíöå XIX â. äàííûå àñòðîíîìèè óêàçûâàëè, ÷òî âñå ïëàíåòû, èñêëþ÷àÿ Óðàí, äâèæóòñÿ óòðåííèì òåðìèíàòîðîì âïåðåä. Ñëåäîâàòåëüíî, ïîëàãàë ßðêîâñêèé, óêàçàííûé ýôôåêò áóäåò ïðîòèâîäåéñòâîâàòü ñîïðîòèâëåíèþ ýôèðà! ßðêîâñêèé ïèøåò: «Êàê áû íè áûë ìàë êàæäûé òîë÷îê ýôèðíîãî àòîìà, âçÿòûé â îòäåëüíîñòè, íî, ñóììèðóÿ áåñêîíå÷íî áîëüøîå ÷èñëî áåñêîíå÷íî ìàëûõ óñèëèé, ìû ïîëó÷èì íåêîòîðóþ êîíå÷íóþ ñèëó, ñòðåìÿùóþñÿ äâèãàòü ïëàíåòó âïåðåä. Âûðàæàÿñü ÿçûêîì òåðìîäèíàìèêè, ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî òåïëîòà ëó÷åé ñîëíöà, ñêîïëåííàÿ ïëàíåòîþ îêîëî ïîëóäíÿ, ïðåâðàùàåòñÿ îêîëî 6 ÷àñîâ âå÷åðà â ìåõàíè÷åñêóþ ðàáîòó, êîòîðàÿ ðàñõîäóåòñÿ íà òî, ÷òîáû ïðåîäîëåòü ñîïðîòèâëåíèå, îêàçûâàåìîå ñ òîé ñòîðîíû, ãäå ÷àñû ïîêàçûâàþò 6 ÷àñîâ óòðà. Ðàçâå ýòî íå êàëîðè÷åñêàÿ ìàøèíà? Ðàçâå ýòî íå äîñòîéíûé ïëàíåòû Æèçíü è èäåè èíæåíåðà ßðêîâñêîãî

211


äâèãàòåëü?.. Âñå èçëîæåííîå çäåñü íå åñòü ïëîä äîñóæåé ôàíòàçèè. Òîò, êòî ïðèçíàåò… ÷òî òåïëîòà åñòü ôîðìà ýíåðãèè è ÷òî îíà ñïîñîá íà ïðåâðàùàòüñÿ â ìåõàíè÷åñêóþ ðàáîòó, òîò äîëæåí ïðèçíàòü áåçóñ ëîâíî, ÷òî ïðè äâèæåíèè âðàùàþùåéñÿ ïëàíåòû èçëîæåííûé ìíîþ ïðîöåññ íåîáõîäèìî äîëæåí èìåòü ìåñòî… Èòàê, äâèãàòåëü ïëàíåò — ýòî ñîëíå÷íûå ëó÷è». Ìíîãîå èçìåíèëîñü çà ïðîøåäøåå ñòîëåòèå â íàøèõ ïðåäñòàâëåíèÿõ î ñâåòå. Ñåãîäíÿ ìû óæå íå íóæäàåìñÿ â ýôèðå, ÷òîáû îïèñûâàòü ðàñïðîñòðàíåíèå ñâåòà è ïåðåíîñ èì èìïóëüñà. Ýòî ñâîéñòâî ýëåêòðîìàãíèòíûõ êîëåáàíèé ñëåäóåò èç âîëíîâûõ óðàâíåíèé Ìàêñâåëëà, êîòîðûé, âïðî÷åì, è ñàì îòäàë íåìàëî ñèë èçó÷åíèþ ãèïîòåçû ýôèðà. ×òîáû ïî÷óâñòâîâàòü, íàñêîëüêî ïðèâëåêàòåëüíîé è äîëãîæèâóùåé áûëà ýòà ãèïîòåçà, äîñòàòî÷íî ïîñìîòðåòü, ÷òî ïèñàë êðóïíûé ôèçèê Äæîçåô Ëàðìîð â 1910 ã. íà ñòðàíèöàõ àâòîðèòåòíîé ýíöèêëîïåäèè «Britannica» â ñòàòüå «Ýôèð»: «Íàèáîëåå ôóíäàìåíòàëüíûì ïîäòâåðæäåíèåì, êîòîðîå òåîðèÿ ýôèðà ïîëó÷èëà ñî ñòîðîíû îïòèêè â ïîñëåäíèå ãîäû, áûëî îïðàâäàâøååñÿ óêàçàíèå Ìàêñâåëëà, ÷òî èçëó÷åíèå îêàçûâàåò ìåõàíè÷åñêîå äàâëåíèå íà ìàòåðèàëüíóþ ñèñòåìó, íà êîòîðóþ îíî ïàäàåò». È äàëåå îí ïîÿñíÿåò, ÷òî èìååò â âèäó… îïûòû Ëåáåäåâà 1900 ã.! Ïîçæå òåîðèÿ êâàíòîâ ñäåëàëà ñâåòîâîå äàâëåíèå âïîëíå «îùóòèìûì» íà óðîâíå çäðàâîãî ñìûñëà. Ýôèð áûë èçãíàí èç ôèçèêè. Êàçàëîñü áû, ýòî ëèøàåò îñíîâàíèé âñå ðàññóæäåíèÿ ßðêîâñêîãî. Îäíàêî ïîäìå÷åííûé ðîññèéñêèì èíæåíåðîì íåáåñíîìåõàíè÷åñêèé ýôôåêò âñå æå èìååò ìåñòî è èãðàåò ðîëü â æèçíè ïëàíåòíîé ñèñòåìû.

Ýôôåêò ßðêîâñêîãî â äåéñòâèè î÷åìó ýôôåêò ßðêîâñêîãî àñòðîíîìû èãíîðèðîâàëè â ñâîèõ ðàñ÷åòàõ ïî÷òè 100 ëåò? Äà ïîòîìó, ÷òî îí ñëàá. Ïðîñòàÿ îöåíêà ïîêàçûâàåò, ÷òî äàæå åñëè êîñìè÷åñêîå òåëî ïåðåèçëó÷àåò â ÈÊ-äèàïàçîíå âåñü ïàäàþùèé íà íåãî ñîëíå÷íûé ñâåò â îäíîì, íàèáîëåå áëàãîïðèÿòíîì íàïðàâëåíèè, òî è çà ìèëëèàðä ëåò ýòîò «ôîòîííûé äâèãàòåëü» ñìîæåò ñóùåñòâåííî èçìåíèòü îðáèòó ëèøü ñðàâíèòåëüíî íåáîëüøîãî òåëà, ðàçìåðîì îò 10 ñì äî 10–20 êì.  Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå òàêèå òåëà èçâåñòíû — ýòî ÿäðà êîìåò è àñòåðîèäû. Íî íà äâèæåíèå ëåäÿíûõ ÿäåð êîìåò çíà÷èòåëüíî ñèëüíåå âëèÿåò èñïóñêàíèå ñ èõ íàãðåòîé ïîâåðõíîñòè ïîòîêîâ ãàçà, íà ÷òî âïåðâûå óêàçàë â 1950 ã. àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ôðåä Ëîóðåíñ Óèïë (1906–2004). Òàê ÷òî äëÿ ïðîÿâëåíèÿ ýôôåêòà ßðêîâñêîãî îñòàþòñÿ òîëüêî ìåëêèå àñòåðîèäû.

Ï

212

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Óæå â ñåðåäèíå ÕÕ â. àñòðîíîìû âûÿñíèëè, ÷òî âñå àñòåðîèäû âðàùàþòñÿ ïîäîáíî ïëàíåòàì. Íà ïîâåðõíîñòè àñòåðîèäîâ òîæå áûâàåò äåíü è íî÷ü. Ïîýòîìó äëÿ ýôôåêòà ßðêîâñêîãî ó àñòåðîèäîâ óñëîâèÿ åñòü. Êîãäà âðàùåíèå òåëà óíîñèò íàãðåòóþ çà äåíü ïîâåðõíîñòü àñòåðîèäà â íî÷íóþ òåíü, íàêîïëåííîå òåïëî èçëó÷àåòñÿ íå â ñòîðîíó Ñîëíöà, à «âáîê», äåéñòâóÿ êàê ðàçãîííûé èëè òîðìîçíîé ðåàêòèâíûé äâèãàòåëü è î÷åíü ñëàáî, íî ïîñòîÿííî èçìåíÿåò îðáèòó àñòåðîèäà. Åñëè âðàùåíèå àñòåðîèäà îòêëîíÿåò åãî íàãðåòóþ ïîâåðõíîñòü âïåðåä ïî êóðñó, òî ýôôåêò ßðêîâñêîãî òîðìîçèò äâèæåíèå òåëà, è îíî, îïóñêàÿñü ïî îðáèòå âíèç, ïðèáëèæàåòñÿ ê Ñîëíöó. Åñëè æå òåïëàÿ ïîâåðõíîñòü çà ñ÷åò âðàùåíèÿ ðàçâîðà÷èâàåòñÿ íàçàä, òî ëó÷åâîé èìïóëüñ ïîäãîíÿåò äâèæåíèå àñòåðîèäà è ïîäíèìàåò åãî îðáèòó, óäàëÿÿ òåëî îò Ñîëíöà. Ñ àñòåðîèäàìè êèëîìåòðîâîãî ðàçìåðà, îñîáåííî ïîäâåðæåííûìè ýòîìó ýôôåêòó, àñòðîíîìû ïîçíàêîìèëèñü ñðàâíèòåëüíî íåäàâíî, êîãäà íà÷àëè èñïîëüçîâàòü äëÿ èõ ïîèñêà êðóïíûå àâòîìàòèçèðîâàííûå òåëåñêîïû è îáíàðóæèëè, ÷òî òàêèå àñòåðîèäû ïîðîþ âåñüìà òåñíî ñáëèæàþòñÿ ñ Çåìëåé. Ñòîèò ëè ãîâîðèòü, êàê ýòî âçâîëíîâàëî «ìèðîâóþ îáùåñòâåííîñòü»! Ïðè ýòîì ìàñëà â îãîíü ïîäëèâàëè íå òîëüêî æóðíàëèñòû, íî è ñàìè ó÷åíûå, ëèøèâøèåñÿ â êîíöå 1980-õ ãã. âûãîäíûõ âîåííûõ çàêàçîâ. Áîëüøèíñòâî àñòåðîèäîâ âñå æå äâèæåòñÿ âäàëè îò Çåìëè, ìåæäó îðáèòàìè Þïèòåðà è Ìàðñà. Íî òðè ñåìåéñòâà ìàëûõ ïëàíåò ïðåäñòàâëÿþò äëÿ Çåìëè ïîòåíöèàëüíóþ îïàñíîñòü: ýòî àñòåðîèäû ãðóïïû Àìóðà, çàõîäÿùèå âíóòðü îðáèòû Ìàðñà, ãðóïïû Àïîëëîíà, ïåðåñåêàþùèå îðáèòó Çåìëè, è ãðóïïû Àòîíà, ÷üè îðáèòû öåëèêîì ëåæàò âíóòðè îðáèòû Çåìëè. Àñòðîíîìû ïîñòàâèëè ïåðåä ñîáîé öåëü âûÿâèòü âñå ïîòåíöèàëüíî îïàñíûå àñòåðîèäû è ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ ïðîãíîçèðîâàòü èõ äâèæåíèå â áóäóùåì. À äëÿ ýòîãî âàæåí ó÷åò äàæå ñëàáûõ ýôôåêòîâ. Òóò è âñïîìíèëè ïðî èäåþ ßðêîâñêîãî. Ðàçóìååòñÿ, ñàì ìåõàíèçì ðåàêöèè òåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ íàñòîëüêî î÷åâèäåí, ÷òî åñëè áû íå ßðêîâñêèé, òî äðóãèå èññëåäîâàòåëè îáÿçàòåëüíî ïåðåîòêðûëè áû ýòîò ýôôåêò (÷òî ïîçæå è ñëó÷èëîñü). Íî îí ïî ïðàâó íîñèò èìÿ ßðêîâñêîãî, â ñóùíîñòè, áëàãîäàðÿ õîðîøåé ïàìÿòè îäíîãî ÷åëîâåêà — ýñòîíñêîãî àñòðîíîìà Ýðíñòà Ýïèêà (1893– 1985). Îêîí÷èâ Ìîñêîâñêèé óíèâåðñèòåò, Ýïèê ðàáîòàë â îáñåðâàòîðèÿõ Ìîñêâû, Òàøêåíòà, Òàðòó è Ãàðâàðäà, à ïîñëå 1944 ã. îáîñíîâàëñÿ â îáñåðâàòîðèè Àðìà (Ñåâåðíàÿ Èðëàíäèÿ). Ýòî áûë ÷ðåçâû÷àéíî ðàçíîñòîðîííèé ó÷åíûé, îäèí èç íåìíîãèõ ýíöèêëîïåäèñòîâ ÕÕ â.  1951 ã. Ýïèê îïóáëèêîâàë ñòàòüþ î äâèæåíèè ìàëûõ òåë â Ñîëíå÷Ýôôåêò ßðêîâñêîãî â äåéñòâèè

213


ñîëíå÷íûå ëó÷è

íîé ñèñòåìå, â êîòîðîé âïåðâûå ó÷åë äåéñòâèå ðàäèàöèîííîé îòäà÷è, îòìåòèâ, ÷òî ýòîò ýôôåêò òåïëîâîå áûë óæå îïèñàí «ãðàæäàíñêèì èçëó÷åíèå èíæåíåðîì ßðêîâñêèì â áðîøþðå, èçäàííîé â Ñàíêò-Ïåòåðáóðãå â Ðîññèè â 1900 ãîäó». Ýïèê ïðî÷èòàë ýòó áðîøþðó ïðèáëèçèòåëüíî â 1909 ã., êîãäà æèë â Ýñòîíèè, è ìîã ñîñëàòüñÿ íà íåå ëèøü ïî ïàìÿòè. Âîò òàê è âîçíèê òåðñèëà ìèí «ýôôåêò ßðêîâñêîãî». ðåàêöèè Åñëè áû íå áëàãîðîäñòâî ýñòîíñêîãî àñòðîíîìà, òî, âîçìîæíî, ìû îáñóæäàëè áû ñåé÷àñ «ýôîðáèòà ôåêò Ýïèêà» èëè «ýôôåêò Ýïèêà—Ðàäçèåâñêîãî», ïîñêîëüêó â Ðèñ. 4.29. Ýôôåêò ßðêîâñêîãî â ñîâðåìåííîé 1952 ã. äîâîëüíî ïîäðîáíîå èññëåòðàêòîâêå, â òåðìèíàõ ìåõàíè÷åñêîé ðåàêöèè äîâàíèå ýòîãî ýôôåêòà îïóáëèêîòåïëîâîãî èçëó÷åíèÿ. âàë â «Àñòðîíîìè÷åñêîì æóðíàëå» (ò. 29, ñ. 162) ñîâåòñêèé àñòðîíîì Âëàäèìèð Âÿ÷åñëàâîâè÷ Ðàäçèåâñêèé (1911–2003), íå óïîìÿíóâ ïðè ýòîì ðàáîòû ßðêîâñêîãî è Ýïèêà. Âïðî÷åì, åñëè óæ âîññòàíàâëèâàòü èñòîðè÷åñêóþ ñïðàâåäëèâîñòü, òî ñëåäîâàëî áû íàçûâàòü åãî «ýôôåêòîì ßðêîâñêîãî—Ðóáèíêàìà», ïîñêîëüêó èìåííî Äýéâèä Ðóáèíêàì (D. P. Rubincam) èç Öåíòðà êîñìè÷åñêèõ ïîëåòîâ èì. Ãîääàðäà (NASA) â 1987 ã. ïåðâûì îáíàðóæèë ïðîÿâëåíèå ýòîãî ýôôåêòà â äâèæåíèè ãåîäåçè÷åñêîãî ñïóòíèêà Çåìëè LAGEOS, îðáèòà êîòîðîãî ñ âûñî÷àéøåé òî÷íîñòüþ èçìåðÿåòñÿ ìåòîäîì ëàçåðíîé ëîêàöèè. Ê òîìó æå èìåííî Ðóáèíêàì îòìåòèë, ÷òî ýòîò ýôôåêò èìååò äâå ñîñòàâëÿþùèå — ñóòî÷íóþ è ãîäè÷íóþ, åñëè ñ÷èòàòü «ãîäîì» îðáèòàëüíûé ïåðèîä òåëà. Ñóòî÷íûé ýôôåêò âûçâàí ðàçëè÷èåì òåìïåðàòóðû óòðåííåãî è âå÷åðíåãî ïîëóøàðèé ïëàíåòû, à ãîäè÷íûé — ðàçíèöåé òåìïåðàòóðû ëåòíåãî è çèìíåãî åå ïîëóøàðèé. Ñàì ßðêîâñêèé ïèñàë òîëüêî î ñóòî÷íîì ýôôåêòå, êîòîðûé ìîæåò áûòü ñèëüíî îñëàáëåí áûñòðûì âðàùåíèåì ïëàíåòû, ñãëàæèâàþùèì ïåðåïàä òåìïåðàòóðû îò äíÿ ê íî÷è. Íî íà ãîäè÷íûé ýôôåêò ýòî íå âëèÿåò; îí âîçíèêàåò â òîì ñëó÷àå, åñëè îñü âðàùåíèÿ ïëàíåòû íàêëîíåíà ê îñè åå îðáèòû (êàê ó Çåìëè), ÷òî ïðèâîäèò ê ïîïåðåìåííîìó, íà ïîëãîäà, ïîâûøåíèþ òåìïåðàòóðû îäíîãî èç ïîëóøàðèé. Åñëè ïëàíåòà äâèæåòñÿ ëåò214

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ðèñ. 4.30. Ãîäè÷íûé ýôôåêò ßðêîâñêîãî íà ïðèìåðå ïëàíåòû ñ íàêëîíîì îñè âðàùåíèÿ â 90°. Öâåò óêàçûâàåò ñðåäíþþ òåìïåðàòóðó ïîëóøàðèÿ: ñâåòëûé — âûñîêàÿ, òåìíûé — íèçêàÿ. Òåïëîâàÿ èíåðöèÿ ïðèâîäèò ê òîìó, ÷òî òåìïåðàòóðà âûðàâíèâàåòñÿ íå â òî÷êàõ 1 è 2, à â òî÷êàõ 3 è 4. Ñèëà ßðêîâñêîãî äîñòèãàåò íóëÿ â òî÷êàõ 3 è 4, à â òî÷êàõ 5 è 6 îáðàùàåòñÿ â íóëü åå ñîñòàâëÿþùàÿ âäîëü âåêòîðà ñêîðîñòè. Çíàêîì «+» îòìå÷åí ñåêòîð óñêîðåíèÿ, çíàêîì «–» — òîðìîæåíèÿ. Êàê âèäèì, ïðåîáëàäàåò òîðìîæåíèå.

5

Ñóòî÷íîå âðàùåíèå Ãîäè÷íîå îáðàùåíèå

3

1

2

4

6

íèì ïîëóøàðèåì âïåðåä, òî «ñèëà ßðêîâñêîãî» òîðìîçèò åå äâèæåíèå, åñëè æå çèìíèì ïîëóøàðèåì âïåðåä, òî óñêîðÿåò. Ëþáîïûòíî, ÷òî ñóòî÷íûé ýôôåêò ßðêîâñêîãî ñèììåòðè÷åí: åñëè íàïðàâëåíèå ñóòî÷íîãî âðàùåíèÿ ïëàíåòû ñîâïàäàåò ñ íàïðàâëåíèåì åå îðáèòàëüíîãî îáðàùåíèÿ, òî ñèëà ßðêîâñêîãî ïîäòàëêèâàåò ïëàíåòó âïåðåä è îíà óäàëÿåòñÿ îò Ñîëíöà, à åñëè íàïðàâëåíèÿ âðàùåíèÿ è îáðàùåíèÿ íå ñîâïàäàþò, òî âñå íàîáîðîò — ïëàíåòà ïðèáëèæàåòñÿ ê Ñîëíöó. À âîò ãîäè÷íûé ýôôåêò íåñèììåòðè÷åí: â ñðåäíåì çà îðáèòàëüíûé ïåðèîä ïëàíåòà âñåãäà òîðìîçèòñÿ è ïðèáëèæàåòñÿ ê Ñîëíöó. Ýòî ëåãêî ïîíÿòü, ðàññìîòðåâ äâèæåíèå ïðåäåëüíî íàêëîíåííîé ïëàíåòû, êîòîðàÿ, ïîäîáíî Óðàíó, îáðàùàåòñÿ ïî îðáèòå, «ëåæà íà áîêó». Ñèììåòðèþ ñèë ïðè äâèæåíèè ïî êðóãîâîé îðáèòå íàðóøàåò òåïëîâàÿ èíåðöèÿ ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû. Êàê ìû çíàåì, àñòðîíîìû çíàêîìû åùå ñ îäíèì äèíàìè÷åñêèì ýôôåêòîì èçëó÷åíèÿ, òîðìîçÿùèì äâèæåíèå òåë, — ýôôåêòîì Ïîéíòèíãà—Ðîáåðòñîíà. Ñóòü åãî â òîì, ÷òî äàâëåíèå ñîëíå÷íîãî ñâåòà èç-çà àáåððàöèè âñåãäà íàïðàâëåíî ÷óòü-÷óòü «â ëîá» äâèæóùåìóñÿ îáúåêòó. Ýòîò ýôôåêò âàæåí äëÿ ìåëêèõ êîñìè÷åñêèõ ïûëèíîê, à ýôôåêò ßðêîâñêîãî — äëÿ áîëåå êðóïíûõ êàìíåé è ãëûá. Õîòÿ â öåëîì ýôôåêò Ïîéíòèíãà—Ðîáåðòñîíà çíà÷èòåëüíî ñëàáåå ýôôåêòà ßðêîâñêîãî, íî çàòî äåéñòâóåò íà âñå òåëà áåç èñêëþ÷åíèÿ, òîãäà êàê ýôôåêò ßðêîâñêîãî îòñóòñòâóåò ó íåâðàùàþùèõñÿ òåë, ó áûñòðî âðàùàþùèõñÿ âîêðóã îñè ïåðïåíäèêóëÿðíîé ïëîñêîñòè îðáèòû, à òàêæå ó ìàëåíüêèõ, îäíîðîäíî ïðîãðåòûõ òåë. Ýôôåêò ßðêîâñêîãî â äåéñòâèè

215


Ðèñ. 4.31. Àñòåðîèä Èòîêàâà (25143 Itokawa) ðàçìåðîì 535´294´209 ì â ñâîåì äâèæåíèè äîëæåí èñïûòûâàòü çàìåòíîå âëèÿíèå ýôôåêòà ßðêîâñêîãî. Ôîòî ïîëó÷åíî ÿïîíñêèì çîíäîì «Õàÿáóñà» â 2005 ã. Âçÿâ îáðàçåö âåùåñòâà ñ ïîâåðõíîñòè àñ òåðîèäà, ýòîò çîíä 13 èþíÿ 2010 ã. âåðíóëñÿ íà Çåìëþ.

 ïîñëåäíèå ãîäû âëèÿíèå ñèëû ßðêîâñêîãî íà äâèæåíèå àñòåðîèäîâ àêòèâíî èññëåäóþò Ïàîëî Ôàðèíåëëà (P. Farinella, Óíèâåðñèòåò Òðèåñòà, Èòàëèÿ) è Äàâèä Âîêðóõëèöêèé (D. Vokrouhlicky, Êàðëîâ óíèâåðñèòåò, Ïðàãà, ×åõèÿ), à òàêæå Óèëüÿì Ô. Áîòòêè èç Êîðíåëüñêîãî óíèâåðñèòåòà, Óèëüÿì Õàðòìàíí èç Èíñòèòóòà ïëàíåòíûõ íàóê â Òóêñîíå è äð. Îíè îòìå÷àþò, ÷òî îïàñíîñòü äëÿ Çåìëè ïðåäñòàâëÿþò íå òîëüêî àñòåðîèäû ãðóïï Àìóðà, Àïîëëîíà è Àòîíà. Îêàçûâàåòñÿ, â Ãëàâíîì ïîÿñå àñòåðîèäîâ, ìåæäó îðáèòàìè Þïèòåðà è Ìàðñà, äâèæåíèå îòíþäü íå âñåõ ìàëûõ ïëàíåò ïðîèñõîäèò ñòàáèëüíî. Òàì åñòü óçêèå çîíû, ïîïàâ â êîòîðûå ìàëàÿ ïëàíåòà íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ õàîòè÷åñêè è ìîæåò áûòü âûáðîøåíà ïðèòÿæåíèåì Þïèòåðà èëè äàæå Ìàðñà â ïðîèçâîëüíîì íàïðàâëåíèè. Ðàñ÷åòû ïîêàçàëè, ÷òî «äðåéô ßðêîâñêîãî» äîñòàòî÷íî âåëèê, ÷òîáû ñìåùàòü ìåëêèå àñòåðîèäû èç çîí óñòîé÷èâûõ îðáèò â çîíû õàîñà, îòêóäà íåêîòîðûå èç íèõ ìîãóò âûëåòàòü ê ñòîðîíó Çåìëè. Òàêèì îáðàçîì, ýôôåêò ßðêîâñêîãî óâåëè÷èâàåò ïîòåíöèàëüíóþ óãðîçó íàøåé öèâèëèçàöèè. Íî ñàìîå ëþáîïûòíîå, ÷òî òîò æå ýôôåêò ßðêîâñêîãî ìîæíî èñïîëüçîâàòü è äëÿ çàùèòû îò àñòåðîèäîâ. Îòêëîíÿòü íåáîëüøèå, íî îïàñíûå àñòåðîèäû ïîäàëüøå îò Çåìëè òåîðåòè÷åñêè âîçìîæíî, åñëè êàêèì-ëèáî ñïîñîáîì èçìåíèòü îòðàæàòåëüíûå ñâîéñòâà èõ ïîâåðõíîñòè è òåì ñàìûì óñèëèòü èëè îñëàáèòü ýôôåêò ßðêîâñêîãî. Ýòîò ñïîñîá ïðåäëîæèë â 2002 ã. ïëàíåòîëîã Äæîçåô Ñïèòýéë èç Ëàáîðàòîðèè Ëóíû è ïëàíåò Àðèçîíñêîãî óíèâåðñèòåòà.  ñòàòüå, îïóáëèêîâàííîé â æóðíàëå «Science», îí ïðèâåë âû÷èñëåíèÿ äðåéôà ßðêîâñêîãî äëÿ òðåõ îòíîñèòåëüíî áëèçêèõ ê Çåìëå àñòåðîèäîâ: Ãîëåâêà (6489 Golevka) äèàìåòðîì 300 ì, Èêàð (1566 Icarus, 1 êì) è Ãåîãðàôîñ (1620 Geographos, 2,5 êì). ×òîáû ïðîâåðèòü ýòè ðàñ÷åòû, àìåðèêàíñêèå ðàäèîàñòðîíîìû îðãàíèçîâàëè â 2003 ã. íàáëþäåíèÿ çà àñòåðîèäîì Ãîëåâêà ñ ïîìîùüþ 216

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


ãèãàíòñêîé àíòåííû â Àðåñèáî (î. Ïóýðòî-Ðèêî). Îêàçàëîñü, ÷òî «ôîòîííàÿ òÿãà» ðàáîòàåò: ñèëà ßðêîâñêîãî äåéñòâóåò â òî÷íîì ñîãëàñèè ñ ðàñ÷åòàìè. Äëÿ àñòåðîèäà Ãîëåâêà ìàññîé 210 ìëí ò îíà ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 0,3 Í; â ðåçóëüòàòå ñ 1991 ïî 2003 ãã. îðáèòà àñòåðîèäà íà 15 êì îòêëîíèëàñü îò èäåàëüíîé òðàåêòîðèè, îïðåäåëÿåìîé ãðàâèòàöèîííûì âçàèìîäåéñòâèåì ñ äðóãèìè òåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ñîâðåìåííîé òåõíèêå âïîëíå ïî ñèëàì «âûêëþ÷èòü» ýôôåêò ßðêîâñêîãî, ïîêðàñèâ ïîâåðõíîñòü òàêîãî àñòåðîèäà â áåëûé öâåò, èëè, íàïðîòèâ, óñèëèòü ýôôåêò, èñïîëüçóÿ ÷åðíûé êðàñèòåëü. Ïðàâäà, áûñòðîãî ðåçóëüòàòà îò ýòîãî æäàòü íå ïðèõîäèòñÿ: îðáèòà äàæå íåáîëüøîãî àñòåðîèäà îòêëîíèòñÿ îò òî÷êè âñòðå÷è ñ Çåìëåé ëèøü ñïóñòÿ äåñÿòèëåòèÿ. Ïîýòîìó çàùèòíûå ìåðû â ðàñ÷åòå íà ýôôåêò ßðêîâñêîãî íóæíî ïðèíèìàòü çàðàíåå. È âñå æå ýòî ãîðàçäî ëó÷øå, ÷åì ïûòàòüñÿ ðàçðóøèòü îïàñíûé àñòåðîèä ÿäåðíûìè çàðÿäàìè, îò÷åãî îí ìîæåò ïðåâðàòèòüñÿ â îáëàêî ìåëêèõ îñêîëêîâ, åùå áîëåå ñìåðòîíîñíîå äëÿ Çåìëè. Êàê âèäèì, îðèãèíàëüíàÿ ìåõàíè÷åñêàÿ òåîðèÿ ßðêîâñêîãî íå íàøëà ïîäòâåðæäåíèÿ, íî ïðåäñêàçàííûé èì àñòðîíîìè÷åñêèé ýôôåêò ñòàë ïîëåçíûì èíñòðóìåíòîì ñîâðåìåííîé íàóêè. Ïðèçíàþñü, çíàêîìñòâî ñ æèçíüþ è ðàáîòàìè Èâàíà Îñèïîâè÷à îêàçàëîñü äëÿ ìåíÿ âåñüìà ïîó÷èòåëüíûì. ß åùå ðàç óâèäåë, ñêîëü âûñîê áûë êóëüòóðíûé óðîâåíü äîðåâîëþöèîííîãî ðîññèéñêîãî èíæåíåðà, ñêîëü ïðèâëåêàòåëüíà ôóíäàìåíòàëüíàÿ íàóêà äëÿ ñïåöèàëèñòîâ òåõíè÷åñêîãî ïðîôèëÿ è, íàêîíåö, ñêîëü îøèáî÷åí îáûâàòåëüñêèé âçãëÿä íà íàóêó êàê íà öåïü ðåâîëþöèîííûõ ïåðåõîäîâ îò îäíîé òåîðèè ê äðóãîé. Íàóêà — ýòî ïðåæäå âñåãî ïðååìñòâåííîñòü; ýòî ïðîöåññ, â êîòîðîì íè îäíà õîðîøàÿ èäåÿ íå èñ÷åçàåò áåññëåäíî, íà êàêîé áû ïî÷âå îíà íè ïðîèçðîñëà.

 ñòðàòîñôåðó çà âóëêàíîèäàìè àê âû ïîìíèòå, ÿ íà÷àë ðàññêàç îá ýôôåêòå ßðêîâñêîãî íå òîëüêî ïîòîìó, ÷òî îí âûçûâàåò äðåéô àñòåðîèäîâ èç Ãëàâíîãî ïîÿñà ê öåíòðó Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, íî è ïîòîìó, ÷òî îí çàìåòíî âëèÿåò íà äâèæåíèå íåáîëüøèõ òåë âíóòðè îðáèòû Ìåðêóðèÿ: àñòåðîèäû ðàçìåðîì ìåíåå 2 êì îí âûíóæäàåò áûñòðî ïîêèäàòü îáëàñòü óñòîé÷èâîãî äâèæåíèÿ, ñîõðàíÿÿ â ýòîé çîíå ëèøü ñðàâíèòåëüíî êðóïíûå òåëà — ãèïîòåòè÷åñêèå «âóëêàíîèäû». Òåïåðü, óçíàâ î ïðè÷èíàõ, ñïîñîáñòâóþùèõ ìèãðàöèè ìåëêèõ òåë Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû â îáëàñòü âóëêàíîèäîâ è èõ óõîäó èç ýòîé îáëàñòè, ìû ïîíèìàåì, ïî÷åìó íåáåñíûå ìåõàíèêè îãðàíè÷èëè «çîíó âóëêà-

Ê

 ñòðàòîñôåðó çà âóëêàíîèäàìè

217


íîèäîâ» ðàññòîÿíèÿìè îò 0,07 äî 0,21 à. å. îò Ñîëíöà. Ýòîò äèàïàçîí ðàññòîÿíèé äëÿ çåìíîãî íàáëþäàòåëÿ ñîîòâåòñòâóåò óãëîâîìó óäàëåíèþ îò Ñîëíöà îò 4° äî 12°.  òàêîé áëèçîñòè îò ÿðêîãî ñâåòèëà òðóäíî ÷òî-ëèáî çàìåòèòü, íî àñòðîíîìû íå ñäàþòñÿ. Îíè èçîáðåòàþò íîâûå ïðèåìû îõîòû çà âóëêàíîèäàìè.  2002 ã. Þãî-çàïàäíûé èññëåäîâàòåëüñêèé èíñòèòóò (ÑØÀ) ñîâìåñòíî ñ NASA ïðèñòóïèë ê ïîèñêó âóëêàíîèäîâ ñ áîðòà áîåâûõ èñòðåáèòåëåé — íàñòîÿùèõ âîçäóøíûõ îõîòíèêîâ. È ýòî íå øóòêà. Ðàçóìååòñÿ, ðåàêòèâíûå ñàìîëåòû F/A-18 âìåñòî ðàêåòíîãî îðóæèÿ íåñóò ñïåöèàëüíûå òåëåêàìåðû. Çàòåÿâøèé ýòó ïðîãðàììó àñòðîíîì Äýíèýë Äóðäà è åãî êîëëåãè ðàññ÷èòûâàþò îáíàðóæèòü âóëêàíîèäû âáëèçè Ñîëíöà âî âðåìÿ íî÷íûõ ïîëåòîâ, êîãäà ïðè íàáëþäåíèè ñ ñàìîëåòà, ëåòÿùåãî íà âûñîòå îêîëî 15 êì íàä êàëèôîðíèéñêîé ïóñòûíåé Ìîõàâå, âèäíî îêîëîñîëíå÷íîå ïðîñòðàíñòâî, íî äèñê ñàìîãî Ñîëíöà íå âèäåí, ïîñêîëüêó ñêðûò çà ãîðèçîíòîì. Îñîáåííîñòü ýòîãî ïðîåêòà — åãî êðàéíå íèçêàÿ ñòîèìîñòü: íàáëþäåíèÿ ïðîâîäÿòñÿ âî âðåìÿ îáÿçàòåëüíûõ íî÷íûõ òðåíèðîâî÷íûõ ïîëåòîâ ïèëîòîâ NASA. Ïðåäïîëàãàåòñÿ, ÷òî ïðîåêò àìåðèêàíñêèõ ó÷åíûõ ïîëó÷èò ðàçâèòèå.  áëèæàéøåå âðåìÿ ïîÿâèòñÿ âîçìîæíîñòü îòïðàâèòü àïïàðàòóðó íà âûñîòó â 22 êì ñ ïîìîùüþ ñàìîëåòà-ðàçâåä÷èêà U-2, ÷òî óëó÷øèò âîçìîæíîñòè ïîèñêà âóëêàíîèäîâ. Ïðèìåðíî çà ÷àñ äî âîñõîäà Ñîëíöà èëè ñïóñòÿ ÷àñ ïîñëå åãî çàêàòà ñ áîðòà ñàìîëåòà âèäíà íàä ãîðèçîíòîì êàê ðàç òà îáëàñòü íåáà, â êîòîðîé äîëæíû îáèòàòü âóëêàíîèäû. Íà íåå è áóäóò íàïðàâëåíû òåëåêàìåðû ñàìîëåòîâ-«íàó÷íûõ ðàçâåä÷èêîâ». Ïîäúåì òåëåêàìåð â ñòðàòîñôåðó ïîçâîëÿåò èçáåæàòü ïîãëîùåíèÿ è ðàññåÿíèÿ ñâåòà â àòìîñôåðå Çåìëè. Ïðîùå ãîâîðÿ, â ñòðàòîñôåðå òåìíîå íåáî, íà ôîíå êîòîðîãî ïðîùå çàìåòèòü ñëàáûé îãîíåê âóëêàíîèäà. Ñóäÿ ïî ðàñ÷åòàì, ó âíåøíåé ãðàíèöû çîíû âóëêàíîèäîâ ïðèáîðû ñìîãóò îáíàðóæèòü âñå îáúåêòû ðàçìåðîì áîëåå 8 êì. Åñëè îíè ñóùåñòâóþò. Ïîêà íè÷åãî íå íàéäåíî. Íî âåäü è Ïëóòîí èñêàëè íåñêîëüêî äåñÿòèëåòèé… è íàøëè! Åñëè äóìàòü î äàëüíåéøèõ ïåðñïåêòèâàõ ïîèñêà, òî âñÿ íàäåæäà íà ïðèáîðû, ðàáîòàþùèå â êîñìîñå (èì íå ìåøàåò ðàññåÿííûé àòìîñôåðîé ñâåò), è æåëàòåëüíî ïîáëèæå ê Ñîëíöó. Íî â ñòîðîíó Ñîëíöà êîñìè÷åñêèå çîíäû çàïóñêàþò ðåäêî.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ îíè äîëåòàþò äî Âåíåðû, ÷òîáû èññëåäîâàòü åå ñàìó èëè èñïîëüçîâàòü åå ãðàâèòàöèþ äëÿ ðàçãîíà àïïàðàòà. Ïåðâûì ìåæïëàíåòíûì çîíäîì, ïîáûâàâøèì âáëèçè Ìåðêóðèÿ, áûë «Ìàðèíåð-10» (NASA), ñîâåðøèâøèé â 1974–1975 ãã. òðè ïðîëåòà âáëèçè ïëàíåòû. Äëÿ ïðîäîëæåíèÿ ýòèõ èññëåäîâàíèé â 2004 ã. ÑØÀ îòïðàâèëè ê Ìåðêóðèþ çîíä «Messenger» 218

4. Ïîèñê ïëàíåò â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå


Ðèñ. 4.32. Äýíèýë Äóðäà óñòàíàâëèâàåò â êàáèíå ñàìîëåòà âèäåîêàìåðó.

Ðèñ. 4.33. Ñàìîëåò NASA ñ óñòàíîâëåííîé íà áîðòó âèäåîêàìåðîé äëÿ ïîèñêà âóëêàíîèäîâ.

 ñòðàòîñôåðó çà âóëêàíîèäàìè

219


(Mercury Surface, Space Environment, Geochemistry, and Ranging — «ïîâåðõíîñòü Ìåðêóðèÿ, êîñìè÷åñêîå îêðóæåíèå, ãåîõèìèÿ è ñèñòåìàòè çàöèÿ»). Õîòÿ äî Ìåðêóðèÿ ëåòåòü ìåíåå ïîëóãîäà, ýòîò «Ïîñëàíåö» ïðèáóäåò íà ìåñòî òîëüêî ÷åðåç 7 ëåò ïîñëå çàïóñêà.  àâãóñòå 2005 ã. àïïà ðàò ñîâåðøèë ïðîëåò îêîëî Çåìëè, â îêòÿáðå 2006 ã. è èþíå 2007 ã. îí ïðîëåòåë îêîëî Âåíåðû, çàòåì — â ÿíâàðå è îêòÿáðå 2008 ã. è ñåíòÿáðå 2009 ã. — òðèæäû ïðîøåë ðÿäîì ñ Ìåðêóðèåì. È òîëüêî â 2011 ã. Messenger ñòàíåò ïåðâûì â èñòîðèè èñêóññòâåííûì ñïóòíèêîì Ìåðêó ðèÿ. Ãëàâíîé ïðîáëåìîé ñîçäàòåëåé àïïàðàòà áûëî óáåðå÷ü åãî îò æàðû: äíåì ïîâåðõíîñòü Ìåðêóðèÿ íàãðåâàåòñÿ Ñîëíöåì äî 450 °C. Ýëåêòðîíèêà òàêîé òåìïåðàòóðû íå âûäåðæèâàåò. ×òîáû ñïàñòè çîíä, åãî ïîêðûëè ñïåöèàëüíûì êåðàìè÷åñêèì ìàòåðèàëîì, êàêèì ïîêðûâàþò «øàòòëû», ÷òîáû îíè íå ñãîðàëè ïðè âõîäå â àòìîñôåðó. Ó÷èòûâàÿ òåõíè÷åñêèå òðóäíîñòè, âðÿä ëè ñëåäóåò îæèäàòü ïîëåòîâ â îáëàñòü âóëêàíîèäîâ â áëèæàéøåå âðåìÿ. Òàê ÷òî ïîèñê ýòèõ çàãàäî÷íûõ òåë îñòàåòñÿ ïîêà çàäà÷åé êëàññè÷åñêîé àñòðîíîìèè — íàçåìíîé è êîñìè÷åñêîé. Èòàê, èñòîðèÿ íåîòêðûòîé ïëàíåòû Âóëêàí åùå íå îêîí÷åíà. Àñòðîíîìû óïîðíî èùóò åå «ðîäñòâåííèêîâ» è, âîçìîæíî, ñêîðî íàéäóò èõ. À êàêàÿ íàì áóäåò ïîëüçà îò òîãî, ÷òî ðÿäîì ñ Ñîëíöåì íàéäåòñÿ ïëàíåòà Âóëêàí èëè íåáîëüøèå àñòåðîèäû-âóëêàíîèäû? Ýòîò âîïðîñ íå òàê óæ íàèâåí. Äóìàþ, ÷òî ïîëüçà áóäåò! Áåç âñÿêèõ àáñòðàêòíûõ ññûëîê íà îáùå÷åëîâå÷åñêóþ çíà÷èìîñòü íàó÷íîãî ïîèñêà. Ïîëüçà áóäåò âïîëíå êîíêðåòíàÿ. Âî-ïåðâûõ, ìû ïîëó÷èì ïðåêðàñíûé ïëàöäàðì äëÿ îðãàíèçàöèè ñòàöèîíàðíîé ñîëíå÷íîé îáñåðâàòîðèè, êîòîðàÿ, ðàñïîëàãàÿñü ðÿäîì ñî ñâåòèëîì, áóäåò äàâàòü çàáëàãîâðåìåííûé ïðîãíîç ñîëíå÷íîé àêòèâíîñòè. Âî-âòîðûõ, ýòî èäåàëüíîå ìåñòî äëÿ ñòðîèòåëüñòâà ñîëíå÷íûõ ýëåêòðîñòàíöèé. Âåäü ïîòîê ñîëíå÷íîãî ñâåòà òàì â äåñÿòêè ðàç ìîùíåå, ÷åì ó Çåìëè. È âñåãäà ÷èñòîå íåáî, ïîñêîëüêó íåò àòìîñôåðû. À çíàíèå êîñìè÷åñêîé ïîãîäû è ïîèñê íîâûõ èñòî÷íèêîâ ýíåðãèè — ýòî ëè íå ãëàâíûå ïðèîðèòåòû ñîâðåìåííîãî ìèðà? Ïîýòîìó ìû áóäåì èñêàòü ïëàíåòû âáëèçè Ñîëíöà. À åñëè íå íàéäåì, òî êîãäà-íèáóäü ñîçäàäèì èõ ñàìè.

Ü


5 Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ä

î ñèõ ïîð ìû îáñóæäàëè äâå àñòðîíîìè÷åñêèå òåìû — ïëàíåòû è òåëåñêîïû. Ìû ïðèâûêëè, ÷òî òåëåñêîï — ýòî ðóêîòâîðíûé ïðèáîð, à ïëàíåòà — îáúåêò èññëåäîâàíèÿ. Îáû÷íî òàê è åñòü, íî íå âñåãäà: ïîðîé íåáåñíûå òåëà ñàìè ñòàíîâÿòñÿ ÷àñòüþ àñòðîíîìè÷åñêîãî èíñòðóìåíòà. Åùå â 240 ã. äî í. ý. ãðå÷åñêèé àñòðîíîì Ýðàòîñôåí èñïîëüçîâàë ñâîéñòâî âçàèìíîé ïàðàëëåëüíîñòè ñîëíå÷íûõ ëó÷åé äëÿ èçìåðåíèÿ äèàìåòðà Çåìëè. À ðóññêèé ó÷åíûé-ýíöèêëîïåäèñò Ì. Â. Ëîìîíîñîâ, íàáëþäàÿ â 1761 ã. ïðîõîæäåíèå Âåíåðû ïî äèñêó Ñîëíöà, îáíàðóæèë ó íåå «çíàòíóþ» àòìîñôåðó. Êàê âèäèì, è äëÿ Ýðàòîñôåíà, è äëÿ Ëîìîíîñîâà Ñîëíöå ïîñëóæèëî çîíäîì ïðè èçó÷åíèè ïëàíåò.  íàøå âðåìÿ áîëüøèíñòâî àñòðîíîìè÷åñêèõ îòêðûòèé ñäåëàíî áëàãîäàðÿ íîâûì ïðèåìíèêàì èçëó÷åíèÿ â ðàäèî-, ðåíòãåíîâñêîì, èíôðàêðàñíîì, óëüòðàôèîëåòîâîì è ãàììà-äèàïàçîíàõ. Ìîæåò ñîçäàòüñÿ âïå÷àòëåíèå, ÷òî ïðîãðåññ àñòðîíîìè÷åñêèõ çíàíèé ñâÿçàí èñêëþ÷èòåëüíî ñ ïðèìåíåíèåì òåõíè÷åñêèõ íîâèíîê, à ïðèðîäíûå îáúåêòû è ÿâëåíèÿ ëèøü ìåøàþò íàáëþäåíèÿì: íàïðèìåð, çåìíàÿ àòìîñôåðà ðàçìûâàåò èçîáðàæåíèÿ, à Ëóíà ïîñûëàåò ðàññåÿííûé ñâåò â àòìîñôåðó. Íî èçîáðåòàòåëüíîñòü ÷åëîâå÷åñêîãî óìà áåçãðàíè÷íà: äàæå òî, ÷òî ïîðîþ ìåøàåò â ðàáîòå, ó÷åíûå çàñòàâëÿþò ñëóæèòü íàóêå. Óæå äàâíî àñòðîíîìû íàó÷èëèñü èñïîëüçîâàòü îäíè êîñìè÷åñêèå îáúåêòû äëÿ èçó÷åíèÿ äðóãèõ. Âñÿêèé ðàç, êîãäà ïðèðîäà ñàìà ïîìîãàåò ïîñòàâèòü òå èëè èíûå ýêñïåðèìåíòû, àñòðîíîìû ñòàðàþòñÿ íå óïóñêàòü ïðåäñòàâèâøóþñÿ èì âîçìîæíîñòü íàáëþäàòü çà õîäîì ýòèõ ýêñïåðèìåíòîâ.

Ýêðàí ðàçìåðîì â òûñÿ÷è êèëîìåòðîâ ñòðîíîìû ïî ïðàâó ãîðäÿòñÿ òåì, ÷òî â èõ ðóêàõ íàõîäÿòñÿ ñàìûå êðóïíûå (è î÷åíü äîðîãèå!) íàó÷íûå ïðèáîðû — îïòè÷åñêèå òåëåñêîïû äèàìåòðîì 10 ì, ðàäèîòåëåñêîïû äèàìåòðîì â ñîòíè ìåòðîâ, ìåæêîíòèíåíòàëüíûå ðàäèîèíòåðôåðîìåòðû ñ áàçîé, äëèíà êîòîðîé ðàâíà ðàññòîÿíèþ îò Êðûìà äî Àâñòðàëèè! Êàæåòñÿ, íå áûëî êðóïíåå àñòðîíîìè÷åñêèõ ïðèáîðîâ â èñòîðèè ÷åëîâå÷åñòâà. Íî ýòî íå òàê. Åùå äðåâíèå àñòðîíîìû èñïîëüçîâàëè äëÿ íàáëþäåíèÿ ñîëíå÷íîé êîðîíû «ïðèáîð» ðàçìåðîì ïî÷òè 3500 êì. Ðå÷ü èäåò, êîíå÷íî, î Ëóíå, êîòîðàÿ âî âðåìÿ ïîëíûõ ñîëíå÷íûõ çàòìåíèé àêêóðàòíî çàêðûâàåò ñèÿþùèé äèñê íàøåé çâåçäû, ïðåäîñòàâëÿÿ ó÷åíûì âîçìîæíîñòü èññëåäîâàòü ñîëíå÷íóþ õðîìîñôåðó è êîðîíó. Îñîáåííî öåííî òî, ÷òî äèñê Ëóíû èìååò òîò æå óãëîâîé ðàçìåð, ÷òî è ôîòîñôåðíûé äèñê Ñîëíöà. Ëóíà êàê áóäòî ñïåöèàëüíî èçãîòîâëåíà äëÿ ïîìîùè àñ-

À

222

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ðèñ. 5.1. Ñîëíå÷íàÿ êîðîíà, íàáëþäàâøàÿñÿ ñ òåððèòîðèè Ìîíãîëèè âî âðåìÿ çàòìåíèÿ 1 àâãóñòà 2008 ã. Èçîáðàæåíèå ñîçäàíî ïóòåì îáúåäèíåíèÿ 55 êàäðîâ, ñíÿòûõ ñ ðàçíûìè ýêñïîçèöèÿìè: îò 1/125 äî 8 ñåêóíä. Ñîëíöå è Ëóíà ðàñïîëàãàþòñÿ íà ôîíå ñîçâåçäèÿ Ðàê. Ôîòî: M. Druckmu#ller, P. Aniol, V. Rus4in.

òðîíîìàì â èçó÷åíèè Ñîëíöà. Ñêîëüêî ñèë è èçîáðåòàòåëüíîñòè áûëî çàòðà÷åíî íà ñîçäàíèå âíåçàòìåííîãî êîðîíîãðàôà! Ïðèáîð ðàáîòàåò, íî ïîêà åìó òðóäíî êîíêóðèðîâàòü ñ åñòåñòâåííûì êîðîíîãðàôîì — Ëóíîé, è àñòðîíîìû ïî-ïðåæíåìó ñ íåòåðïåíèåì æäóò ñîëíå÷íûõ çàòìåíèé. Äî ñèõ ïîð ñ ïîâåðõíîñòè Çåìëè áëàãîäàðÿ Ëóíå óäàåòñÿ ïîëó÷àòü èçóìèòåëüíûå ñíèìêè ñîëíå÷íîé êîðîíû (ðèñ. 5.1), ïðåâîñõîäÿùèå ïî êà÷åñòâó äàæå òå, êîòîðûå ïîëó÷åíû äîðîãîñòîÿùèìè êîñìè÷åñêèìè îáñåðâàòîðèÿìè (ñì. ðèñ. 4.24). Íåîöåíèìû â àñòðîíîìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèÿõ ïîêðûòèÿ Ëóíîé ðàçëè÷íûõ îáúåêòîâ ìàëîãî óãëîâîãî ðàçìåðà. Àñòðîíîìû óìåþò î÷åíü òî÷íî èçìåðÿòü ÿðêîñòü òóñêëûõ èñòî÷íèêîâ ñâåòà — àñòåðîèäîâ, çâåçä, ãàëàêòèê, íî çåìíàÿ àòìîñôåðà ïðåïÿòñòâóåò èññëåäîâàíèþ òîíêîé ñòðóêòóðû ýòèõ èñòî÷íèêîâ. Êðàé ëóííîãî äèñêà, ïîñëåäîâàòåëüíî çàêðûâàÿ îò íàáëþäàòåëÿ (èëè îòêðûâàÿ) ÷àñòè èçó÷àåìîãî îáúåêòà, ïîçâîëÿåò èçìåðèòü ðàñïðåäåëåíèå ÿðêîñòè ïî ïîâåðõíîñòè îáúåêòà, òî åñòü ïîëó÷èòü åãî èçîáðàæåíèå. Ëóíà äâèæåòñÿ ïî îðáèòå ñî ñêîðîñòüþ îêîëî 1 êì/ñ. Äëÿ íàáëþäàòåëÿ íà Çåìëå êðàé ëóííîãî äèñêà íà ôîíå íåáà äâèæåòñÿ ñ óãëîâîé ñêîðîñòüþ îò 0,3² äî 0,5² â ñåêóíäó, â çàâèñèìîñòè îò ãåîãðàôè÷åñêîé øèðîòû íàáëþäàòåëÿ è âûñîòû Ëóíû íàä ãîðèçîíòîì. Ñîâðåìåííûé òåëåñêîï ñ ýëåêòðîííûì ïðèÝêðàí ðàçìåðîì â òûñÿ÷è êèëîìåòðîâ

223


Ðèñ. 5.2. Ìîìåíò êîíòàêòà âî âðåìÿ ïîêðûòèÿ Âåíåðû äèñêîì Ëóíû. Ôîòî: Philippe Tosi.

åìíèêîì ñâåòà ñïîñîáåí òûñÿ÷è ðàç â ñåêóíäó ôèêñèðîâàòü ñâåòîâîé ïîòîê îò îáúåêòà 5m. Çíà÷èò, óãëîâîå ðàçðåøåíèå ñèñòåìû «òåëåñêîï — Ëóíà» ñîñòàâëÿåò ïðèìåðíî 0,001², òî åñòü â ñîòíè ðàç ëó÷øå, ÷åì ó òåëåñêîïà «áåç Ëóíû», è äàæå ëó÷øå, ÷åì ó òåëåñêîïà ñ äîðîãîñòîÿùåé ñèñòåìîé àäàïòèâíîé îïòèêè. Ìåòîäîì ëóííûõ ïîêðûòèé îïðåäåëÿþò äèàìåòðû àñòåðîèäîâ, ïëàíåò è çâåçä, îòêðûâàþò è èññëåäóþò òåñíûå äâîéíûå çâåçäû è äàæå èçó÷àþò ðàñïðåäåëåíèå ÿðêîñòè íà äèñêàõ íåêîòîðûõ çâåçä. Ñåé÷àñ ýòîò ìåòîä î÷åíü ïîïóëÿðåí è äîñòóïåí äàæå ëþáèòåëÿì àñòðîíîìèè1. Ïðàâäà, òàêèå íàáëþäåíèÿ âîçìîæíû ëèøü â òåõ ìåñòàõ íà íåáå, ãäå áûâàåò Ëóíà: äëÿ çåìíîãî íàáëþäàòåëÿ — â ïîëîñå øèðèíîé îêîëî 12° âäîëü ýêëèïòèêè. Ó ìåòîäà ëóííûõ ïîêðûòèé åñòü è íåäîñòàòêè. Âî-ïåðâûõ, äèôðàêöèÿ ñâåòà íà êðàþ ëóííîãî äèñêà ïðèâîäèò ê èñêðèâëåíèþ ñâåòîâûõ ëó÷åé. Äàæå òî÷å÷íûé èñòî÷íèê, êîãäà íà íåãî íàäâèãàåòñÿ ëóííûé äèñê, èñ÷åçàåò íå ñðàçó, à ïðåäâàðèòåëüíî èñïûòàâ íåñêîëüêî âîçðàñòàþùèõ ïî àìïëèòóäå êîëåáàíèé ÿðêîñòè. Èñêëþ÷àþò ýòè ýôôåêòû ìàòåìàòè÷åñêèìè ìåòîäàìè, ñðàâíèâàÿ ñ íàáëþäàåìîé êàðòèíîé èçìåíåíèÿ ÿðêîñòè êðèâûå, ðàññ÷èòàííûå äëÿ èñòî÷íèêîâ ðàçëè÷íîãî óãëîâîãî äèàìåòðà. Âòîðîé íåäîñòàòîê äàííîãî ìåòîäà â òîì, ÷òî îäíî ëóííîå ïîêðûòèå — ýòî âñåãî ëèøü îäèí «ñêàí», äàþùèé îäíîìåðíîå ðàñïðåäåëåíèå ÿðêîñòè èñòî÷íèêà. Íî åñëè íàáëþäàòü íåñêîëüêî ïîêðûòèé îäíîãî è òîãî æå èñòî÷íèêà, òî ìîæíî ïîëó÷èòü íàáîð îäíîìåðíûõ ïðîôèëåé ÿðêîñòè ñ ðàçíûìè óãëàìè ñêàíèðîâàíèÿ. Äåëî â òîì, ÷òî Ëóíà 1

Ñì. http://lunar-occultations.com.

224

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


äâèæåòñÿ î÷åíü ñëîæíî è íèêîãäà íå ïîâòîðÿåò â òî÷íîñòè ñâîåãî ïóòè. Ïî ýòîìó íàáîðó ñêàíîâ íåñëîæíî âîññòàíîâèòü äâóìåðíóþ êàðòèíó ðàñïðåäåëåíèÿ ÿðêîñòè. Ïîêðûòèÿ Ëóíîé èñïîëüçóþòñÿ äëÿ èññëåäîâàíèé íå òîëüêî â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå: ÷ðåçâû÷àéíî øèðîêîå ïðèìåíåíèå â ñâîå âðåìÿ íàøåë ýòîò ìåòîä â ðåíòãåíîâñêîé àñòðîíîìèè, ïðèáîðû êîòîðîé ïîíà÷àëó îáëàäàëè î÷åíü íèçêèì óãëîâûì ðàçðåøåíèåì.  1963 ã. ðåíòãåíîâñêèå äåòåêòîðû èìåëè óãëîâîå ðàçðåøåíèå íåñêîëüêî ãðàäóñîâ, ïîýòîìó ìîñêîâñêèé àñòðîôèçèê È. Ñ. Øêëîâñêèé ïðåäëîæèë èññëåäîâàòü ðåíòãåíîâñêèé èñòî÷íèê â ñîçâåçäèè Òåëåö â òî âðåìÿ, êîãäà åãî ïîñòåïåííî çàêðûâàëà Ëóíà. Ýêñïåðèìåíò áûë ïðîâåäåí: â ðåçóëüòàòå èñòî÷íèê îòîæäåñòâèëè ñ Êðàáîâèä- Ðèñ. 5.3. Êðèâûå áëåñêà çâåçäû IRC+00233 íà íîé òóìàííîñòüþ è îïðåäåëèëè äëèíàõ âîëí 2 è 4 ìèêðîíà â ìîìåíò åå ïîêðûòèÿ Ëóíîé. Êðåñòèêè — äàííûå íàáëþäåíèé. åãî ðàçìåð — îêîëî 1¢, ÷òî áûëî Ñïëîøíàÿ êðèâàÿ — òåîðåòè÷åñêàÿ ìîäåëü äëÿ â ñîòíè ðàç ìåíüøå ðàçðåøàþ- çâåçäû óãëîâîãî ðàçìåðà 0,0045². Êîëåáàíèÿ ùåé ñïîñîáíîñòè ðåíòãåíîâñêî- áëåñêà âûçâàíû ýôôåêòîì äèôðàêöèè ñâåòà íà êðàþ ëóííîãî äèñêà: ÷åì ìåíüøå óãëîâîé ðàçãî äåòåêòîðà. ìåð çâåçäû, òåì ñèëüíåå äèôðàêöèîííûå êîëåÎñîáåííî òåñíî ðåíòãåíîâ- áàíèÿ áëåñêà. Èç ðàáîòû P. M. Harvey, A. Oldag ñêèå èñòî÷íèêè ðàñïîëîæåíû (Òåõàññêèé óíèâåðñèòåò), 2007 ã. íà íåáå â íàïðàâëåíèè ãàëàêòè÷åñêîãî öåíòðà. Ê ñ÷àñòüþ, ÷åðåç ýòîò ðàéîí âðåìÿ îò âðåìåíè ïðîõîäèò Ëóíà.  1971 ã. â õîäå ðàêåòíîãî ýêñïåðèìåíòà óäàëîñü îïðåäåëèòü êîîðäèíàòû áëèçêîãî ê ãàëàêòè÷åñêîìó öåíòðó ðåíòãåíîâñêîãî èñòî÷íèêà GX3+1 ñ òî÷íîñòüþ 25²´1². Ðåíòãåíîâñêèì òåëåñêîïàì òàêàÿ òî÷íîñòü ñòàëà äîñòóïíà ëèøü â êîíöå 1970-õ ãã. À åùå ðàíüøå, â 1950-å ãã., àíàëîãè÷íàÿ ñèòóàöèÿ ñëîæèëàñü â ðàäèîàñòðîíîìèè.  òî âðåìÿ ðàäèîòåëåñêîïû â ìåòðîâîì äèàïàçîíå èìåëè Ýêðàí ðàçìåðîì â òûñÿ÷è êèëîìåòðîâ

225


óãëîâîå ðàçðåøåíèå îêîëî 10°. Ïîýòîìó ðàäèîàñòðîíîìû ÷àñòî èñïîëüçîâàëè ìåòîäû ëóííûõ ïîêðûòèé äëÿ îïðåäåëåíèÿ òî÷íûõ êîîðäèíàò èñòî÷íèêîâ.  íàøå âðåìÿ íà ðàäèîèíòåðôåðîìåòðàõ äîñòèãíóòà ôàí òàñòè÷åñêàÿ ðàçðåøàþùàÿ ñïîñîáíîñòü — 0,0001², íî Ëóíà ïî-ïðåæíåìó îñòàåòñÿ â àðñåíàëå ðàäèîàñòðîíîìîâ. Íàïðèìåð, â ïîñëåäíèå ãîäû ïðè íàáëþäåíèè ðàäèîèçëó÷åíèÿ ìåæçâåçäíûõ ìîëåêóë ìåòîä ëóí íûõ ïîêðûòèé ïîçâîëèë äåòàëüíî èññëåäîâàòü ÿäðî íàøåé Ãàëàêòèêè. Íà÷èíàÿ ñ 1973 ã. Ëóíà ñòàëà âûñòóïàòü â íîâîé ðîëè: àìåðèêàíñêèé ðàäèîàñòðîíîìè÷åñêèé ñïóòíèê «Ýêñïëîðåð-49», âûéäÿ íà îêîëîëóííóþ îðáèòó, ðàçâåðíóë 230-ìåòðîâûå àíòåííû è ïðèñòóïèë ê èññëåäîâàíèþ íèçêî÷àñòîòíîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ Ñîëíöà, Þïèòåðà è äðóãèõ îáúåêòîâ, çàêðûâàÿñü ñ ïîìîùüþ Ëóíû îò ðàäèîøóìîâ çåìíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Çàìåòèì, ÷òî ïðè íàáëþäåíèè ñ áîðòà èñêóññòâåííûõ ñïóòíèêîâ Çåìëè è Ëóíû ìåòîä ëóííûõ ïîêðûòèé óäàåòñÿ ðàñïðîñòðàíèòü ïðàêòè÷åñêè íà âñå íåáî. Ïåðâûé îïûò ðàáîòû â ðàäèîòåíè Ëóíû îêàçàëñÿ óäà÷íûì, è òåïåðü ðàäèîàñòðîíîìû ãîòîâÿòñÿ ê ñîçäàíèþ ïîñòîÿííîé îáñåðâàòîðèè íà îáðàòíîé ñòîðîíå Ëóíû. Âïðî÷åì, ÿ îïàñàþñü, ÷òî ïîêà ýòà îáñåðâàòîðèÿ áóäåò ñîçäàíà, íàøè ìóçûêàëüíûå ðàäèîñòàíöèè äîáåðóòñÿ è äî îáðàòíîé ñòîðîíû Ëóíû. Èòàê, Ëóíà îòëè÷íî èñïîëíÿåò ðîëü çàñëîíêè. À íà ÷òî åùå îíà ãîäèòñÿ?  ñëåäóþùåì ðàçäåëå ìû óçíàåì, ÷òî Ëóíà — ïîäõîäÿùàÿ ìèøåíü äëÿ íåéòðèíî; âïîëíå âåðîÿòíî, ÷òî ñêîðî îíà áóäåò èñïîëüçîâàíà â ýòîì àìïëóà. À íåäàâíî ó íåå ïîÿâèëàñü åùå îäíà ðîëü: Ëóíó ìîæíî èñïîëüçîâàòü êàê çåðêàëî. Ìû íå èìååì â âèäó ëþáèòåëüñêóþ ðàäèîñâÿçü «÷åðåç Ëóíó», êîãäà ïðèíèìàþòñÿ îòðàæåííûå îò íåå ðàäèîâîëíû: ýòî èíòåðåñíî, íî íå èìååò îòíîøåíèÿ ê ïëàíåòàì. Àñòðîíîìû ñòàëè èñïîëüçîâàòü Ëóíó â ðîëè çåðêàëà ñëåäóþùèì îáðàçîì: âî âðåìÿ ëóííûõ çàòìåíèé íà ïîâåðõíîñòü Ëóíû ïîïàäàåò ñîëíå÷íûé ñâåò, ïðîøåäøèé ñêâîçü çåìíóþ àòìîñôåðó, çàòåì îí ÷àñòè÷íî îòðàæàåòñÿ îò Ëóíû, è àñòðîíîìû íà Çåìëå ìîãóò åãî íàáëþäàòü. ßðêîñòü Ëóíû âî âðåìÿ çàòìåíèÿ ïîêàçûâàåò, íàñêîëüêî ïðîçðà÷íà àòìîñôåðà Çåìëè, âåëèêà ëè â íåé îáëà÷íîñòü; öâåò ëóííîé ïîâåðõíîñòè ãîâîðèò î ñòåïåíè çàïûëåííîñòè íàøåé àòìîñôåðû. À ñîâñåì íåäàâíî ëóííîå çàòìåíèå ïîçâîëèëî âçãëÿíóòü íà Çåìëþ êàê íà ýêçîïëàíåòó. Èñïàíñêèå àñòðîôèçèêè (E. Palle è äð.) îïóáëèêîâàëè ðåçóëüòàòû ëþáîïûòíîé ðàáîòû, êîòîðûå óâåëè÷èâàþò øàíñ óñïåøíîãî ïîèñêà âíåñîëíå÷íûõ ïëàíåò ñ îðãàíè÷åñêîé æèçíüþ. Íàáëþäàÿ ÷àñòíîå ëóííîå çàòìåíèå 16 àâãóñòà 2008 ã., îíè ïîëó÷èëè ñïåêòð ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ, ïðîøåäøèé ÷åðåç àòìîñôåðó Çåìëè è îòðàæåííûé îò Ëóíû.  íåì áåç îñîáîãî òðóäà îáíàðóæèëèñü ëèíèè ìîëå226

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ðèñ. 5.4. ×àñòíîå ëóííîå çàòìåíèå 16 àâãóñòà 2008 ã. Ââåðõó ñëåâà: ñõåìà ïðîõîæäåíèÿ Ëóíû ÷åðåç ïîëóòåíü è òåíü Çåìëè. Óêàçàíî âñåìèðíîå âðåìÿ (UT). Ñïðàâà: ôîòî Ëóíû â ìàêñèìàëüíîé ôàçå çàòìåíèÿ (21:10 UT). Âíèçó: ñõåìà (íå â ìàñøòàáå) ïðîõîæäåíèÿ ñîëíå÷íûõ ëó÷åé ñêâîçü àòìîñôåðó Çåìëè ê Ëóíå è îòðàæåíèÿ îáðàòíî ê Çåìëå.

êóëÿðíîãî êèñëîðîäà, îçîíà, âîäÿíîãî ïàðà, ìåòàíà è óãëåêèñëîãî ãàçà. Ýòè áèîìàðêåðû â ñâîåé ñîâîêóïíîñòè îäíîçíà÷íî ñâèäåòåëüñòâóþò î íàëè÷èè æèçíè íà Çåìëå. Òàêèå æå íàáëþäåíèÿ çà ýêçîïëàíåòàìè ìîæíî ïðîâîäèòü â ïåðèîä èõ ïðîõîæäåíèÿ íà ôîíå èõ çâåçäû. Åùå îäíî íåîæèäàííîå èñïîëüçîâàíèå Ëóíû êàê çåðêàëà ïðîèçîøëî â îáëàñòè ãàììà-àñòðîíîìèè.  ïîñëåäíèå ãîäû àñòðîôèçèêè èíòåíñèâíî èññëåäóþò êîðîòêèå ãàììà-âñïëåñêè, èñòî÷íèêàìè êîòîðûõ, ïî-âèäèìîìó, ñëóæàò ñàìûå óäèâèòåëüíûå êîñìè÷åñêèå îáúåêòû — íåéòðîííûå çâåçäû, âçðûâû ñâåðõíîâûõ è, âîçìîæíî, ÷òî-òî åùå íåèçâåñòíîå. Àïïàðàòóðà äëÿ ðåãèñòðàöèè ãàììà-ëó÷åé óñòàíàâëèâàåòñÿ íà êîñìè÷åñêèõ îáñåðâàòîðèÿõ, ïîñêîëüêó ñêâîçü çåìíóþ àòìîñôåðó ýòè ëó÷è íå ïðîõîäÿò. Ó êàæäîãî ãàììà-äåòåêòîðà åñòü îïðåäåëåííûé äèíàìè÷åñêèé äèàïàçîí: î÷åíü ñëàáûõ âñïûøåê îí íå çàìå÷àåò, à îò ñëèøêîì ñèëüíûõ åãî çàøêàëèâàåò. Èìåííî òàêàÿ ñâåðõñèëüíàÿ âñïûøêà íàáëþäàëàñü 27 äåêàáðÿ 2004 ã. îò èñòî÷íèêà SGR 1806-20, ïî-âèäèìîìó, ñâÿçàííîãî ñ íåéòðîííîé çâåçäîé-ìàãíèòàðîì. Âñïûøêó çàôèêñèðîâàëè ìíîãèå ñïóòíèêè, èìåþùèå ñîîòâåòñòâóþùóþ àïïàðàòóðó, íî èçìåðèòü ïàðàìåòðû ñàìîé ÿðêîé åå ôàçû íå ñìîãëè, ïîñêîëüêó ïðèáîðû «îñëåïëè» îò ñëèøêîì ñèëüíîãî ïîòîêà ãàììà-ëó÷åé.  ýòî âðåìÿ Ýêðàí ðàçìåðîì â òûñÿ÷è êèëîìåòðîâ

227


ðîññèéñêèé ñïóòíèê «Êîðîíàñ-Ô» ñ ãàììà-ñïåêòðîìåòðîì íà áîðòó îêàçàëñÿ â òåíè Çåìëè, è âñïûøêà åãî íå îñëåïèëà, íî ÷åðåç íåñêîëüêî ñåêóíä îí çàôèêñèðîâàë îñëàáëåííîå ýõî ýòîé âñïûøêè: ëó÷è îòðàçèëèñü îò Ëóíû! Èõ ïîòîêà îêàçàëîñü äîñòàòî÷íî äëÿ èçìåðåíèé. Ïðàâ áûë Êîçüìà Ïðóòêîâ: Ëóíà ïîëåçíåå Ñîëíöà!

Çåìëÿ — ôèëüòð, ìèøåíü, äåòåêòîð óò ñàìîå âðåìÿ âñïîìíèòü, ÷òî íàøà Çåìëÿ — íå òîëüêî «ìîäåëü ýêçîïëàíåòû», íî è ñàìà — ïîëíîïðàâíàÿ ïëàíåòà. Ìîæåò ëè îíà èãðàòü ðîëü òåëåñêîïà èëè õîòÿ áû êàê-òî ñïîñîáñòâîâàòü èçó÷åíèþ Âñåëåííîé? Êàçàëîñü áû, çåìíûå ÿâëåíèÿ òîëüêî ìåøàþò àñòðîíîìè÷åñêèì íàáëþäåíèÿì: äîñòàòî÷íî âñïîìíèòü î ñâå÷åíèè íî÷íîãî íåáà, àòìîñôåðíîì äðîæàíèè, ïî÷òè ïîëíîé íåïðîçðà÷íîñòè àòìîñôåðû â ðåíòãåíîâñêîì, èíôðàêðàñíîì è óëüòðàôèîëåòîâîì äèàïàçîíàõ. Íåñìîòðÿ íà ýòî, â ïîñëåäíèå ãîäû Çåìëÿ âñå ÷àùå ñòàíîâèòñÿ ýëåìåíòîì àñòðîôèçè÷åñêèõ ïðèáîðîâ. Âîò íåñêîëüêî ïðèìåðîâ. ×òîáû íàáëþäàòü êîñìè÷åñêîå ãàììà-èçëó÷åíèå, êàê óæå ãîâîðèëîñü, àïïàðàòóðó ïðèõîäèòñÿ âûâîäèòü çà ïðåäåëû çåìíîé àòìîñôåðû íà êîñìè÷åñêèõ àïïàðàòàõ. Íî è â êîñìè÷åñêîì ïðîñòðàíñòâå òðóäíî çàðåãèñòðèðîâàòü «ñâåðõæåñòêèå» ãàììà-êâàíòû, ýíåðãèÿ êîòîðûõ ïðåâûøàåò 100 ÃýÂ. Ýòî «ñâåðõïðîíèêàþùåå» èçëó÷åíèå ñïîñîáíû çàäåðæàòü è îáíàðóæèòü òîëüêî äåòåêòîðû ðàçìåðîì â äåñÿòêè è ñîòíè ìåòðîâ. Äëÿ èõ çàïóñêà â êîñìîñ äàæå íåò äîñòàòî÷íî ãðóçîïîäúåìíîé ðàêåòû. Ê ñ÷àñòüþ, îêàçàëîñü, ÷òî äåòåêòîðîì äëÿ òàêèõ êâàíòîâ ìîæåò áûòü… àòìîñôåðà Çåìëè! Ó÷åíûå âîñïîëüçîâàëèñü òåì îáñòîÿòåëüñòâîì, ÷òî ãàììà-êâàíò ñâåðõâûñîêîé ýíåðãèè, ïðîõîäÿ ÷åðåç çåìíóþ àòìîñôåðó, ñîçäàåò â íåé ëèâåíü ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. Êàæäàÿ çàðÿæåííàÿ ÷àñòèöà ýòîãî ëèâíÿ, äâèãàÿñü ñ îêîëîñâåòîâîé ñêîðîñòüþ (êîòîðàÿ âûøå ñêîðîñòè ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà â àòìîñôåðå), âûçûâàåò ÷åðåíêîâñêîå ñâå÷åíèå. Ïîòîê îïòè÷åñêèõ ôîòîíîâ ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ â òîì æå íàïðàâëåíèè, ÷òî è ïîðîäèâøèé åãî ãàììà-êâàíò. Îñòàåòñÿ òîëüêî çàðåãèñòðèðîâàòü ýòîò ñâåò ñ ïîìîùüþ îáû÷íîãî òåëåñêîïà. Ïåðâûìè â ìèðå ñèñòåìàòè÷åñêèå íàçåìíûå èññëåäîâàíèÿ êîñìè÷åñêîãî ãàììà-èçëó÷åíèÿ íà÷àëè ïðîâîäèòü ñîòðóäíèêè Ôèçè÷åñêîãî èíñòèòóòà èìåíè Ï. Í. Ëåáåäåâà ÐÀÍ (ÔÈÀÍ) åùå â 1964 ã. Íà Òÿíü-Øàíüñêîé âûñîêîãîðíîé ñòàíöèè ÔÈÀÍà è â Êðûìñêîé àñòðîôèçè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè ðåãèñòðàöèÿ ÷åðåíêîâñêîãî èçëó÷åíèÿ óñïåøíî îñóùåñòâëÿëàñü ñíà÷àëà ñ ïîìîùüþ ïàðàáîëè÷åñêèõ çåðêàë äèàìåòðîì 1,5 ì (îò ïðîæåêòîðîâ ÏÂÎ), à ïîçæå — ñ ïîìîùüþ ìíîãîçåðêàëüíûõ êîëëåê-

Ò

228

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


òîðîâ ñâåòà. Àòìîñôåðà Çåìëè íå òîëüêî íå ìåøàëà èì, íî è áûëà íåîáõîäèìûì ýëåìåíòîì óñòàíîâêè. Ñåé÷àñ óæå â íåñêîëüêèõ ñòðàíàõ äåéñòâyþò ïîäîáíûå ãàììà-òåëåñêîïû. Îäèí èç êðóïíåéøèõ — VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System) â Àðèçîíå ñîñòîèò èç ÷åòûðåõ 12-ìåòðîâûõ êîëëåêòîðîâ ñâåòà è ðåãèñòðèðóåò êâàíòû ñ ýíåðãèåé îò 50 Ãý äî 50 ÒýÂ. Êàæäûé èç êîëëåêòîðîâ ñîáðàí èç 350 ïëîñêèõ øåñòèóãîëüíûõ çåðêàë, êîòîðûå îòðàæàþò ñâåò â ôîêóñ êîëëåêòîðà, ãäå íàõîäèòñÿ ñèñòåìà ðåãèñòðàöèè íà îñíîâå ôîòîýëåêòðîííûõ óìíîæèòåëåé (ÔÝÓ). Ñ ïîìîùüþ ýòèõ ïðèáîðîâ óæå îáíàðóæåíû äåñÿòêè èñòî÷íèêîâ ñâåðõæåñòêîãî ãàììà-èçëó÷åíèÿ, êàê â íàøåé Ãàëàêòèêå, òàê è â ñîñåäíèõ. Êñòàòè, òàêèì æå ìåòîäîì ðåãèñòðèðóþò è ÷àñòèöû êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé ñâåðõâûñîêîé ýíåðãèè, êîòîðûå òàêæå Ðèñ. 5.5. Ñõåìà ðåãèñòðàöèè ñâåðõæåñòêèõ ïðè âçàèìîäåéñòâèè ñ àòìîñôåðîé êîñìè÷åñêèõ ãàììà-êâàíòîâ, ïîðîæäàþÇåìëè ïîðîæäàþò ïîòîê âòîðè÷íûõ ùèõ â çåìíîé àòìîñôåðå ÷åðåíêîâñêîå ÷àñòèö — øèðîêèé àòìîñôåðíûé ëè- ñâå÷åíèå. Àòìîñôåðà ïëàíåòû èãðàåò ðîëü ñöèíòèëëÿòîðà — ïðîçðà÷íîé ñðåäû, â êîâåíü, äàþùèé âñïûøêó ÷åðåíêîâñêî- òîðîé ðîæäàþòñÿ ÷åðåíêîâñêèå ôîòîíû. ãî èçëó÷åíèÿ. Íåîöåíèìà ðîëü Çåìëè è ïðè íàáëþäåíèè êîñìè÷åñêèõ íåéòðèíî.  íàøåé ñòðàíå â íåäðàõ ãîðû Àíäûð÷è â Ïðèýëüáðóñüå ñîîðóæåí îäèí èç êðóïíåéøèõ â ìèðå íåéòðèííûõ òåëåñêîïîâ, â êîòîðîì Çåìëå îòâåäåíî ñðàçó íåñêîëüêî âàæíûõ ôóíêöèé. Âî-ïåðâûõ, îíà ñëóæèò ôèëüòðîì, íå ïðîïóñêàþùèì ê òåëåñêîïó ïîòîêè êîñìè÷åñêèõ ëó÷åé. Âî-âòîðûõ, çåìíîé øàð èñïîëüçóåòñÿ â êà÷åñòâå ìèøåíè, âçàèìîäåéñòâóÿ ñ êîòîðîé íåéòðèíî ðîæäàþò ïîòîêè ìþîíîâ. Ýòè ìþîíû ðåãèñòðèðóþòñÿ ñ÷åò÷èêàìè íåéòðèííîãî òåëåñêîïà. Ñðàâíèâàÿ ïîòîêè íåéòðèíî, ïðèõîäÿùèå ñâåðõó è ñíèçó, ìîæíî îïðåäåëèòü ñå÷åíèå âçàèìîäåéñòâèÿ íåéòðèíî ñ çåìíûì øàðîì, èíà÷å ãîâîðÿ, èçìåðèòü êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàíèÿ ïëàíåòû-ôèëüòðà. Çåìëÿ — ôèëüòð, ìèøåíü, äåòåêòîð

229


Ðèñ. 5.6. ×åòûðå êîëëåêòîðà ñâåòà, ñîñòàâëÿþùèõ ÷åðåíêîâñêèé òåëåñêîï VERITAS.

Òàêèå ïîäçåìíûå óñòàíîâêè ïî ðåãèñòðàöèè íåéòðèíî ðàáîòàþò óæå â íåñêîëüêèõ ñòðàíàõ. Îäíà èç ñàìûõ ñîâåðøåííûõ ðàñïîëîæåíà áëèç ãîðîäà Ñàäáåðè (ïðîâ. Îíòàðèî, Êàíàäà).  øàõòå Êðàéãòîí íà ãëóáèíå 2070 ì íàõîäèòñÿ ïðîçðà÷íûé ïëåêñèãëàñîâûé øàð äèàìåòðîì 12 ì, çàïîëíåííûé 1000 ò òÿæåëîé âîäû (D2O). Âîêðóã íåãî ðàñïîëîæåíû 9600 ÔÝÓ, íàïðàâëåííûå â öåíòð øàðà è ðåãèñòðèðóþùèå âñïûøêè ÷åðåíêîâñêîãî ñâåòà îò áûñòðûõ ýëåêòðîíîâ, ðîæäàþùèõñÿ â ðåàêöèè ne + D ® e– + p + p. Âñÿ ýòà êîíñòðóêöèÿ ïîìåùåíà â åùå áîëüøèé ðåçåðâóàð ñ 7300 ò îáû÷íîé, íî î÷åíü ÷èñòîé âîäû, èãðàþùåé ðîëü çàùèòû îò ðàäèîàêòèâíîãî èçëó÷åíèÿ ãîðíûõ ïîðîä. Èìåííî íà Ñàäáåðèéñêîé íåéòðèííîé îáñåðâàòîðèè (SNO) â 2002 ã. áûëà ðåøåíà òàê íàçûâàåìàÿ ïðîáëåìà ñîëíå÷íîãî íåéòðèíî — ñëàáîñòü íàáëþäàåìîãî ïîòîêà ýëåêòðîííûõ íåéòðèíî èç íåäð Ñîëíöà ïî ñðàâíåíèþ ñ òåîðåòè÷åñêè ðàññ÷èòàííûì ïîòîêîì, êîòîðûé äîëæåí áûòü, åñëè â ãëóáèíàõ Ñîëíöà èäóò òåðìîÿäåðíûå ðåàêöèè. Îêàçàëîñü, ÷òî ïî ïóòè îò Ñîëíöà ê Çåìëå ÷àñòü ýëåêòðîííûõ íåéòðèíî ïðåâðàùàåòñÿ â íåéòðèíî äðóãèõ ñîðòîâ — ìþîííûå è òàó, à èõ ïîêà íå óìååò ðåãèñòðèðîâàòü íè îäèí äåòåêòîð, êðîìå äåòåêòîðà SNO. Îòêðûòèå âçàèìíûõ ïðåâðàùåíèé (îñöèëëÿöèé) íåéòðèíî ðàçíûõ ñîðòîâ (ïîêîëåíèé) çàñòàâèëî ôèçèêîâ âçÿòüñÿ çà ìîäåðíèçàöèþ òåîðèè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö. 230

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ðèñ. 5.7. Ñõåìà îáíàðóæåíèÿ íåéòðèíî, ïðîíèçûâàþùåãî çåìíîé øàð. Óñ òàíîâêà òàêîãî òèïà — â ïîëíîì ñìûñëå ñëîâà «ïëàíåòà-òåëåñêîï».

Ìàñøòàá Ñàäáåðèéñêîãî ïðèáîðà ïîðàæàåò, íî ýòà óñòàíîâêà íå ñàìàÿ êðóïíàÿ ñðåäè íåéòðèííûõ äåòåêòîðîâ. Íàïðèìåð, ÿïîíñêèé äåòåêòîð «Ñóïåð-Êàìèîêàíäå», òàêæå îïóùåííûé ãëóáîêî ïîä çåìëþ, èìååò ðåçåðâóàð äèàìåòðîì 40 ì, çàïîëíåííûé 22 000 ò îáû÷íîé âîäû è îêðóæåííûé 11 200 ôîòîóìíîæèòåëÿìè. Âåñ âñåé óñòàíîâêè 50 000 ò. Íî íå íóæíî äóìàòü, ÷òî àñòðîôèçèêè ñòðàäàþò ãèãàíòîìàíèåé. Íåóëîâèìûå íåéòðèíî, ñ ëåãêîñòüþ ïðîíèçûâàþùèå Ñîëíöå è Çåìëþ, ïðîñòî íå çàìå÷àþò íà ñâîåì ïóòè óñòàíîâêè ìåíüøåãî ìàñøòàáà. Ðàçâèâàÿ èäåþ «ïëàíåòà-òåëåñêîï», íåêîòîðûå íàó÷íûå êîëëåêòèâû ðåøèëè âîîáùå îòêàçàòüñÿ îò èñêóññòâåííûõ ðåçåðâóàðîâ ãèãàíòñêîãî îáúåìà, à èñïîëüçîâàòü âìåñòî ýòîãî ïðèðîäíûå ðåçåðâóàðû — îçåðà è ìîðÿ. Ãëóáîêîâîäíûé âîäîåì ìîæåò áûòü è ôèëüòðîì (íå íóæíà øàõòà!), è ñöèíòèëëÿòîðîì (íå íóæåí äîðîãîé ðåçåðâóàð). Òðåáóþòñÿ òîëüêî ÔÝÓ, êîòîðûå ñëåäóåò îïóñòèòü «âî ãëóáèíó» ïðîçðà÷íûõ âîä è ñëåäèòü òàì, â àáñîëþòíîé òåìíîòå, çà ñëàáåíüêèìè âñïûøêàìè ÷åðåíêîâñêîãî ñâåòà, ñîïðîâîæäàþùèìè ëèâíè ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö, ðîæäåííûõ íåéòðèíî â òîëùå âîäû. Òàêèå óñòàíîâêè óæå íà÷àëè ðàáîòàòü íà îçåðå Áàéêàë, ãäå äåòåêòîðû îïóùåíû íà ãëóáèíó 1 êì, à òàêæå â Ñðåäèçåìíîì ìîðå — ó áåðåãîâ Ôðàíöèè (ýêñïåðèìåíò ANTARES) íà ãëóáèíå 2,5 êì è ó ïîáåðåæüÿ Ãðåöèè (ýêñïåðèìåíò NESTOR) íà ãëóáèíå 4 êì. Åñëè ñìîòðåòü â ïåðñïåêòèâó, òî âåñüìà ïðèâëåêàòåëüíûìè «ïëàíåòàìè-òåëåñêîïàìè» äëÿ èññëåäîâàòåëåé íåéòðèíî ñî âðåìåíåì ìîãóò ñòàòü Åâðîïà, ñïóòíèê Þïèòåðà, è Ýíöåëàä, ñïóòíèê Ñàòóðíà, ñ èõ ïîäëåäíûìè îêåàíàìè ãëóáèíîé â äåñÿòêè êèëîìåòðîâ. Çåìëÿ — ôèëüòð, ìèøåíü, äåòåêòîð

231


Êñòàòè, ëåä — òîæå îòëè÷íàÿ ñðåäà äëÿ ñîîðóæåíèÿ ãèãàíòñêèõ ÷åðåíêîâñêèõ äåòåêòîðîâ, è ýòèì óæå âîñïîëüçîâàëèñü àñòðîôèçèêè.  ëåäÿíîì êóïîëå Àíòàðêòèäû, ïðÿìî íà Þæíîì ïîëþñå, â òå÷åíèå ïîñëåäíèõ íåñêîëüêèõ ëåò ïðîâîäèëñÿ ýêñïåðèìåíò AMANDA (Antarctic Muon And Neutrino Detector Array — ìàññèâ ìþîííûõ è íåéòðèííûõ äåòåêòîðîâ â Àíòàðêòèêå). Âî ëüäó áûëè ïðîïëàâëåíû âåðòèêàëüíûå ñêâàæèíû è â íèõ íà ãëóáèíó îò 1,5 äî 2 êì îïóùåíû ãèðëÿíäû ôîòîóìíîæèòåëåé. Ïîä äàâëåíèåì âûøåëåæàùèõ ñëîåâ ëåä ïðèîáðåòàåò ÷ðåçâû÷àéíî âûñîêóþ ïðîçðà÷íîñòü, ê òîìó æå îí îáëàäàåò î÷åíü íèçêèì ðàäèàöèîííûì ôîíîì è õîðîøî îõëàæäàåò ÔÝÓ, óìåíüøàÿ óðîâåíü øóìîâ. Ýêñïåðèìåíò îêàçàëñÿ óñïåøíûì, è òåïåðü óñòàíîâêà ðàñøèðÿåòñÿ âãëóáü è âøèðü, ïîëó÷èâ íîâîå èìÿ — IceCube Neutrino Observatory. Ãëóáèíà óâåëè÷èëàñü äî 2,5 êì, à ïëîùàäü, íà êîòîðîé ïî ëåäÿíîìó êóïîëó ðàñïðåäåëåíû ãèðëÿíäû äåòåêòîðîâ, äîñòèãíåò 1 êì2. Òàê ÷òî îáúåì ëåäÿíîãî ÷åðåíêîâñêîãî òåëåñêîïà áóäåò ðàâåí îäíîìó êóáè÷åñêîìó êèëîìåòðó! Êàê ó ÿäðà íåáîëüøîé êîìåòû. À òåïåðü âñïîìíèì, ÷òî â âîäå è âî ëüäó ëó÷øå âñåãî ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ âñå æå íå ñâåò, à çâóê. Èìåííî ïîýòîìó äëÿ ðûá ñëóõ âàæíåå çðåíèÿ. Åùå â 1977 ã. ñîâåòñêèå ôèçèêè Ã. À. Àñêàðüÿí è Á. À. Äîëãîøåèí ïðåäëîæèëè ïðîåêò àêóñòè÷åñêîé ðåãèñòðàöèè íåéòðèíî. Ëèâåíü âòîðè÷íûõ ÷àñòèö, ðîæäåííûõ ïðè âçàèìîäåéñòâèè íåéòðèíî ñ ÿäðàìè àòîìîâ âîäû, äîëæåí âûçûâàòü â âîäå êîðîòêèé ùåë÷îê, äëèòåëüíîñòüþ âñåãî îêîëî 100 ìêñ. Çàðåãèñòðèðîâàâ çâóê èç íåñêîëüêèõ òî÷åê, ìîæíî îïðåäåëèòü íàïðàâëåíèå ïðèõîäà íåéòðèíî. Îñîáûé èíòåðåñ ê ýòîìó ìåòîäó ïîÿâèëñÿ â ñâÿçè ñ òåì, ÷òî â ãîäû «õîëîäíîé âîéíû» íà äíå îêåàíîâ áûëè ðàñêèíóòû îáøèðíûå ñåòè ÷óâñòâèòåëüíûõ ãèäðîôîíîâ äëÿ îáíàðóæåíèÿ âðàæåñêèõ ïîäâîäíûõ ëîäîê. Íàïðèìåð, áàçà ÑØÀ â Àòëàíòèêå âáëèçè Áàãàìñêèõ îñòðîâîâ çàíèìàåò ïîäâîäíîå ïðîñòðàíñòâî ïëîùàäüþ 250 êì2. Ñåé÷àñ òàì ïëàíèðóåòñÿ ñîçäàòü ïîäâîäíóþ àêóñòè÷åñêóþ óñòàíîâêó ñ 52 ãèäðîôîíàìè äëÿ îáíàðóæåíèÿ íåéòðèíî. Åùå áîëåå ãðàíäèîçíûé ïðîåêò DUMAND (Deep Underwater Muon And Neutrino Detector) ðàçâèâàëñÿ ñ 1976 ïî 1995 ãã. â Òèõîì îêåàíå áëèç îñòðîâà Ãàâàéè. Òàì íà ãëóáèíå 5 êì ïðåäïîëàãàëîñü ðàçâåðíóòü îáúåäèíåííóþ ñèñòåìó îïòè÷åñêîé è àêóñòè÷åñêîé ðåãèñòðàöèè íåéòðèíî. Ñåé÷àñ ïðîåêò îñòàíîâëåí, íî åãî íàðàáîòêè è ÷àñòü îáîðóäîâàíèÿ èñïîëüçóþòñÿ â äðóãèõ, ìåíåå äîðîãîñòîÿùèõ, ïðîåêòàõ ïîäâîäíûõ íåéòðèííûõ äåòåêòîðîâ. Íî, ïîæàëóé, åùå áîëåå ãðàíäèîçíàÿ èäåÿ — èñïîëüçîâàòü âñþ Çåìëþ öåëèêîì â êà÷åñòâå òåëåñêîïà. Ïëàíåòà Çåìëÿ ìîæåò ñëóæèòü äåòåêòîðîì ñàìîãî ýêçîòè÷åñêîãî âèäà èçëó÷åíèÿ — ãðàâèòàöèîííûõ 232

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ðèñ. 5.8. Ñõåìà ðåãèñòðàöèè ãðàâèòàöèîííûõ âîëí, â êîòîðîé èñïîëüçóåòñÿ ñïåöèàëüíûé ñåéñìîìåòð, ôèêñèðóþùèé êîëåáàíèÿ çåìíîãî øàðà.

Ñåéñìîìåòð

Ðåãèñòðèðóþùèé ïðèáîð

Ãðàâèòàöèîííûå âîëíû

âîëí.  ïîëå ãðàâèòàöèîííîãî èçëó÷åíèÿ Çåìëÿ â ïðîñòåéøåì ñëó÷àå äîëæíà äåôîðìèðîâàòüñÿ â ýëëèïñîèä, âûòÿíóòûé ïåðïåíäèêóëÿðíî íàïðàâëåíèþ ïðèõîäÿùåé âîëíû, ïðè÷åì ñòåïåíü âûòÿíóòîñòè èçìåíÿåòñÿ ñ ÷àñòîòîé ïðèõîäÿùåãî ãðàâèòàöèîííîãî èçëó÷åíèÿ.  ðåçóëüòàòå â òåëå Çåìëè áóäóò âîçáóæäàòüñÿ ñåéñìè÷åñêèå êîëåáàíèÿ.  ïðèíöèïå òàêèå æå êîëåáàíèÿ äîëæíû âîçáóæäàòüñÿ è â ëàáîðàòîðíûõ òâåðäîòåëüíûõ äåòåêòîðàõ ãðàâèòàöèîííûõ âîëí. Ýòî, êàê ïðàâèëî, ìåòàëëè÷åñêèå áîëâàíêè ìàññîé îêîëî òîííû, ñíàáæåííûå ÷óâñòâèòåëüíûìè äàò÷èêàìè êîëåáàíèé. Íàèëó÷øèì îáðàçîì òàêèå äåòåêòîðû îòêëèêàþòñÿ íà òó ãðàâèòàöèîííóþ âîëíó, ÷àñòîòà êîòîðîé ñîâïàäàåò ñ ÷àñòîòîé ñîáñòâåííûõ êîëåáàíèé áîëâàíêè: äëÿ ëàáîðàòîðíûõ äåòåêòîðîâ ýòî çâóêîâûå ÷àñòîòû (1 Ãö — 10 êÃö), äëÿ Çåìëè — èíôðàçâóêîâûå (0,1–10 Ãö), ÷òî èíòåðåñíåå ñ òî÷êè çðåíèÿ àñòðîôèçèêè. Ðåãèñòðèðóÿ êîëåáàíèÿ çåìíîé ïîâåðõíîñòè ñïåöèàëüíûì ñåéñìîìåòðîì, èññëåäîâàòåëè íàäåþòñÿ îáíàðóæèòü ãðàâèòàöèîííîå èçëó÷åíèå ïóëüñàðîâ è âðàùàþùèõñÿ áåëûõ êàðëèêîâ. Óæå ÷åòâåðòü âåêà â ðàçëè÷íûõ ðàéîíàõ Çåìëè ñòàâÿòñÿ òàêèå ýêñïåðèìåíòû. Çà ýòî âðåìÿ ÷óâñòâèòåëüíîñòü àïïàðàòóðû áûëà ïîâûøåíà â òûñÿ÷è ðàç, íî ïîêà íà ôîíå ñåéñìè÷åñêèõ øóìîâ íå óäàëîñü âûäåëèòü êîëåáàíèé ñ ïåðèîäàìè, áëèçêèìè èëè êðàòíûìè ïåðèîäàì èçâåñòíûõ ïóëüñàðîâ. Áûëè äàæå ïîïûòêè ïîñòàâèòü àíàëîãè÷íûé ýêñïåðèìåíò íà Ëóíå, êóäà ó÷àñòíèêè ýêñïåäèöèé «Àïîëëîí» äîñòàâèëè ñåéñìîìåòðû. Íî ýòè ïîïûòêè çàêîí÷èëèñü áåçðåçóëüòàòíî. Âïðî÷åì, àñòðîôèçèêè ïîñòîÿííî ïûòàþòñÿ ïðèñïîñîáèòü Ëóíó äëÿ èçó÷åíèÿ êîñìîñà. Åå ðîëü ïðè èññëåäîâàíèè Ñîëíöà è çâåçä ìû óæå îáñóæäàëè, íî è íåéòðèííàÿ àñòðîíîìèÿ òîæå ïðèãëÿäûâàåòñÿ ê Ëóíå. Ïðîëåòàÿ ñêâîçü ïëàíåòó èëè åå ñïóòíèê, âûñîêîýíåðãè÷íîå íåéòðèíî ìîæåò ðîäèòü ëèâåíü âòîðè÷íûõ çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, êîòîðûå, êàê ìû çíàåì, èñïóñêàþò â ñðåäå ÷åðåíêîâñêîå èçëó÷åíèå, ïðèÇåìëÿ — ôèëüòð, ìèøåíü, äåòåêòîð

233


÷åì íå òîëüêî îïòè÷åñêîå, íî è ðàäèî. Åñëè îïòè÷åñêèå ÷åðåíêîâñêèå âñïûøêè ìîæíî çàìåòèòü òîëüêî â ïðîçðà÷íîé ñðåäå (âîçäóõ, âîäà), òî ðàäèîâîëíû ìîãóò âûõîäèòü èç ãëóáèí ïëàíåòû. Êñòàòè, ýòîò ìåòîä ðåãèñòðàöèè íåéòðèíî òîæå ïðåäëîæèë Ã. À. Àñê àðüÿí åùå â 1961 ã. Äëÿ ãåíåðàöèè ÷åðåíêîâñêîãî ðàäèîèçëó÷åíèÿ ïðåêðàñíî ïîäõîäèò Ëóíà, îñîáåííî åå îáðàòíàÿ ñòîðîíà — çàïîâåäíîå ìåñòî â ñìûñëå ðàäèîïîìåõ. Íî íàçåìíûì ðàäèîòåëåñêîïàì îáðàòíàÿ ñòîðîíà Ëóíû íå âèäíà. Ïîýòîìó èñõîäÿùåå îòòóäà èçëó÷åíèå äîëæåí ðåãè ñòðèðîâàòü ñïóòíèê íà îêîëîëóííîé îðáèòå, ñíàáæåííûé ÷óâñòâè òåëüíûìè ðàäèîàíòåííàìè. Âîò òàêîé íåéòðèííûé òåëåñêîï ïîëó÷àåòñÿ: äàæå íå ïëàíåòà, à ñïóòíèê (Ëóíà) + ñïóòíèê ñïóòíèêà. À òåïåðü âåðíåìñÿ ê Ëóíå â ðîëè ãðàâèòàöèîííîé àíòåííû. Åñëè ïîêà Ëóíó â ýòîé ðîëè íå óäàåòñÿ èñïîëüçîâàòü «ñîëî», òî ïî÷åìó áû íå ñîçäàòü äóýò «Çåìëÿ—Ëóíà»? Ïðè ïðîõîæäåíèè ãðàâèòàöèîííîé âîëíû ìåæäó ñâîáîäíûìè òåëàìè ïåðèîäè÷åñêè ìåíÿåòñÿ ðàññòîÿíèå. Ïðè ýòîì ÷åì áîëüøå ðàññòîÿíèå, òåì ñèëüíåå îíî ìåíÿåòñÿ. Ãðàâèòàöèîííàÿ àíòåííà «Çåìëÿ—Ëóíà» îòëè÷íî ïîäõîäèò äëÿ ðåãèñòðàöèè äëèííîâîëíîâîãî ãðàâèòàöèîííîãî èçëó÷åíèÿ ñ ïåðèîäîì êîëåáàíèé îêîëî 2–3 ñåêóíä. Äëÿ ýòîãî íóæíî òî÷íî èçìåðÿòü ðàññòîÿíèå ìåæäó öåíòðàìè Çåìëè è Ëóíû. Òàêèå èçìåðåíèÿ îñóùåñòâëÿþòñÿ ìåòîäîì ëàçåðíîé ëîêàöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì óãîëêîâûõ îòðàæàòåëåé, äîñòàâëåííûõ íà ïîâåðõíîñòü Ëóíû ñîâåòñêèìè è àìåðèêàíñêèìè êîñìè÷åñêèìè àïïàðàòàìè. Äîñòèãíóòàÿ ïðè ýòîì òî÷íîñòü — îêîëî 1 ñì — ïîêà íåäîñòàòî÷íà äëÿ öåëåé ãðàâèòàöèîííîâîëíîâîé àñòðîíîìèè, íî ìîæíî íàäåÿòüñÿ, ÷òî ïåðåõîä îò ëîêàöèè ê ëàçåðíîé èíòåðôåðîìåòðèè ðåçêî ïîâûñèò ÷óâñòâèòåëüíîñòü ãðàâèòàöèîííîé àíòåííû «Çåìëÿ—Ëóíà», òàê êàê èíòåðôåðîìåòð ñïîñîáåí ïî÷óâñòâîâàòü èçìåíåíèå ðàññòîÿíèÿ â íåñêîëüêî àíãñòðåì.

Ìåðòâàÿ çâåçäà — ãåíåðàòîð ñòàíäàðòíûõ ñèãíàëîâ ñòðîôèçèêè ïðåäëàãàþò âñå íîâûå ñïîñîáû «ïîéìàòü» ãðàâèòàöèîííîå èçëó÷åíèå. Íà ïîìîùü ïðèçâàíû ðàäèîïóëüñàðû êàê èñòî÷íèêè èìïóëüñîâ ñòðîãî ïîñòîÿííîé ÷àñòîòû. Èäåÿ ïðîñòà. Ïðåäñòàâüòå ñåáå, ÷òî ãäå-òî íà ïóòè îò ïóëüñàðà ê Çåìëå íàõîäèòñÿ èñòî÷íèê ãðàâèòàöèîííîãî èçëó÷åíèÿ, íàïðèìåð òåñíàÿ äâîéíàÿ çâåçäà. Òîãäà ñâîéñòâà ïðîñòðàíñòâà â ýòîé îáëàñòè íå îñòàþòñÿ íåèçìåííûìè, âåäü ãðàâèòàöèîííàÿ âîëíà — ýòî è åñòü ïåðèîäè÷åñêîå èçìåíåíèå ñâîéñòâ ïðîñòðàíñòâà-âðåìåíè! Ðàäèîñèãíàëó ïóëüñàðà ïîíàäîáèòñÿ

À

234

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ðèñ. 5.9. Ãðàâèòàöèîííîå èçëó÷åíèå òåñíîé äâîéíîé çâåçäû ìîæíî îáíàðóæèòü, èññëåäóÿ ðàäèîèçëó÷åíèå ïóëüñàðà, ðàñïîëîæåííîãî îò íàáëþäàòåëÿ äàëüøå, ÷åì äâîéíàÿ ñèñòåìà.

òî ÷óòü áîëüøå, òî ÷óòü ìåíüøå âðåìåíè, ÷òîáû äîñòè÷ü Çåìëè. Ðàäèîàñòðîíîìû â ïðèíöèïå ìîãëè áû çàìåòèòü òàêèå ïåðèîäè÷åñêèå èçìåíåíèÿ â ìîìåíòàõ ïðèõîäà èìïóëüñîâ è ñðàâíèòü èõ ïåðèîä ñ ïåðèîäîì îáðàùåíèÿ òåñíîé äâîéíîé çâåçäû. Ïðè ñîâïàäåíèè ýòèõ äâóõ ïåðèîäîâ ìîæíî êîíñòàòèðîâàòü íàëè÷èå ãðàâèòàöèîííûõ âîëí â ïðîñòðàíñòâå ìåæäó ïóëüñàðîì è Çåìëåé. Ê ñîæàëåíèþ, íà ïóòè îñóùåñòâëåíèÿ òàêîãî ýêñïåðèìåíòà ìíîãî òðóäíîñòåé. Ìåæçâåçäíîå è ìåæïëàíåòíîå ïðîñòðàíñòâî çàïîëíåíî äâèæóùåéñÿ íåîäíîðîäíîé ïëàçìîé, êîòîðàÿ ïðåëîìëÿåò ðàäèîâîëíû è íåïðåäñêàçóåìî çàäåðæèâàåò èõ ïðèõîä íà Çåìëþ. Ïðàâäà, ìû çíàåì, ÷òî ïåðèîäè÷åñêóþ êîìïîíåíòó, ñâÿçàííóþ ñ ãðàâèòàöèîííûì èçëó÷åíèåì, ìîæíî âûäåëèòü íà ôîíå äàæå î÷åíü ñèëüíûõ øóìîâ, íî äëÿ ýòîãî íóæíû äëèòåëüíûå ïðåöèçèîííûå íàáëþäåíèÿ. Óíèêàëüíûé «ïðèáîð» äëÿ ãðàâèòàöèîííîâîëíîâûõ ýêñïåðèìåíòîâ ñîçäàí ñàìîé ïðèðîäîé. Ýòî òåñíàÿ äâîéíàÿ ñèñòåìà, ñîñòîÿùàÿ èç íåéòðîííûõ çâåçä, îäíà èç êîòîðûõ — ðàäèîïóëüñàð PSR B1913+16. Ñ òåõ ïîð êàê â 1993 ã. çà èçó÷åíèå ýòîé ñèñòåìû Íîáåëåâñêóþ ïðåìèþ ïî ôèçèêå ïîëó÷èëè Ð. À. Õàëñ è Äæ. Õ. Òåéëîð (Ïðèíñòîíñêèé óíèâåðñèòåò), ýòîò îáúåêò íàçûâàþò íå èíà÷å êàê «äâîéíîé ïóëüñàð ÕàëÌåðòâàÿ çâåçäà — ãåíåðàòîð ñòàíäàðòíûõ ñèãíàëîâ

235


ñà—Òåéëîðà». Ïåðèîä îáðàùåíèÿ íåéòðîííûõ çâåçä â ýòîé ñèñòåìå ñî ñòàâëÿåò 7 ÷ 45 ìèí, íî îí ìåíÿåòñÿ: â ðåçóëüòàòå èçëó÷åíèÿ ãðàâèòàöèîííûõ âîëí îðáèòàëüíûé ïåðèîä óìåíüøàåòñÿ íà 76,5 ìêñ â ãîä. Ñîîòâåòñòâåííî óìåíüøàåòñÿ è áîëüøàÿ ïîëóîñü îðáèòû — íà 3,5 ì â ãîä. Çàìåòèòü ýòî óäàëîñü, èçìåðÿÿ ÷àñòîòó ïðèõîäà ðàäèîèìïóëüñîâ îò ïóëüñàðà, êîòîðûé â äàííîì ñëó÷àå ñëóæèò «ãåíåðàòîðîì ñòàíäàðòíûõ ñèãíàëîâ». Ýòà ðàáîòà áûëà òàê âûñîêî îöåíåíà èìåííî ïîòîìó, ÷òî âïåðâûå êîñâåííî ïîäòâåðäèëà ñóùåñòâîâàíèå ãðàâèòàöèîííûõ âîëí â ïîëíîì ñîãëàñèè ñ ïðîãíîçîì îáùåé òåîðèè îòíîñèòåëüíîñòè. Êîíå÷íî, íåéòðîííûå çâåçäû — ýòî íå ïëàíåòû, î êîòîðûõ ìû çäåñü ãîâîðèì, íî âàæåí ïðèíöèï: àñòðîíîìè÷åñêèå ïðèáîðû íå òîëüêî èçãîòàâëèâàþòñÿ ðóêàìè, íî è îáíàðóæèâàþòñÿ ñðåäè åñòåñòâåííûõ îáúåêòîâ.

Ãðàâèòàöèîííàÿ ôîêóñèðîâêà î ñèõ ïîð ìû ðàññìàòðèâàëè ïðèíöèïû äåòåêòèðîâàíèÿ ãðàâèòàöèîííûõ âîëí ñ ïîìîùüþ íåáåñíûõ òåë, íî áûëî áû õîðîøî íàó÷èòüñÿ ôîêóñèðîâàòü ýòè âîëíû, ñîçäàâàÿ âûñîêóþ ïëîòíîñòü ãðàâèòàöèîííîãî èçëó÷åíèÿ â íåêîòîðîé òî÷êå ïðîñòðàíñòâà — â ôîêóñå. Ðàçóìååòñÿ, ïîñêîëüêó âîëíû ãðàâèòàöèîííûå, òî è ôîêóñèðóþùàÿ èõ ëèíçà òîæå äîëæíà áûòü ãðàâèòàöèîííîé. Òàêîé ëèíçîé ìîæåò ñëóæèòü ëþáîå ìàññèâíîå òåëî. Ãðàâèòàöèîííàÿ ëèíçà óíèâåðñàëüíà: îíà ôîêóñèðóåò âñå âèäû èçëó÷åíèÿ è ïîòîêè ëþáûõ ÷àñòèö, âåäü ãðàâèòàöèîííîìó âçàèìîäåéñòâèþ ïîäâåðæåíû âñå ìàòåðèàëüíûå îáúåêòû. Ïðèíöèïèàëüíàÿ âîçìîæíîñòü ñîçäàíèÿ òàêîé ëèíçû áûëà äîêàçàíà â 1919 ã., êîãäà ïîä ðóêîâîäñòâîì À. Ýääèíãòîíà âî âðåìÿ ïîëíîãî ñîëíå÷íîãî çàòìåíèÿ èçìåðèëè îòêëîíåíèå ëó÷åé ñâåòà çâåçä, íàáëþäàâøèõñÿ íåäàëåêî îò êðàÿ Ñîëíöà. Îïðàâäàëîñü ïðåäñêàçàíèå À. Ýéíøòåéíà, ÷òî ëó÷è ñâåòà, ïðîõîäÿùèå âáëèçè ñîëíå÷íîãî êðàÿ, îòêëîíÿþòñÿ íà 1,75² (ïîä òàêèì óãëîì ìû âèäèì òîëùèíó ñïè÷êè ñ ðàññòîÿíèÿ 200 ì). Çíàÿ ýòó âåëè÷èíó, äàæå øêîëüíèê ìîæåò âû÷èñëèòü, ÷òî îòêëîíåííûå Ñîëíöåì ëó÷è ñîáåðóòñÿ â ôîêóñå, ðàñïîëîæåííîì íà ðàññòîÿíèè 550 à. å. îò ñâåòèëà — â 18 ðàç äàëüøå îðáèòû Íåïòóíà. Ïîòîê èçëó÷åíèÿ â ôîêóñå òàêîé ãðàâèòàöèîííîé ëèíçû, êàê Ñîëíöå, óñèëèâàåòñÿ âñåãî â íåñêîëüêî ðàç. Ñîëíöå è ëþáîé äðóãîé îäèíî÷íûé ìàññèâíûé îáúåêò — ïëîõàÿ ãðàâèòàöèîííàÿ ëèíçà, òàê êàê îáëàäàåò ñèëüíåéøåé àáåððàöèåé. Ó ýòîé ëèíçû íåò îäíîé òî÷êè ôîêóñà, ãäå ñîáèðàëèñü áû âñå ïàðàëëåëüíî ïàäàþùèå íà íåå ëó÷è: ÷åì äàëüøå ïðîõîäÿò ëó÷è îò ïîâåðõíîñòè Ñîëíöà, òåì áîëüøå äëÿ íèõ ôîêóñíîå ðàññòîÿíèå.

Ä

236

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ñâåò

Ãðàâèòàöèîííûå âîëíû Ôîêóñ Íåéòðèíî

Ôîêóñ Ôîêóñ

Ñâåò

Ðèñ. 5.10. Ïëàíåòà — ãðàâèòàöèîííàÿ ëèíçà. Òàêàÿ ëèíçà ôîêóñèðóåò âñå âèäû èçëó÷åíèÿ è ïîòîêè ëþáûõ ÷àñòèö. Ê ñîæàëåíèþ, ó íåå íåò åäèíîãî ôîêóñíîãî ðàññòîÿíèÿ. Íî ê ñ÷àñòüþ, îíà ïðàêòè÷åñêè èçîòðîïíà: ôîêóñèðóåò ÷àñ òèöû è êâàíòû, ïðèõîäÿùèå ñ ëþáîãî íàïðàâëåíèÿ.

Íî äëÿ èçëó÷åíèé, êîòîðûå ïðîíèêàþò ñêâîçü âåùåñòâî (ãðàâèòàöèîííûå âîëíû, íåéòðèíî), ìîæíî ðàññ÷èòàòü, êàêèì äîëæíî áûòü ðàñïðåäåëåíèå ïëîòíîñòè âåùåñòâà âäîëü ðàäèóñà ãðàâèòàöèîííîé ëèíçû, ÷òîáû ôîêóñèðîâêà ïðîèñõîäèëà â îäíîé òî÷êå, ãäå ïîòîê èçëó÷åíèÿ çíà÷èòåëüíî óñèëèòñÿ. Îêàçàëîñü, ÷òî ðàñïðåäåëåíèå ïëîòíîñòè âåùåñòâà â ìàíòèè è âíåøíåì ÿäðå çåìíîãî øàðà íåïëîõî ïîäõîäèò äëÿ öåëåé ãðàâèòàöèîííîé ôîêóñèðîâêè. Æàëü òîëüêî, ÷òî òî÷êà ôîêóñà óäàëåíà îò Çåìëè íà 13 000 à. å. Íî åñëè óñòàíîâèòü àâòîìàòè÷åñêóþ ñèñòåìó äåòåêòèðîâàíèÿ íà êîìåòó ñ ïîäõîäÿùåé îðáèòîé, òî ÷åðåç 325 òûñ. ëåò íàø äåòåêòîð ïðèáóäåò íà ìåñòî íàáëþäåíèÿ. À äî îáëàñòè, ãäå ôîêóñèðóåò Ñîëíöå, êîìåòà äîáåðåòñÿ âñåãî çà 2300 ëåò. À ìåæïëàíåòíûé çîíä, èñïîëüçóþùèé ãðàâèòàöèîííûå ìàíåâðû â ïîëå ïëàíåò-ãèãàíòîâ, ñäåëàåò ýòî íàìíîãî áûñòðåå. Âñïîìíèì, ÷òî «Ïèîíåðû» è «Âîÿäæåðû» óæå óäàëèëèñü íà 100 à. å. Òàê ÷òî ñ ðàçâèòèåì êîñìîíàâòèêè èñïîëüçîâàíèå Ñîëíöà è ïëàíåò â êà÷åñòâå ãðàâèòàöèîííûõ ëèíç ìîæåò ñòàòü ðåàëüíûì. À ïîêà ìû íå èìååì âîçìîæíîñòè âûíîñèòü íàøè äåòåêòîðû äàëåêî îò Çåìëè, íóæíî ïîäáèðàòü ïîäõîäÿùóþ ëèíçó, â ôîêóñå êîòîðîé ìû ñëó÷àéíî íàõîäèìñÿ, áëàãî âîêðóã íàñ ìíîãî çâåçä è ãàëàêòèê. Ýôôåêò ãðàâèòàöèîííîé ôîêóñèðîâêè îáñóæäàåòñÿ ñ ñåðåäèíû 1920-õ ãã., íà÷èíàÿ ñ ðàáîòû ïåòåðáóðãñêîãî ôèçèêà Îðåñòà Õâîëüñîíà.  îòíîøåíèè ëèíçû-çâåçäû îñîáîãî îïòèìèçìà íå áûëî: ðÿäîì ñ ÿðêîé çâåçäîé òðóäíî çàìåòèòü èçîáðàæåíèå áîëåå äàëåêîãî îáúåêòà. Äðóãîå äåëî — èñïîëüçîâàòü â êà÷åñòâå ëèíçû ãàëàêòèêó, ïîâåðõíîñòíàÿ ÿðêîñòü êîòîðîé íåâåëèêà, à ãðàâèòàöèîííûé ïîòåíöèàë íå ìåíüøå, ÷åì íà ïîâåðõíîñòè íîðìàëüíîé çâåçäû. Ãðàâèòàöèîííàÿ ôîêóñèðîâêà

237


Íåñêîëüêî ëåò ïðîäîëæàëèñü ïîèñêè ýôôåêòà ãðàâèòàöèîííîé ôîêóñèðîâêè â ìèðå ãàëàêòèê, ïðåæäå ÷åì â êîíöå 1978 ã. ýôôåêò áûë îáíàðóæåí: àñòðîíîìû çàìåòèëè, ÷òî èçîáðàæåíèå äàëåêîãî êâàçàðà QSO 0957+561 ñîñòîèò èç äâóõ ïî÷òè îäèíàêîâûõ ÷àñòåé, ðàçäåëåííûõ óãëîì âñåãî 6². Ïðè ýòîì îíè èìåþò îäèíàêîâûå ñïåêòðû ñ îäèíàêîâûì êðàñíûì ñìåùåíèåì è «ìèãàþò» â óíèñîí ñ âðåìåííîé çàäåðæêîé îäèí îòíîñèòåëüíî äðóãîãî 417 ñóò. Îêàçàëîñü, ÷òî ýòî äâà èçîáðàæåíèÿ îäíîãî êâàçàðà, ñîçäàííûå ãðàâèòàöèîííîé ëèíçîé — áîëåå áëèçêîé ê íàì ãàëàêòèêîé, èçîáðàæåíèå êîòîðîé ïîçæå îáíàðóæèëè. Ãàëàêòèêà íàõîäèòñÿ îò íàñ íà ðàññòîÿíèè 3,7 ìëðä ñâ. ëåò (êðàñíîå ñìåùåíèå z = 0,355), à êâàçàð óäàëåí íà 8,7 ìëðä ñâ. ëåò (z = 1,41). Åñëè áû ãàëàêòèêà ëåæàëà òî÷íî íà ëèíèè «êâàçàð—Çåìëÿ» è áûëà ñôåðè÷åñêè ñèììåòðè÷íîé, òî èçîáðàæåíèå êâàçàðà èìåëî áû ôîðìó êîëüöà (òàê íàçûâàåìîå êîëüöî Ýéíøòåéíà). Íî ýòî íå òàê, ïîýòîìó èçîáðàæåíèå, ñîçäàííîå ãðàâèòàöèîííîé ëèíçîé, ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé íåñêîëüêî ïÿòåí. Ïîçæå áûëè íàéäåíû òðîéíûå è äàæå ÷åòâåðíûå èçîáðàæåíèÿ êâàçàðîâ («êðåñò Ýéíøòåéíà»). Òàêèì îáðàçîì, ïðèíöèï ãðàâèòàöèîííîé ôîêóñèðîâêè áûë äîêàçàí. Ïîçæå îáíàðóæèëîñü, ÷òî ðîëü ãðàâèòàöèîííîé ëèíçû ìîãóò èãðàòü êàê öåëûå ñêîïëåíèÿ ãàëàêòèê, òàê è îòäåëüíûå çâåçäû, åñëè èõ ñîáñòâåííûé áëåñê ñëàáåå ÿðêîñòè ñîçäàííîãî èìè èçîáðàæåíèÿ. Äî ñèõ ïîð òàêèå íàáëþäåíèÿ ïðîâîäèëèñü â îïòè÷åñêîì è ðàäèîäèàïàçîíå.  áóäóùåì íàì íóæíî íàó÷èòüñÿ èñïîëüçîâàòü ýòîò ìåòîä äëÿ óñèëåíèÿ ïðîíèöàþùåé ñïîñîáíîñòè íåéòðèííûõ è ãðàâèòàöèîííîâîëíîâûõ òåëåñêîïîâ.

Çâåçäû-çîíäû íà÷àëå ãëàâû ÿ ðàññêàçûâàë, êàê ïîêðûòèå äèñêîì Ëóíû ïîìîãàåò èçó÷èòü çâåçäû.  òîì ñëó÷àå Ëóíà áûëà ïðèáîðîì, à çâåçäû — îáúåêòîì èññëåäîâàíèÿ. Îäíàêî è ñàìè çâåçäû ìîãóò ñòàòü ÷àñòüþ àñòðîíîìè÷åñêîãî ïðèáîðà, ïðåäíàçíà÷åííîãî äëÿ èññëåäîâàíèÿ ïëàíåòû. Ìåòîä ïîêðûòèÿ óæå íåñêîëüêî äåñÿòèëåòèé âåñüìà ïëîäîòâîðíî ïðèìåíÿåòñÿ äëÿ òîãî, ÷òîáû èçëó÷åíèåì çâåçä «ïðîñâå÷èâàòü» àòìîñôåðû ïëàíåò è èõ îêðåñòíîñòè. Ïåðâûé ñåíñàöèîííûé ðåçóëüòàò ýòîò ìåòîä äàë â 1977 ã., êîãäà ïîçâîëèë îáíàðóæèòü òåìíûå êîëüöà Óðàíà. Îòêðûòèå ñäåëàë àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Äæåéìñ Ýëëèîò ñ êîëëåãàìè 10 ìàðòà 1977 ã., íàáëþäàÿ ñ áîðòà ëåòàþùåé îáñåðâàòîðèè «Êîéïåð» (NASA) çà òåì, êàê Óðàí ïðîõîäèò ïåðåä çâåçäîé SAO 158687 â ñîçâåçäèè Âåñû. Âîîáùå-òî ó÷åíûå õîòåëè óçíàòü ÷òî-íèáóäü íîâîå îá àòìîñôåðå Óðàíà, ñêâîçü êîòîðóþ

Â

238

5. Ïëàíåòû-òåëåñêîïû


Ðèñ. 5.11. Ëåòàþùàÿ îáñåðâàòîðèÿ «Êîéïåð» äëÿ èíôðàêðàñíûõ íàáëþäåíèé â ñòðàòîñôåðå.  ïåðåäíåé ÷àñ òè ôþçåëÿæà íàõîäèòñÿ îêíî äëÿ òåëåñêîïà (òåìíûé ïðÿìîóãîëüíèê).

íà çàõîäå è íà âîñõîäå áóäåò ïðîñâå÷èâàòü çâåçäà. ×òîáû íå ïðîïóñòèòü ÿâëåíèå, îíè íà÷àëè ñâîè íàáëþäåíèÿ çà ÷àñ äî ðàññ÷èòàííîãî ìîìåíòà è íåîæèäàííî çàìåòèëè, êàê çà ïîë÷àñà äî íà÷àëà ïîêðûòèÿ çâåçäû äèñêîì ïëàíåòû è ñîâåðøåííî ñèììåòðè÷íî ïîñëå îêîí÷àíèÿ åå ïîêðûòèÿ áëåñê çâåçäû ïÿòü ðàç íà íåñêîëüêî ñåêóíä îñëàá. Ñðàçó ñòàëî ÿñíî, ÷òî ýòî óêàçûâàåò íà ñóùåñòâîâàíèå ïÿòè òîíêèõ ïîëóïðîçðà÷íûõ êîëåö âîêðóã ïëàíåòû, çàñëîíèâøèõ îò òåëåñêîïà çâåçäíûé ñâåò. Ñ Çåìëè ýòè êîëüöà äî òîãî äíÿ íèêòî íå âèäåë, ïîñêîëüêó, â îòëè÷èå îò êîëåö Ñàòóðíà, êîëüöà Óðàíà ñîñòîÿò èç î÷åíü òåìíîãî âåùåñòâà. Ñïóñòÿ ïîëãîäà ïîñëå îòêðûòèÿ Äæåéìñà Ýëëèîòà ê ïëàíåòàì-ãèãàíòàì ñòàðòîâàëè ìåæïëàíåòíûå çîíäû «Âîÿäæåð-1» è «Âîÿäæåð-2». Êîãäà 24 ÿíâàðÿ 1986 ã. «Âîÿäæåð-2» ñáëèçèëñÿ ñ Óðàíîì, ó÷åíûå óæå áûëè ãîòîâû ê ïîèñêó êîëåö è áåç òðóäà îáíàðóæèëè èõ íà ïåðåäàííûõ ñíèìêàõ, à òàêæå îòêðûëè íîâûå. Ïîçæå ñâîþ ëåïòó âíåñ è êîñìè÷åñêèé òåëåñêîï «Õàááë», òàê ÷òî ñåé÷àñ óæå èçâåñòíî 13 êîëåö Óðàíà. Ïîæàëóé, åùå áîëåå íåîæèäàííûì îòêðûòèåì, ÷åì êîëüöà Óðàíà, áûëî îáíàðóæåíèå ñïóòíèêîâ ó íåêîòîðûõ àñòåðîèäîâ, òàêæå ñäåëàííîå ïðè íàáëþäåíèè çâåçäíûõ ïîêðûòèé. Ïîçæå íàëè÷èå ýòèõ ìàëåíüêèõ òåë, ñîïðîâîæäàþùèõ àñòåðîèäû è êàðëèêîâûå ïëàíåòû, ïîäòâåðäèëîñü èõ ïðÿìûìè íàáëþäåíèÿìè â òåëåñêîïû è ñ áîðòà êîñìè÷åñêèõ çîíäîâ. Êñòàòè, ìíîãèå íàáëþäåíèÿ ïîêðûòèÿ çâåçä àñòåðîèäàìè òîæå áûëè ñäåëàíû ñ ïîìîùüþ ëåòàþùåé îáñåðâàòîðèè. Äåëî â òîì, ÷òî Çâåçäû-çîíäû

239


òåíü àñòåðîèäà (îñâåùåííîãî çâåçäîé!) êðàéíå íåâåëèêà — â ëó÷øåì ñëó÷àå íåñêîëüêî ñîòåí êèëîìåòðîâ. Ïðîõîäÿ ïî Çåìëå, îíà îáû÷íî íå ïîïàäàåò íà ñòàöèîíàðíûå îáñåðâàòîðèè, ïîýòîìó çà íåé ïðèõîäèòñÿ «îõîòèòüñÿ». Èäåàëüíî ïîäõîäèò äëÿ ýòîãî îáñåðâàòîðèÿ-ñàìîëåò. Íàïðèìåð, â 1977 ã. ïîêðûòèå çâåçäû Óðàíîì àñòðîíîìû íàáëþäàëè íàä þæíîé ÷àñòüþ Èíäèéñêîãî îêåàíà. Âðÿä ëè ýòî óäàëîñü áû ñäåëàòü äàæå ñ áîðòà ìîðñêîãî ñóäíà: â «ðåâóùèõ ñîðîêîâûõ» øèðîòàõ ïîìåøàëè áû îáëà÷íîñòü è êà÷êà. À ñ áîðòà ñàìîëåòà íàáëþäåíèÿ ïðîâåñòè óäàëîñü. Ëåòàþùàÿ îáñåðâàòîðèÿ «Êîéïåð» (KAO — Kuiper Airborne Observatory) ðàáîòàëà â ñîñòàâå NASA ñ 1974 ïî 1995 ã. Íà áîðòó ìîäèôèöèîâàííîãî òðàíñïîðòíîãî ñàìîëåòà C-141A íàõîäèëñÿ êàññåãðåíîâñêèé ðåôëåêòîð äèàìåòðîì 92 ñì, â îñíîâíîì ïðåäíàçíà÷åííûé äëÿ íàáëþäåíèé â øèðîêîì ÈÊ-äèàïàçîíå (îò 1 äî 500 ìêì). Ðàáî÷àÿ âûñîòà ýòîé îáñåðâàòîðèè äîñòèãàëà 14 êì. Âûøå ïðàêòè÷åñêè íå áûâàåò îáëàêîâ è àòìîñôåðà î÷åíü ñóõàÿ, ÷òî íåîáõîäèìî äëÿ èíôðàêðàñíûõ íàáëþäåíèé, ïîñêîëüêó ïàðû âîäû ïîãëîùàþò ýòî èçëó÷åíèå. Ñ ïîìîùüþ òåëåñêîïà KAO áûëè îòêðûòû êîëüöà Óðàíà (1977 ã.), îáíàðóæåíà àòìîñôåðà Ïëóòîíà (1988 ã.) è ñîñòàâëåíû öåííûå êàòàëîãè èíôðàêðàñíûõ èñòî÷íèêîâ íî÷íîãî íåáà. Ñåé÷àñ ñàìîëåò-îáñåðâàòîðèÿ «Êîéïåð» çàêîíñåðâèðîâàí íà àâèàáàçå Ýéìñîâñêîãî èññëåäîâàòåëüñêîãî öåíòðà â Êàëèôîðíèè; âîçìîæíî, îí ñòàíåò íàó÷íûì ìóçååì. À íà ñìåíó åìó ïðèøëà íîâàÿ òåõíèêà: NASA ñîâìåñòíî ñ Íåìåöêèì àýðîêîñìè÷åñêèì öåíòðîì ñîçäàëè ëåòàþùóþ îáñåðâàòîðèþ SOFIA (Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy) íà áàçå ñàìîëåòà «Áîèíã-747SP», íåñóùåãî òåëåñêîï äèàìåòðîì 2,5 ì è ñïîñîáíîãî ðàáîòàòü íà âûñîòàõ äî 12,5 êì. Ïîäîáíûå ìîáèëüíûå îáñåðâàòîðèè ÷ðåçâû÷àéíî ïîëåçíû: îáû÷íûå òåëåñêîïû ïðèâÿçàíû ê çåìëå, òåëåñêîïû íà ñïóòíèêàõ äâèæóòñÿ ïî ñòðîãîìó îðáèòàëüíîìó ðàñïèñàíèþ, à ñàìîëåò-îáñåðâàòîðèÿ âñåãäà ìîæåò áûòü â íóæíîå âðåìÿ â íóæíîì ìåñòå. Ïî ñóùåñòâó, òàêîé ëåòàþùèé òåëåñêîï äåëàåò îáñåðâàòîðèåé âåñü çåìíîé øàð. Ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî âñÿ Çåìëÿ ñòàíîâèòñÿ ïëàíåòîé-òåëåñêîïîì.

Ü


6 Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Ñ

àìîå äîëãîæäàííîå îòêðûòèå â àñòðîíîìèè ñîñòîÿëîñü 15 ëåò íàçàä: â 1995 ã. áûëî äîêàçàíî íàëè÷èå ïëàíåò ó èíûõ çâåçä, çà ïðåäåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Íàäåæäó è äàæå óâåðåííîñòü â èõ ñóùåñòâîâàíèè ìíîãèå ó÷åíûå è ôèëîñîôû âûñêàçûâàëè ñ äðåâíåéøèõ âðåìåí. Âïðî÷åì, áûëè è óâåðåííûå â îáðàòíîì: íàïðèìåð, âåëèêèé Àðèñòîòåëü ñ÷èòàë, ÷òî Çåìëÿ óíèêàëüíà, è äðóãèõ òàêèõ íåò. Íî äàæå òå, êòî âåðèë âî «ìíîæåñòâåííîñòü ìèðîâ», ïîíèìàëè, ÷òî îáíàðóæèòü ïëàíåòû â îêðåñòíîñòè áëèæàéøèõ çâåçä òåõíè÷åñêè áóäåò ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæíî. Äî èçîáðåòåíèÿ òåëåñêîïà òàêàÿ çàäà÷à âîîáùå íå ñòàâèëàñü, à âîçìîæíîñòü ñóùåñòâîâàíèÿ èíûõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì îáñóæäàëàñü ëèøü óìîçðèòåëüíî (òåì áîëüøå ïîðàæàåò óâåðåííîñòü íåêîòîðûõ ìûñëèòåëåé â èõ ñóùåñòâîâàíèè — âñïîìíèì Äæîðäàíî Áðóíî!). Íî è ïðè íàëè÷èè âñ¸ áîëåå è áîëåå ñîâåðøåííûõ òåëåñêîïîâ àñòðîíîìû åùå íå òàê äàâíî ðàññìàòðèâàëè ïîèñê èíûõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì êàê íåàêòóàëüíîå çàíÿòèå, êàê çàäà÷ó äëÿ äàëåêèõ ïîòîìêîâ. Äàæå ìåíåå ïîëóâåêà íàçàä ñèòóàöèÿ âñå åùå âûãëÿäåëà ïðàêòè÷åñêè áåçíàäåæíîé.  íà÷àëå 1960-õ ãã. àñòðîíîìû îáñóæäàëè âîçìîæíîñòü îáíàðóæåíèÿ òðåõ òèïîâ ãèïîòåòè÷åñêèõ îáúåêòîâ — ÷åðíûõ äûð, íåéòðîííûõ çâåçä è ýêçîïëàíåò. (Ïðàâäà, èç ýòèõ òðåõ òåðìèíîâ äâà åùå íå áûëè äàæå ïðèäóìàíû, íî â ñóùåñòâîâàíèå ñàìèõ îáúåêòîâ âåðèëè ìíîãèå.) ×òî êàñàåòñÿ ÷åðíûõ äûð, òî âîçìîæíîñòü èõ îáíàðóæåíèÿ êàçàëàñü çà ãðàíüþ ðàçóìíîãî — âåäü îíè, ïî îïðåäåëåíèþ, íåâèäèìû! À âîò ÷òî äóìàëè àñòðîôèçèêè î íåéòðîííûõ çâåçäàõ è ýêçîïëàíåòàõ: «Òàêîé îáúåêò áóäåò èìåòü äèàìåòð ïîðÿäêà 30 êì, è îí áóäåò áûñòðî îñòûâàòü. Íàäåæäà óâèäåòü òàêîé òóñêëûé îáúåêò ñòîëü æå ìàëà, êàê è íàäåæäà óâèäåòü ïëàíåòó, ïðèíàäëåæàùóþ äðóãîé çâåçäå. Èíûìè ñëîâàìè — íàäåæäû íåò» (Êèï Òîðí. «×åðíûå äûðû è ñêëàäêè âðåìåíè». Ì.: Ôèçìàòëèò, 2007, ñ. 299). Êàê âèäèì, îáíàðóæåíèå äàëåêèõ ïëàíåò, ðàâíî êàê è íåéòðîííûõ çâåçä, êàçàëîñü áåçíàäåæíî òðóäíûì äåëîì. Ïðàâäà, î÷åíü ñêîðî, â 1967 ã., ñëó÷àéíî óäàëîñü îáíàðóæèòü áûñòðîâðàùàþùèåñÿ çàìàãíè÷åííûå íåéòðîííûå çâåçäû — ðàäèîïóëüñàðû. Íî ýòî áûë íåîæèäàííûé «ïîäàðîê» ñî ñòîðîíû ðàäèîàñòðîíîìèè, íà êîòîðûé â íà÷àëå 1960-õ ãã. íèêòî íå ðàññ÷èòûâàë. Îäíàêî ïðîøëî âñåãî 30 ëåò, è ïðàêòè÷åñêè îäíîâðåìåííî (1995–1996 ãã.) áûëè îòêðûòû îäèíî÷íûå îñòûâàþùèå íåéòðîííûõ çâåçäû è ïëàíåòû ó èíûõ çâåçä!  íåêîòîðîì ñìûñëå ïðîãíîç îêàçàëñÿ âåðíûì: îòêðûòèå òåõ è äðóãèõ áûëî îäèíàêîâî òðóäíûì, íî îíî ñîñòîÿëîñü íàìíîãî ðàíüøå, ÷åì íà ýòî ðàññ÷èòûâàëè àñòðîíîìû. 242

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Ìíîãîîáðàçèå ïëàíåò þáîïûòíî, ÷òî òîãäà æå, â 1996 ã., áûë îòêðûò åùå îäèí òèï ãèïîòåòè÷åñêèõ îáúåêòîâ, çàíèìàþùèé ïðîìåæóòî÷íîå ïîëîæåíèå ìåæäó çâåçäàìè è ïëàíåòàìè, — êîðè÷íåâûå êàðëèêè, êîòîðûå îòëè÷àþòñÿ îò ïëàíåò-ãèãàíòîâ ëèøü òåì, ÷òî íà ðàííåì ýòàïå ýâîëþöèè â èõ íåäðàõ ïðîòåêàåò òåðìîÿäåðíàÿ ðåàêöèÿ ñ ó÷àñòèåì ðåäêîãî òÿæåëîãî èçîòîïà âîäîðîäà — äåéòåðèÿ, íå äàþùàÿ, îäíàêî, ñóùåñòâåííîãî âêëàäà â ñâåòèìîñòü êàðëèêà. È â òå æå ãîäû áûëè îòêðûòû ìíîãî÷èñëåííûå ìàëûå ïëàíåòû íà ïåðèôåðèè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû — â ïîÿñå Êîéïåðà. Ê 1995 ã. ñòàëî ÿñíî, ÷òî ýòà îáëàñòü íàñåëåíà ìíîæåñòâîì òåë ñ õàðàêòåðíûìè ðàçìåðàìè â ñîòíè è òûñÿ÷è êèëîìåòðîâ, ïðè÷åì íåêîòîðûå èç íèõ áîëüøå Ïëóòîíà è èìåþò ñîáñòâåííûå ñïóòíèêè. Ïî ñâîèì ìàññàì îáúåêòû ïîÿñà Êîéïåðà çàïîëíèëè ïðîìåæóòîê ìåæäó ïëàíåòàìè è àñòåðîèäàìè, à êîðè÷íåâûå êàðëèêè — ïðîìåæóòîê ìåæäó ïëàíåòàìè è çâåçäàìè.  ñâÿçè ñ ýòèì ïîòðåáîâàëîñü òî÷íî îïðåäåëèòü òåðìèí «ïëàíåòà». Âåðõíÿÿ ãðàíèöà ïëàíåòíûõ ìàññ, îòäåëÿþùàÿ èõ îò êîðè÷íåâûõ êàðëèêîâ è â öåëîì îò çâåçä, áûëà îïðåäåëåíà íà îñíîâå èõ âíóòðåííåãî èñòî÷íèêà ýíåðãèè: ñåé÷àñ ñ÷èòàåòñÿ îáùåïðèíÿòûì, ÷òî ïëàíåòà — ýòî îáúåêò, â êîòîðîì çà âñþ åãî èñòîðèþ íå ïðîèñõîäÿò ðåàêöèè ÿäåðíîãî ñèíòåçà. Êàê ïîêàçûâàþò ðàñ÷åòû, ïðîäåëàííûå äëÿ òåë íîðìàëüíîãî (òî åñòü ñîëíå÷íîãî) õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, ïðè ôîðìèðîâàíèè êîñìè÷åñêèõ îáúåêòîâ ñ ìàññîé áîëåå 13 ìàññ Þïèòåðà (ÌJ) â êîíöå ýòàïà èõ ãðàâèòàöèîííîãî ñæàòèÿ òåìïåðàòóðà â öåíòðå äîñòè-

Ë

1

Ìíîãîîáðàçèå ïëàíåò

Ñâåòèìîñòü, äîëè ñîëíå÷íîé

Ðèñ. 6.1. Ýâîëþöèÿ ñâåòèìîñòè ìàëîìàññèâíûõ çâåçä, êîðè÷íåâûõ êàðëèêîâ è ïëàíåò ïîñëå ýòàïà èõ ãðàâèòàöèîííîãî ñæàòèÿ è ðàçîãðåâà.

10–2

10–4

70 50

Ïëàíåòû

10–6

30 15 10

10–8 106

107

108

109

Êîðè÷íåâûå êàðëèêè

Ìàññà (â ìàññàõ Þïèòåðà) 200 125 90 80

Çâåçäû

1010 Âîçðàñò, ëåò

243


Ñâåòèìîñòü, óñëîâíûå åäèíèöû

0,085 M

Ðèñ. 6.2. Ýâîëþöèÿ ñâåòèìîñòè äâóõ ïðîòîçâåçä, èìåþùèõ ìàññû ÷óòü áîëüøå è ÷óòü ìåíüøå íèæíåãî ïðåäåëà (0,07 M¤), íåîáõîäèìîãî äëÿ ïðîòåêàíèÿ òåðìîÿäåðíîé ðåàêöèè ñ ó÷àñòèåì ëåãêîãî èçîòîïà âîäîðîäà (4H ® He).

0,065 M

109

1010

1011

1012 Âðåìÿ, ëåò

ãàåò íåñêîëüêèõ ìèëëèîíîâ êåëüâèíîâ, ÷òî ïðèâîäèò ê ðàçâèòèþ òåðìîÿäåðíîé ðåàêöèè ñ ó÷àñòèåì äåéòåðèÿ. Ïðè ìåíüøèõ ìàññàõ îáúåêòîâ ÿäåðíûå ðåàêöèè â èõ íåäðàõ íå ïðîèñõîäÿò, ïîýòîìó ìàññó â 13 Ì J ñ÷èòàþò ìàêñèìàëüíîé ìàññîé ïëàíåòû. Îáúåêòû ñ ìàññàìè îò 13 äî 70 Ì J íàçûâàþò êîðè÷íåâûìè êàðëèêàìè, à åùå áîëåå ìàññèâíûå — çâåçäàìè: â íèõ ïðîèñõîäèò òåðìîÿäåðíîå ãîðåíèå ðàñïðîñòðàíåííîãî ëåãêîãî èçîòîïà âîäîðîäà. Äëÿ ñïðàâêè: 1 Ì J = 318 ìàññ Çåìëè (M E) = 0,001 ìàññû Ñîëíöà (MA) = 2 · 1027 êã. Ïî ñâîèì âíåøíèì ïðîÿâëåíèÿì êîðè÷íåâûå êàðëèêè áëèæå ê ïëàíåòàì, ÷åì ê çâåçäàì.  ïðîöåññå ôîðìèðîâàíèÿ âñå ýòè òåëà ñíà÷àëà ðàçîãðåâàþòñÿ â ðåçóëüòàòå ãðàâèòàöèîííîãî ñæàòèÿ, è èõ ñâåòèìîñòü áûñòðî âîçðàñòàåò. Çàòåì, ïîñëå äîñòèæåíèÿ ãèäðîñòàòè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ è îñòàíîâêè ñæàòèÿ, èõ ïîâåðõíîñòü íà÷èíàåò îõëàæäàòüñÿ, è ñâåòèìîñòü ñíèæàåòñÿ. Ó çâåçä îõëàæäåíèå íàäîëãî ïðåêðàùàåòñÿ ïîñëå íà÷àëà òåðìîÿäåðíûõ ðåàêöèé è èõ âûõîäà íà ñòàöèîíàðíûé ðåæèì. Ó êîðè÷íåâûõ êàðëèêîâ îõëàæäåíèå ëèøü íåìíîãî çàìåäëÿåòñÿ â ïåðèîä ãîðåíèÿ äåéòåðèÿ. À ó ïëàíåò ïîâåðõíîñòü îõëàæäàåòñÿ ìîíîòîííî.  ðåçóëüòàòå êàê ïëàíåòû, òàê è êîðè÷íåâûå êàðëèêè ïðàêòè÷åñêè îñòûâàþò çà ñîòíè ìèëëèîíîâ ëåò, à ìàëîìàññèâíûå çâåçäû îñòàþòñÿ ãîðÿ÷èìè â òûñÿ÷è ðàç äîëüøå. Òåì íå ìåíåå ïî ôîðìàëüíîìó ïðèçíàêó — íàëè÷èþ èëè îòñóòñòâèþ òåðìîÿäåðíûõ ðåàêöèé — ïëàíåòû è êîðè÷íåâûå êàðëèêè îòäåëåíû äðóã îò äðóãà. Íèæíÿÿ ãðàíèöà ïëàíåòíûõ ìàññ, îòäåëÿþùàÿ èõ îò àñòåðîèäîâ, òàêæå èìååò ôèçè÷åñêîå îáîñíîâàíèå. Ìèíèìàëüíîé ìàññîé ïëàíåòû ñ÷èòàåòñÿ òà, ïðè êîòîðîé â íåäðàõ ïëàíåòû äàâëåíèå ñèëû òÿæåñòè åùå ïðåâîñõîäèò ïðî÷íîñòü åå ìàòåðèàëà. Òàêèì îáðàçîì, â ñàìîì îáùåì âèäå «ïëàíåòà» îïðåäåëÿåòñÿ êàê íåáåñíîå òåëî, äîñòàòî÷íî ìàññèâíîå äëÿ òîãî, ÷òîáû ñîáñòâåííàÿ ãðàâèòàöèÿ ïðèäàâàëà åìó ñôåðîèäàëüíóþ ôîðìó, íî íåäîñòàòî÷íî ìàññèâíîå äëÿ òîãî, ÷òîáû â åãî íåäðàõ ïðîòåêàëè òåðìîÿäåðíûå ðåàêöèè. Ýòîò äèàïàçîí ìàññ ïðîñòè244

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


83

81

80 70 61

62

60 50 40 30

30

27

32 27

19

20 11

10 1

12

7

6

0

29

1

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Ðèñ. 6.3. Êîëè÷åñòâî ýêçîïëàíåò, îáíàðóæåííûõ èëè ïîäòâåðæäåííûõ â óêàçàííîì ãîäó ìåòîäîì ëó÷åâûõ ñêîðîñòåé è àñòðîìåòðè÷åñêè. Äàííûå íà 14 îêòÿáðÿ 2010 ã. èç Êàòàëîãà ýêçîïëàíåò «Interactive Extra-solar Planets Catalog», http://exoplanet.eu.

ðàåòñÿ ïðèáëèçèòåëüíî îò 1% ìàññû Ëóíû äî 13 ìàññ Þïèòåðà, ò. å. îò 7 · 10 20 êã äî 2 · 10 28 êã. Îäíàêî ñàìî ïîíÿòèå «ïëàíåòà» ïî ðåøåíèþ XXVI Ãåíåðàëüíîé àññàìáëåè ÌÀÑ (2006 ã.) ðàñïàëîñü íà íåñêîëüêî ïîäòèïîâ â ñâÿçè ñ õàðàêòåðîì îðáèòàëüíîãî äâèæåíèÿ. Âî-ïåðâûõ, åñëè òåëî ïëàíåòíîé ìàññû îáðàùàåòñÿ âîêðóã áîëåå êðóïíîãî ïîäîáíîãî òåëà, òî åãî íàçûâàþò ñïóòíèêîì (ïðèìåð — Ëóíà). Ñîáñòâåííî «ïëàíåòà» (èíîãäà ãîâîðÿò «êëàññè÷åñêàÿ ïëàíåòà») îïðåäåëÿåòñÿ êàê îáúåêò Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, äîñòàòî÷íî ìàññèâíûé, ÷òîáû ïîä äåéñòâèåì ñîáñòâåííîé ãðàâèòàöèè ïðèíÿòü ãèäðîñòàòè÷åñêè ðàâíîâåñíóþ (ñôåðîèäàëüíóþ) ôîðìó, è ïðè ýòîì íå èìåþùèé ðÿäîì ñî ñâîåé îðáèòîé òåë ñðàâíèìîé ñ íèì ìàññû. Ýòèì óñëîâèÿì óäîâëåòâîðÿþò òîëüêî Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Çåìëÿ, Ìàðñ, Þïèòåð, Ñàòóðí, Óðàí è Íåïòóí. Íàêîíåö, ââåäåí íîâûé êëàññ îáúåêòîâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû — «ïëàíåòà-êàðëèê», èëè «êàðëèêîâàÿ ïëàíåòà» (dwarf planet). Ýòè òåëà äîëæíû óäîâëåòâîðÿòü ñëåäóþùèì óñëîâèÿì: — îáðàùàòüñÿ âîêðóã Ñîëíöà; — íå ÿâëÿòüñÿ ñïóòíèêîì ïëàíåòû; Ìíîãîîáðàçèå ïëàíåò

245


— îáëàäàòü äîñòàòî÷íîé ìàññîé, ÷òîáû ñèëà òÿæåñòè ïðåâîñõîäèëà ñîïðîòèâëåíèå âåùåñòâà è ïðèäàâàëà òåëó ïëàíåòû ñôåðîèäàëüíóþ ôîðìó; — îáëàäàòü íå íàñòîëüêî áîëüøîé ìàññîé, ÷òîáû áûòü ñïîñîáíîé ðàñ÷èñòèòü îêðåñòíîñòè ñâîåé îðáèòû îò ïðî÷èõ òåë. Ïðîòîòèïîì ïëàíåò-êàðëèêîâ ñòàë Ïëóòîí (äèàìåòð 2300 êì), à ñàìûì êðóïíûì ïðåäñòàâèòåëåì ýòîãî êëàññà ñåé÷àñ (êîíåö 2010 ã.) ÿâëÿåòñÿ Ýðèäà (2400 êì), îáúåêò ïîÿñà Êîéïåðà. Òàì æå ðàñïîëàãàþòñÿ åùå äâå êàðëèêîâûå ïëàíåòû — Õàóìåÿ (1150 êì) è Ìàêåìàêå (1500 êì). Ïÿòûì è ïîêà ïîñëåäíèì ÷ëåíîì ýòîé ãðóïïû ÿâëÿåòñÿ Öåðåðà (975´ ´909 êì), ðàíåå ñ÷èòàâøàÿñÿ êðóïíåéøèì àñòåðîèäîì Ãëàâíîãî ïîÿñà. Òàêèì îáðàçîì, â Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå ìû èìååì: 1) êëàññè÷åñêèå ïëàíåòû; 2) êàðëèêîâûå ïëàíåòû è 3) ñïóòíèêè ñ ìàññîé ïëàíåò (òàêîâûõ îêîëî äþæèíû), êîòîðûå â ýòîé êíèãå ÿ íàçûâàþ «ïëàíåòàìè-ñïóòíèêàìè». Íîìåíêëàòóðà òåë ïëàíåòíîãî òèïà çà ïðåäåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ïîêà íå íàñòîëüêî ðàçâèòà è ñîâñåì íå ôîðìàëèçîâàíà. Îáúåêò ñ ìàññîé ïëàíåòû, íàõîäÿùèéñÿ çà ïðåäåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, íàçûâàþò «ýêçîïëàíåòîé» (exoplanet) ëèáî «âíåñîëíå÷íîé ïëàíåòîé» (extrasolar planet). Ïîêà ýòè òåðìèíû ðàâíîïðàâíû è ïî ÷àñòîòå óïîòðåáëåíèÿ, è ïî ñìûñëó (íàïîìíèì, ÷òî ãðå÷åñêàÿ ïðèñòàâêà ýêçî- îçíà÷àåò «âíå», «ñíàðóæè»). Ñåé÷àñ îáà ýòè òåðìèíà ïî÷òè áåç èñêëþ÷åíèÿ îòíîñÿòñÿ ê ïëàíåòàì, ãðàâèòàöèîííî ñâÿçàííûì ñ êàêîéëèáî çâåçäîé, çà èñêëþ÷åíèåì Ñîëíöà. Òàêîå òîëêîâàíèå òåðìèíó äàþò ñëîâàðè è ýíöèêëîïåäèè. Íàïðèìåð, «a planet that orbits a star outside the solar system». Èëè: «Extrasolar planet — any planetary body that orbits a star other than the Sun». Îäíàêî óæå íàéäåíû è, âîçìîæíî, ñóùåñòâóþò â íåìàëîì êîëè÷åñòâå ñàìîñòîÿòåëüíûå ïëàíåòû, îáèòàþùèå â ìåæçâåçäíîì ïðîñòðàíñòâå. Ïî îòíîøåíèþ ê íèì èñïîëüçóåòñÿ òåðìèí «free-floating» planets (ñâîáîäíî ïëàâàþùèå ïëàíåòû), íî íåðåäêî è îíè ôèãóðèðóþò ïîä èìåíåì exoplanet. Òàêèì îáðàçîì, îòäåëüíîãî îäíîçíà÷íîãî òåðìèíà äëÿ ÷ëåíîâ îêîëîçâåçäíûõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì ïîêà íåò.  äàííîì îáçîðå äëÿ êðàòêîñòè ìû èñïîëüçóåì òåðìèí ýêçîïëàíåòà èëè ïðîñòî ïëàíåòà, ïîíèìàÿ ïîä ýòèì, åñëè ñïåöèàëüíî íå îãîâîðåíî, ÷ëåíà îêîëîçâåçäíîé ïëàíåòíîé ñèñòåìû. Íà 14 îêòÿáðÿ 2010 ã. ïîäòâåðæäåíî îòêðûòèå 496 ýêçîïëàíåò â 417 ïëàíåòíûõ ñèñòåìàõ (âêëþ÷àÿ 4 ïëàíåòû ó äâóõ ðàäèîïóëüñàðîâ). Ïðè ýòîì 49 ñèñòåì ñîäåðæàò íå ìåíåå äâóõ ïëàíåò, à îäíà — íå ìåíåå 6. Áëèæàéøàÿ ýêçîïëàíåòà îáíàðóæåíà ó çâåçäû e Ýðèäàíà, íà ðàññòîÿíèè 3,2 ïê (10 ñâ. ëåò) îò Ñîëíöà. Çà òåêóùåé ñòàòèñòèêîé îòêðûòèé óäîáíî ñëåäèòü íà àãðåãàòîðå ðåñóðñîâ «Portal of the Universe» 246

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


(http://www.portaltotheuniverse.org) èëè íà ñàéòå Planet Quest (http:// planetquest.jpl.nasa.gov), à ïîäðîáíûå äàííûå îá ýêçîïëàíåòíûõ ñèñòåìàõ ìîæíî íàéòè â êàòàëîãå «The Extrasolar Planets Encyclopaedia» (http://exoplanet.eu), êîòîðûé ïîääåðæèâàåòñÿ Æàíîì Øíàéäåðîì (Ïàðèæñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ). Ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî ýêçîïëàíåò îáíàðóæåíî ñ èñïîëüçîâàíèåì ðàçëè÷íûõ êîñâåííûõ ìåòîäîâ äåòåêòèðîâàíèÿ, íî íåêîòîðûå óæå íàáëþäàëèñü íåïîñðåäñòâåííî. Áîëüøèíñòâî çàìå÷åííûõ ýêçîïëàíåò — ýòî ãàçîâûå ãèãàíòû òèïà Þïèòåðà è Ñàòóðíà, îáðàùàþùèåñÿ íåäàëåêî îò çâåçäû. Î÷åâèäíî, ýòî îáúÿñíÿåòñÿ îãðàíè÷åííûìè âîçìîæíîñòÿìè ìåòîäîâ ðåãèñòðàöèè: ìàññèâíóþ ïëàíåòó íà êîðîòêîïåðèîäè÷åñêîé îðáèòå ëåã÷å îáíàðóæèòü. Íî ñ êàæäûì ãîäîì óäàåòñÿ îòêðûâàòü âñ¸ ìåíåå ìàññèâíûå è áîëåå óäàëåííûå îò çâåçäû ïëàíåòû. Ñåé÷àñ óæå îáíàðóæåíû îáúåêòû, ïî ìàññå è ïàðàìåòðàì îðáèòû ïî÷òè íå îòëè÷àþùèåñÿ îò Çåìëè.

Ìåòîäû ïîèñêà ýêçîïëàíåò ðåäëîæåíî äîâîëüíî ìíîãî ðàçëè÷íûõ ìåòîäîâ ïîèñêà ýêçîïëàíåò, íî ìû îòìåòèì òå, êîòîðûé óæå äîêàçàëè ñâîþ ñîñòîÿòåëüíîñòü (òàáë. 6.1), è êðàòêî îáñóäèì èõ. Ïðî÷èå ìåòîäû ëèáî íàõîäÿòñÿ â ïðîöåññå ðàçðàáîòêè, ëèáî ïîêà íå äàëè ðåçóëüòàòà.

Ï

Òàáëèöà 6.1 Ìåòîäû ïîèñêà ýêçîïëàíåò Íàçâàíèå ìåòîäà

Ïðèíöèï ìåòîäà

Ðåãèñòðàöèÿ èçîáðàæåíèé (Direct imaging)

Ïîëó÷åíèå ïðÿìîãî èçîáðàæåíèÿ ýêçîïëàíåòû ïóòåì ðåãèñòðàöèè åå èçëó÷åíèÿ (ñîáñòâåííîãî èëè îòðàæåííîãî åþ ñâåòà çâåçäû)

Àñòðîìåòðè÷åñêèé Ïîèñê ïåðèîäè÷åñêèõ êîëåáàíèé ïîëîæåíèÿ çâåçäû â ïëîñêîñòè ìåòîä (Astrometric íåáåñíîé ñôåðû, âûçâàííûõ åå îáðàùåíèåì âîêðóã öåíòðà ìàññ method) ïëàíåòíîé ñèñòåìû Ìåòîä ëó÷åâûõ ñêîðîñòåé (Radialvelocity method)

Ïîèñê ïåðèîäè÷åñêèõ êîëåáàíèé ëó÷åâîé ñêîðîñòè çâåçäû, âûçâàííûõ åå îáðàùåíèåì âîêðóã öåíòðà ìàññ ïëàíåòíîé ñèñòåìû

Ôîòîìåòðèÿ Ðåãèñòðàöèÿ êðàòêîâðåìåííîãî óìåíüøåíèÿ áëåñêà çâåçäû ïðè ïðîõîæäåíèé ïðîõîäå ïëàíåòû íà ôîíå çâåçäíîãî äèñêà («çàòìåíèå» çâåçäû ïëà(Transit photometry) íåòîé) Õðîíîìåòðàæ (Timing)

Íàáëþäàþòñÿ ðåãóëÿðíûå îòêëîíåíèÿ â ìîìåíòàõ ïðèõîäà ïåðèîäè÷åñêèõ ñèãíàëîâ, âûçâàííûå èçìåíåíèåì ðàññòîÿíèÿ äî èõ èñòî÷íèêà, ñîâåðøàþùåãî îðáèòàëüíîå äâèæåíèå

Ãðàâèòàöèîííîå ìèêðîëèíçèðîâàíèå Ïîèñê êðàòêîâðåìåííîãî (íî íåîäíîêðàòíîãî) óñèëåíèÿ áëåñêà çâåçäû çàäíåãî ôîíà â ðåçóëüòàòå èñêðèâëåíèÿ åå ëó÷åé â ãðàâèòà(Gravitational öèîííîì ïîëå áîëåå áëèçêîé ê íàì çâåçäû ñ ïëàíåòíîé ñèñòåìîé microlensing)

Ìåòîäû ïîèñêà ýêçîïëàíåò

247


Ïðÿìîå íàáëþäåíèå ýêçîïëàíåò Ïëàíåòû — õîëîäíûå òåëà; ñàìè îíè íå èçëó÷àþò ñâåò, à ëèøü îòðàæàþò ëó÷è ñâîåãî ñîëíöà. Ïîýòîìó ïëàíåòó, ðàñïîëîæåííóþ âäàëè îò çâåçäû, ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî îáíàðóæèòü â îïòè÷åñêîì äèàïàçîíå. Ìîëîäóþ ïëàíåòó ìîæíî çàìåòèòü ïî åå ñîáñòâåííîìó èçëó÷åíèþ â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå. Íî ïîñëå êðàòêîâðåìåííîãî ïåðèîäà ãðàâèòàöèîííîãî ðàçîãðåâà è áûñòðîãî îñòûâàíèÿ òåïëîâîå èçëó÷åíèå äàëåêîé ïëàíåòû òîæå ñòàíîâèòñÿ íåçàìåòíûì. Ïðàâäà, ïëàíåòû ñ ìîùíîé àòìîñôåðîé õîðîøî îòðàæàþò ñâåò. Íî äàæå åñëè ïëàíåòà äâèæåòñÿ âáëèçè çâåçäû è õîðîøî îñâåùåíà åå ëó÷àìè, òî äëÿ äàëåêîãî íàáëþäàòåëÿ îíà òðóäíîðàçëè÷èìà èç-çà ãîðàçäî áîëåå ÿðêîãî áëåñêà ñàìîé çâåçäû. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî íàáëþäàòåëü íàõîäèòñÿ ó áëèæàéøåé ê íàì çâåçäû a Êåíòàâðà è ñìîòðèò â òåëåñêîï â ñòîðîíó Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Òîãäà Ñîëíöå áóäåò ñèÿòü äëÿ íåãî òàê æå ÿðêî, êàê çâåçäà Âåãà íà çåìíîì íåáîñâîäå. À áëåñê íàøèõ ïëàíåò îêàæåòñÿ äëÿ àëüôà-êåíòàâðöà î÷åíü ñëàáûì è ê òîìó æå ñèëüíî çàâèñÿùèì îò îðèåíòàöèè â åãî ñòîðîíó äíåâíîãî ïîëóøàðèÿ ïëàíåòû.  òàáë. 6.2 ïðèâåäåíû ñàìûå «âûãîäíûå» çíà÷åíèÿ óãëîâîãî ðàññòîÿíèÿ ïëàíåò îò Ñîëíöà è èõ îïòè÷åñêîãî áëåñêà. Ïîíÿòíî, ÷òî îäíîâðåìåííî îíè ðåàëèçîâàòüñÿ íå ìîãóò: ïðè ìàêñèìàëüíîì óãëîâîì ðàññòîÿíèè ïëàíåòû îò Ñîëíöà åå ÿðêîñòü áóäåò ïðèìåðíî âäâîå ìåíüøå ìàêñèìàëüíîé. Òàáëèöà 6.2 Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà ïðè íàáëþäåíèè ñ ðàññòîÿíèÿ a Êåíòàâðà Ìàêñèìàëüíîå Ìàêñèìàëüíûé Ìàêñèìàëüíîå Ìàêñèìàëüíûé Ïëàíåòà óãëîâîå ðàññòî- áëåñê â âèçó- Ïëàíåòà óãëîâîå ðàññòî- áëåñê â âèçóÿíèå îò Ñîëíöà àëüíûõ ëó÷àõ ÿíèå îò Ñîëíöà àëüíûõ ëó÷àõ Ìåðêóðèé Âåíåðà Çåìëÿ Ëóíà Ìàðñ

0,3² 0,5 0,8 0,8 1,1

25m 22 23 27 27

Þïèòåð Ñàòóðí Óðàí Íåïòóí Ïëóòîí

3,9² 7,2 14 23 30

21m 23 26 28 34

Êàê âèäèì, ëèäåðîì ïî îáíàðóæèìîñòè ÿâëÿåòñÿ Þïèòåð, à çà íèì èäóò Âåíåðà, Ñàòóðí è Çåìëÿ. Âîîáùå ãîâîðÿ, êðóïíåéøèå ñîâðåìåííûå òåëåñêîïû áåç îñîáîãî òðóäà ìîãëè áû çàìåòèòü òàêèå òóñêëûå îáúåêòû, åñëè áû íà íåáå ðÿäîì ñ íèìè íå áûëî ÷ðåçâû÷àéíî ÿðêîé çâåçäû. Íî äëÿ äàëåêîãî íàáëþäàòåëÿ óãëîâîå ðàññòîÿíèå ïëàíåò îò Ñîëíöà î÷åíü ìàëî, ÷òî äåëàåò çàäà÷ó èõ îáíàðóæåíèÿ ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæíîé. 248

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Òåì íå ìåíåå àñòðîíîìû ñåé÷àñ ñîçäàþò ïðèáîðû, êîòîðûå ðåøàò ýòó çàäà÷ó. Íàïðèìåð, èçîáðàæåíèå ÿðêîé çâåçäû ìîæíî çàêðûòü ýêðàíîì, ÷òîáû åå ñâåò íå ìåøàë èçó÷àòü íàõîäÿùóþñÿ ðÿäîì ïëàíåòó. Òàêîé ïðèáîð íàçûâàþò çâåçäíûì êîðîíîãðàôîì; ïî êîíñòðóêöèè îí ïîõîæ íà ñîëíå÷íûé âíåçàòìåííûé êîðîíîãðàô Ëèî. Äðóãîé ìåòîä ïðåäïîëàãàåò «ãàøåíèå» ñâåòà çâåçäû çà ñ÷åò ýôôåêòà èíòåðôåðåíöèè åå ñâåòîâûõ ëó÷åé, ñîáðàííûõ äâóìÿ èëè íåñêîëüêèìè ðàñïîëîæåííûìè ðÿäîì òåëåñêîïàìè — òàê íàçûâàåìûì «çâåçäíûì èíòåðôåðîìåòðîì». Ïîñêîëüêó çâåçäà è ðàñïîëîæåííàÿ ðÿäîì ñ íåé ïëàíåòà íàáëþäàþòñÿ â ÷óòü-÷óòü ðàçíûõ íàïðàâëåíèÿõ, ñ ïîìîùüþ çâåçäíîãî èíòåðôåðîìåòðà (èçìåíÿÿ ðàññòîÿíèå ìåæäó òåëåñêîïàìè èëè ïðàâèëüíî âûáèðàÿ ìîìåíò íàáëþäåíèÿ) ìîæíî äîáèòüñÿ ïî÷òè ïîëíîãî ãàøåíèÿ ñâåòà çâåçäû è îäíîâðåìåííî óñèëåíèÿ ñâåòà ïëàíåòû. Îáà îïèñàííûõ ïðèáîðà — êîðîíîãðàô è èíòåðôåðîìåòð — î÷åíü ÷óâñòâèòåëüíû ê âëèÿíèþ çåìíîé àòìîñôåðû, ïîýòîìó äëÿ óñïåøíîé ðàáîòû, âèäèìî, ïðèäåòñÿ äîñòàâèòü èõ íà îêîëîçåìíóþ îðáèòó.

Èçìåðåíèå ÿðêîñòè çâåçäû Êîñâåííûé ìåòîä îáíàðóæåíèÿ ýêçîïëàíåò — ìåòîä ïðîõîæäåíèé, èëè òðàíçèòîâ — îñíîâàí íà íàáëþäåíèè ÿðêîñòè çâåçäû, íà ôîíå äèñêà êîòîðîé ïåðåìåùàåòñÿ ïëàíåòà. Òîëüêî äëÿ íàáëþäàòåëÿ, ðàñïîëîæåííîãî â ïëîñêîñòè îðáèòû ýêçîïëàíåòû, îíà âðåìÿ îò âðåìåíè äîëæíà çàòìåâàòü ñâîþ çâåçäó. Åñëè ýòî çâåçäà òèïà Ñîëíöà, à ýêçîïëàíåòà — òèïà Þïèòåðà, äèàìåòð êîòîðîãî â 10 ðàç ìåíüøå ñîëíå÷íîãî, òî â ðåçóëüòàòå òàêîãî çàòìåíèÿ ÿðêîñòü çâåçäû ïîíèçèòñÿ íà 1%. Ýòî ìîæíî çàìåòèòü ñ ïîìîùüþ íàçåìíîãî òåëåñêîïà. Íî ýêçîïëàíåòà çåìíîãî ðàçìåðà çàêðîåò òîëüêî 0,01% ïîâåðõíîñòè çâåçäû, à ñòîëü ìàëîå ñíèæåíèå ÿðêîñòè òðóäíî èçìåðèòü ñêâîçü íåñïîêîéíóþ çåìíóþ àòìîñôåðó; äëÿ ýòîãî íóæåí êîñìè÷åñêèé òåëåñêîï. Âòîðàÿ ïðîáëåìà ýòîãî ìåòîäà â òîì, ÷òî äîëÿ ýêçîïëàíåò, îðáèòàëüíàÿ ïëîñêîñòü êîòîðûõ òî÷íî îðèåíòèðîâàíà íà Çåìëþ, âåñüìà íåâåëèêà. Ê òîìó æå çàòìåíèå äëèòñÿ íåñêîëüêî ÷àñîâ, à èíòåðâàë ìåæäó çàòìåíèÿìè — ãîäû. Òåì íå ìåíåå ïðîõîæäåíèÿ ýêçîïëàíåò ïåðåä çâåçäàìè óæå íåîäíîêðàòíî íàáëþäàëèñü. Ñóùåñòâóåò òàêæå âåñüìà ýêçîòè÷åñêèé ìåòîä ïîèñêà îäèíî÷íûõ ïëàíåò, ñâîáîäíî «äðåéôóþùèõ» â ìåæçâåçäíîì ïðîñòðàíñòâå. Òàêîå òåëî ìîæíî îáíàðóæèòü ïî ýôôåêòó ãðàâèòàöèîííîé ëèíçû, âîçíèêàþùåìó â òîò ìîìåíò, êîãäà íåâèäèìàÿ ïëàíåòà ïðîõîäèò íà ôîíå äàëåêîé çâåçäû. Ñâîèì ãðàâèòàöèîííûì ïîëåì ïëàíåòà èñêàæàåò õîä ñâåòîâûõ ëó÷åé, èäóùèõ îò çâåçäû ê Çåìëå; ïîäîáíî îáû÷íîé ëèíçå, îíà êîíÌåòîäû ïîèñêà ýêçîïëàíåò

249


Ðèñ. 6.4. Êîñìè÷åñêèé òåëåñêîï COROT: ñëåâà — ïîäãîòîâëåííûé ê çàïóñêó; ñïðàâà — â ïðîöåññå íàáëþäåíèÿ çà ïðîõîæäåíèåì ïëàíåòû ïî äèñêó çâåçäû (ðèñóíîê D. Ducros, CNES). Ðàçìåð ñïóòíèêà: äëèíà 4,1 ì, äèàìåòð 2 ì (áåç ïàíåëåé ñîëíå÷íûõ áàòàðåé). Ïîëíàÿ ìàññà 630 êã, ìàññà íàó÷íîé àïïàðàòóðû 300 êã. Òî÷íîñòü íàâåäåíèÿ òåëåñêîïà 0,5². Ìîùíîñòü êàíàëà ñâÿçè 1,5 Ãáèò/ñóòêè. Îñíîâíîé âêëàä â ñîçäàíèå ýòîé êîñìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè âíåñ Íàöèîíàëüíûé öåíòð êîñìè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé Ôðàíöèè (Centre national d’e2tudes spatiales — CNES).

öåíòðèðóåò ñâåò è óâåëè÷èâàåò ÿðêîñòü çâåçäû äëÿ çåìíîãî íàáëþäàòåëÿ. Ýòî î÷åíü òðóäîåìêèé ìåòîä ïîèñêà ýêçîïëàíåò, òðåáóþùèé äëèòåëüíîãî íàáëþäåíèÿ çà ÿðêîñòüþ òûñÿ÷ è äàæå ìèëëèîíîâ çâåçä. Íî àâòîìàòèçàöèÿ àñòðîíîìè÷åñêèõ íàáëþäåíèé óæå ïîçâîëÿåò åãî èñïîëüçîâàòü. Ïî óêàçàííûì ïðè÷èíàì îñíîâíàÿ ðîëü â ïîèñêå ýêçîïëàíåò, ïîäîáíûõ Çåìëå, îòâîäèòñÿ êîñìè÷åñêèì èíñòðóìåíòàì. Ñ äåêàáðÿ 2007 ã. âåäóòñÿ íàáëþäåíèÿ íà åâðîïåéñêîì ñïóòíèêå COROT, òåëåñêîï êîòîðîãî äèàìåòðîì 27 ñì èìååò ïîëå çðåíèÿ îêîëî 3° è îñíàùåí ÷óâñòâèòåëüíûì ôîòîìåòðîì. Ïîèñê ïëàíåò îñóùåñòâëÿåòñÿ ìåòîäîì ïðîõîæäåíèé. Îáíàðóæåíî óæå áîëåå äþæèíû «þïèòåðîâ» è äàæå îäíà ïëàíåòà, ðàçìåð êîòîðîé ëèøü íà 70% áîëüøå, ÷åì ó Çåìëè.  2009 ã. íà ãåëèîöåíòðè÷åñêóþ îðáèòó âûâåäåí ñïóòíèê «Êåïëåð» (NASA) ñ òåëåñêîïîì äèàìåòðîì 95 ñì, ñïîñîáíûé íåïðåðûâíî èçìåðÿòü áëåñê áîëåå 100 òûñ. çâåçä â ïîëå çðåíèÿ 10°´10°. Îò íåãî æäóò ìàññîâîãî îáíàðóæåíèÿ ïëàíåò çåìíîãî òèïà, íî ïîêà íàéäåíî ëèøü íåñêîëüêî «þïèòåðîâ» è îäèí «íåïòóí» (ïðàâäà, â ñïèñêå ïîäîçðåâàåìûõ — ñîòíè îáúåêòîâ). 250

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Èçìåðåíèå ïîëîæåíèÿ çâåçäû Âåñüìà ïåðñïåêòèâíûìè ñ÷èòàþòñÿ ìåòîäû, â êîòîðûõ èçìåðÿåòñÿ äâèæåíèå çâåçäû, âûçâàííîå îáðàùåíèåì âîêðóã íåå ïëàíåòû (òàáë. 6.3).  êà÷åñòâå ïðèìåðà âíîâü ðàññìîòðèì Ñîëíå÷íóþ ñèñòåìó. Ñèëüíåå âñåõ íà Ñîëíöå âëèÿåò ìàññèâíûé Þïèòåð: â ïåðâîì ïðèáëèæåíèè íàøó ïëàíåòíóþ ñèñòåìó âîîáùå ìîæíî ðàññìàòðèâàòü êàê äâîéíóþ ñèñòåìó Ñîëíöå—Þïèòåð, êîìïîíåíòû êîòîðîé ðàçäåëåíû ðàññòîÿíèåì 5,2 à. å. è îáðàùàþòñÿ ñ ïåðèîäîì îêîëî 12 ëåò âîêðóã oáùåãî öåíòðà ìàññ. Ïîñêîëüêó Ñîëíöå ïðèìåðíî â 1000 ìàññèâíåå Þïèòåðà, îíî âî ñòîëüêî æå ðàç áëèæå ê öåíòðó ìàññ. Çíà÷èò, Ñîëíöå ñ ïeðèîäîì îêîëî 12 ëåò îáðàùàåòñÿ ïî îêðóæíîñòè ðàäèóñîì 5,2 à. å./1000 = 0,0052 à. å., êîòîðûé ëèøü íåìíîãèì áîëüøå ðàäèóñà ñàìîãî Ñîëíöà. Ñ ðàññòîÿíèÿ a Êåíòàâðà (4,34 ñâ. ãîäà = 275 000 à. å.) ðàäèóñ ýòîé îêðóæíîñòè âèäåí ïîä óãëîì 0,004². Ýòî î÷åíü ìàëåíüêèé óãîë: ïîä òàêèì óãëîì ìû âèäèì òîëùèíó êàðàíäàøà ñ ðàññòîÿíèÿ â 360 êì. Íî àñòðîíîìû óìåþò èçìåðÿòü ñòîëü ìàëûå óãëû è ïîýòîìó óæå íåÏëàíåòà

Çâåçäà û åçä

ü çâ Ïóò

Öåíòð ìàññ

Çâåçäà

Ïëàíåòà

Öåíòð ìàññ

û åçä ü çâ ò ó Ï

Ðèñ. 6.5. Âçàèìíîå äâèæåíèå çâåçäû è ïëàíåòû. Öåíòð ìàññ ñèñòåìû «çâåçäà + ïëàíåòà» äâèæåòñÿ ïðÿìîëèíåéíî (ïóíêòèð). Çâåçäà è ïëàíåòà îáðàùàþòñÿ âîêðóã öåíòðà ìàññ ïî ïîäîáíûì îðáèòàì â ïðîòèâîôàçå (ââåðõó). Íàáëþäàÿ çâåçäó, ìîæíî çàìåòèòü åå «ïîêà÷èâàíèÿ», óêàçûâàþùèå íà ïðèñóòñòâèå ïëàíåòû.

Ìåòîäû ïîèñêà ýêçîïëàíåò

251


ñêîëüêî äåñÿòèëåòèé âåäóò íàáëþäåíèå çà áëèæàéøèìè çâåçäàìè â íàäåæäå çàìåòèòü èõ ïåðèîäè÷åñêîå «ïîêà÷èâàíèå», âûçâàííîå ïðèñóòñòâèåì ïëàíåò.  ñàìîå ïîñëåäíåå âðåìÿ ýòî óäàëîñü ñäåëàòü ñ ïî âåðõíîñòè Çåìëè, íî ïåðñïåêòèâû àñòðîìåòðè÷åñêîãî ïîèñêà ýêçîïëà íåò, áåçóñëîâíî, ñâÿçàíû ñ çàïóñêîì ñïåöèàëèçèðîâàííûõ ñïóòíèêîâ, ñïîñîáíûõ èçìåðÿòü ïîëîæåíèÿ çâåçä ñ ìèëëèñåêóíäíîé òî÷íîñòüþ.

Èçìåðåíèå ñêîðîñòè çâåçäû Çàìåòèòü ïåðèîäè÷åñêèå êîëåáàíèÿ çâåçäû ìîæíî íå òîëüêî ïî èçìåíåíèþ åå âèäèìîãî ïîëîæåíèÿ íà íåáå, íî è ïî èçìåíåíèþ ðàññòîÿíèÿ äî íåå. Âíîâü ðàññìîòðèì ñèñòåìó Þïèòåð—Ñîëíöå, èìåþùóþ îòíîøåíèå ìàññ 1 : 1000. Ïîñêîëüêó Þïèòåð äâèæåòñÿ ïî îðáèòå ñî ñêîðîñòüþ 13 êì/ñ, ñêîðîñòü äâèæåíèÿ Ñîëíöà ïî åãî ñîáñòâåííîé íåáîëüøîé îðáèòå âîêðóã öåíòðà ìàññ ñèñòåìû ñîñòàâëÿåò V = 13 ì/ñ. Äëÿ óäàëåííîãî íàáëþäàòåëÿ, ðàñïîëîæåííîãî â ïëîñêîñòè îðáèòû Þïèòåðà, Ñîëíöå ñ ïåðèîäîì îêîëî 12 ëåò ìåíÿåò ñâîþ ñêîðîñòü ñ àìïëèòóäîé 13 ì/ñ. Äëÿ òî÷íîãî èçìåðåíèÿ ñêîðîñòåé çâåçä àñòðîíîìû èñïîëüçóþò ýôôåêò Äîïëåðà. Îí ïðîÿâëÿåòñÿ â òîì, ÷òî â ñïåêòðå çâåçäû, äâèæóùåéñÿ îòíîñèòåëüíî çåìíîãî íàáëþäàòåëÿ, èçìåíÿåòñÿ äëèíà âîëíû âñåõ ëèíèé: åñëè çâåçäà ïðèáëèæàåòñÿ ê Çåìëå, ëèíèè ñìåùàþòñÿ ê ñèíåìó êîíöó ñïåêòðà, åñëè óäàëÿåòñÿ — ê êðàñíîìó. Ïðè íåðåëÿòèâèñòñêèõ ñêîðîñòÿõ äâèæåíèÿ ýôôåêò Äîïëåðà ÷óâñòâèòåëåí ëèøü ê ëó÷åâîé ñêîðîñòè çâåçäû, ò. å. ê ïðîåêöèè ïîëíîãî âåêòîðà åå ñêîðîñòè íà ëó÷ çðåíèÿ íàáëþäàòåëÿ (ïðÿìóþ, ñîåäèíÿþùóþ íàáëþäàòåëÿ ñî çâåçäîé). Ïîýòîìó ñêîðîñòü äâèæåíèÿ çâåçäû, à çíà÷èò, è ìàññà ïëàíåòû îïðåäåëÿþòñÿ ñ òî÷íîñòüþ äî ìíîæèòåëÿ cos a, ãäå a — óãîë ìåæäó ïëîñêîñòüþ îðáèòû ïëàíåòû è ëó÷îì çðåíèÿ íàáëþäàòåëÿ. Âìåñòî òî÷íîãî çíà÷åíèÿ ìàññû ïëàíåòû (M) äîïëåðîâñêèé ìåòîä äàåò ëèøü íèæíþþ ãðàíèöó åå ìàññû (M · cos a). Îáû÷íî óãîë a íåèçâåñòåí. Ëèøü â òåõ ñëó÷àÿõ, êîãäà íàáëþäàþòñÿ ïðîõîæäåíèÿ ïëàíåòû ïî äèñêó çâåçäû, ìîæíî áûòü óâåðåííûì, ÷òî óãîë a áëèçîê ê íóëþ. Íî ó äîïëåðîâñêîãî ìåòîäà åñòü äâà âàæíûõ ïðåèìóùåñòâà: îí ðàáîòàåò íà ëþáûõ ðàññòîÿíèÿõ (ðàçóìååòñÿ, åñëè óäàåòñÿ ïîëó÷èòü ñïåêòð), è åãî òî÷íîñòü ïî÷òè íå çàâèñèò îò ðàññòîÿíèÿ.  òàáë. 6.3 ïîêàçàíû õàðàêòåðíûå çíà÷åíèÿ äîïëåðîâñêîé ñêîðîñòè è óãëîâîãî ñìåùåíèÿ Ñîëíöà ïîä âëèÿíèåì êàæäîé èç ïëàíåò. Ïëóòîí çäåñü ïðèñóòñòâóåò êàê ïðîòîòèï ïëàíåò-êàðëèêîâ. Êàê âèäèì, âëèÿíèå ïëàíåòû âûçûâàåò äâèæåíèå çâåçäû ñî ñêîðîñòüþ â ëó÷øåì ñëó÷àå ìåòðû â ñåêóíäó. Ìîæíî ëè çàìåòèòü ïåðåìå252

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Òàáëèöà 6.3 Àñòðîìåòðè÷åñêèå (óãëîâûå) è äîïëåðîâñêèå êîëåáàíèÿ Ñîëíöà ïîä âëèÿíèåì ïëàíåò Äîïëåðîâñêèå Óãëîâûå êîëåáà- êîëåáàíèÿ ëó÷åíèÿ ïðè íàáëþ- âîé ñêîðîñòè Ïëàíåòà äåíèè ñ ðàññòî- ïðè íàáëþäåíèè Ïëàíåòà ÿíèÿ 3 ïê, ìèëâ ïëîñêîñòè ëèñåêóíäû äóãè ýêëèïòèêè, ì/c Ìåðêóðèé Âåíåðà Çåìëÿ Ìàðñ Þïèòåð

0,00002 0,00058 0,00098 0,00016 1,6

0,008 0,086 0,089 0,008 13

Äîïëåðîâñêèå Óãëîâûå êîëåáà- êîëåáàíèÿ ëó÷åíèÿ ïðè íàáëþ- âîé ñêîðîñòè äåíèè ñ ðàññòî- ïðè íàáëþäåíèè ÿíèÿ 3 ïê, ìèëâ ïëîñêîñòè ëèñåêóíäû äóãè ýêëèïòèêè, ì/c

Ñàòóðí Óðàí Íåïòóí Ïëóòîí

0,89 0,27 0,51 0,00008

2,8 0,3 0,3 0,00003

ùåíèå çâåçäû ñ òàêîé ñêîðîñòüþ? Äî êîíöà 1980-õ ãã. îøèáêà èçìåðåíèÿ ñêîðîñòè îïòè÷åñêîé çâåçäû ìåòîäîì Äîïëåðà ñîñòàâëÿëà íå ìåíåå 500 ì/ñ. Íî çàòåì áûëè ðàçðàáîòàíû ïðèíöèïèàëüíî íîâûå ñïåêòðàëüíûå ïðèáîðû, ïîçâîëèâøèå ïîâûñèòü òî÷íîñòü äî 10 ì/ñ. Íàïðèìåð, â ïðåöèçèîííîì ñïåêòðîìåòðå Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè Ëà-Ñèëüÿ (×èëè) ñâåò çâåçäû ïðîïóñêàåòñÿ ñêâîçü êþâåòó ñ ïàðàìè éîäà, íàõîäÿùóþñÿ â òåðìîñòàòèðîâàííîì ïîìåùåíèè. Ôèêñèðóÿ îòíîñèòåëüíîå ïîëîæåíèå ñïåêòðàëüíûõ ëèíèé çâåçäû è éîäà, óäàåòñÿ î÷åíü òî÷íî èçìåðÿòü ñêîðîñòü çâåçäû. Íîâàÿ òåõíèêà ñäåëàëà âîçìîæíûì îòêðûòèå ýêçîïëàíåò, îïðåäåëåíèå èõ îðáèòàëüíûõ ïàðàìåòðîâ è ìàññ. Ïî ñóùåñòâó, ýòîò æå ìåòîä èñïîëüçóþò è ðàäèîàñòðîíîìû, ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ ôèêñèðóþùèå ìîìåíòû ïðèõîäà èìïóëüñîâ îò ðàäèîïóëüñàðîâ è òåì ñàìûì (ïî âðåìåíè çàïàçäûâàíèÿ ñèãíàëà) îïðåäåëÿþùèå ïåðèîäè÷åñêèå ñìåùåíèÿ íåéòðîííîé çâåçäû îòíîñèòåëüíî Ñîëíöà. Ýòî ïîçâîëÿåò îáíàðóæèâàòü íåâèäèìûå îáúåêòû, îáðàùàþùèåñÿ âîêðóã ðàäèîïóëüñàðîâ. Âîîáùå, ìåòîä õðîíîìåòðàæà (òàéìèíãà) òðåáóåò ëèøü íàëè÷èÿ ñòàáèëüíîãî «ãåíåðàòîðà èìïóëüñîâ», â ðîëè êîòîðîãî ìîæåò âûñòóïàòü ïóëüñèðóþùèé èëè âðàùàþùèéñÿ áåëûé êàðëèê, òåñíàÿ äâîéíàÿ çâåçäà è ò. ï.

Îòêðûòèÿ ýêçîïëàíåò Àñòðîìåòðè÷åñêèé ïîèñê Èñòîðè÷åñêè ïåðâûå ïîïûòêè îáíàðóæèòü ýêçîïëàíåòû ñâÿçàíû ñ íàáëþäåíèÿìè çà ïîëîæåíèåì áëèçêèõ çâåçä.  1916 ã. àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ýäóàðä Áàðíàðä (1857–1923) îáíàðóæèë, ÷òî òóñêëàÿ êðàñíàÿ çâåçäà â ñîçâåçäèè Çìååíîñåö áûñòðî ïåðåìåùàåòñÿ ïî íåáó îòíîÎòêðûòèÿ ýêçîïëàíåò

253


ñèòåëüíî äðóãèõ çâåçä — íà 10² â ãîä. Ïîçæå àñòðîíîìû íàçâàëè åå Ëåòÿùåé çâåçäîé Áàðíàðäà. Õîòÿ âñå çâåçäû õàîòè÷åñêè ïåðåìåùàþòñÿ â ïðîñòðàíñòâå ñî ñêîðîñòÿìè 20–50 êì/ñ, ïðè íàáëþäåíèè ñ áîëüøîãî ðàññòîÿíèÿ ýòè ïåðåìåùåíèÿ îñòàþòñÿ ïðàêòè÷åñêè íåçàìåòíûìè. Çâåçäà Áàðíàðäà — âåñüìà çàóðÿäíîå ñâåòèëî, ïîýòîìó âîçíèêëî ïîäîçðåíèå, ÷òî ïðè÷èíîé åå íàáëþäàåìîãî «ïîëåòà» ñëóæèò íå îñîáåííî áîëüøàÿ ñêîðîñòü, à ïðîñòî íåîáû÷íàÿ áëèçîñòü ê íàì. Äåéñòâèòåëüíî, çâåçäà Áàðíàðäà îêàçàëàñü íà âòîðîì ìåñòå îò Ñîëíöà ïîñëå ñèñòåìû a Êåíòàâðà. Ìàññà çâåçäû Áàðíàðäà ïî÷òè â 7 ðàç ìåíüøå ìàññû Ñîëíöà, çíà÷èò, âëèÿíèå íà íåå ñîñåäåé-ïëàíåò (åñëè îíè åñòü) äîëæíî áûòü âåñüìà çàìåòíûì. Áîëåå ïîëóâåêà, íà÷èíàÿ ñ 1938 ã., èçó÷àë äâèæåíèå ýòîé çâåçäû àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ïèòåð âàí äå Êàìï (1901–1995). Îí èçìåðèë åå ïîëîæåíèå íà òûñÿ÷àõ ôîòîïëàñòèíîê è çàÿâèë, ÷òî ó çâåçäû îáíàðóæèâàåòñÿ âîëíîîáðàçíàÿ òðàåêòîðèÿ ñ àìïëèòóäîé ïîêà÷èâàíèé îêîëî 0,02², à çíà÷èò, âîêðóã íåå îáðàùàåòñÿ íåâèäèìûé ñïóòíèê. Èç ðàñ÷åòîâ Ï. âàí äå Êàìïà ñëåäîâàëî, ÷òî ìàññà ñïóòíèêà ÷óòü áîëüøå ìàññû Þïèòåðà, à ðàäèóñ åãî îðáèòû 4,4 à. å.  íà÷àëå 1960-õ ãã. ýòî ñîîáùåíèå îáëåòåëî âåñü ìèð è ïîëó÷èëî øèðîêèé ðåçîíàíñ. Âåäü ýòî áûëî ïåðâîå äåñÿòèëåòèå ïðàêòè÷åñêîé êîñìîíàâòèêè è ïîèñêà âíåçåìíûõ öèâèëèçàöèé, ïîýòîìó ýíòóçèàçì ëþäåé â îòíîøåíèè íîâûõ îòêðûòèé â êîñìîñå áûë ÷ðåçâû÷àéíî âåëèê. Ê èññëåäîâàíèþ çâåçäû Áàðíàðäà ïîäêëþ÷èëèñü è äðóãèå àñòðîíîìû. Íåêîòîðûå ðåçóëüòàòû ãîâîðèëè â ïîëüçó ãèïîòåçû âàí äå Êàìïà. Íàïðèìåð, â 1972 ã. íà êîíôåðåíöèè ïî ïðîèñõîæäåíèþ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû â Íèööå (Ôðàíöèÿ) òåîðåòèêè Ä. Áëýê è Ã. Ñàôôîëê îáñóæäàëè ïëàíåòíóþ ñèñòåìó çâåçäû Áàðíàðäà, íå ñòàâÿ ïîä ñîìíåíèå åå ñóùåñòâîâàíèå. Ïåðåä âàìè ôðàãìåíò èõ âûñòóïëåíèÿ. «Ðàññìàòðèâàåìàÿ ïëàíåòíàÿ ñèñòåìà ïðèíàäëåæèò çâåçäå Áàðíàðäà, êðàñíîìó êàðëèêó ñïåêòðàëüíîãî êëàññà dÌ 5. Âàí äå Êàìï è äðóãèå àñòðîíîìû âåëè òùàòåëüíûå íàáëþäåíèÿ çâåçäû Áàðíàðäà ñ 1916 ïî 1919 ãã. è çàòåì ñ 1938 ã. ïî íàñòîÿùåå âðåìÿ. Ñîãëàñíî ïðåäëîæåííîé âàí äå Êàìïîì äèíàìè÷åñêîé èíòåðïðåòàöèè îòêëîíåíèé ñîáñòâåííîãî äâèæåíèÿ çâåçäû Áàðíàðäà îò ïðÿìîëèíåéíîãî, îíè îáóñëîâëåíû ñïóòíèêîì ñ ìàññîé, áëèçêîé ê ìàññå Þïèòåðà, îáðàùàþùèìñÿ âîêðóã çâåçäû ïî ýêñöåíòðè÷åñêîé îðáèòå. Ïåðèîä îáðàùåíèÿ ðàâåí 24 ãîäàì.  1969 ã. âàí äå Êàìï óòî÷íèë ñâîè ðàííèå ðåçóëüòàòû è ïðåäëîæèë äâà íîâûõ âàðèàíòà èíòåðïðåòàöèè. Ïåðâûé àíàëîãè÷åí ïðåæíåìó, íî ïëàíåòà èìååò îðáèòó ñ áîëüøèì ýêñöåíòðèñèòåòîì è áîëüøèé ïåðèîä îáðàùåíèÿ. Âî âòîðîì âàðèàíòå ïðåäïîëàãàåòñÿ ñó254

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


ùåñòâîâàíèå äâóõ ïëàíåò íà ïî÷òè êîìïëàíàðíûõ êðóãîâûõ îðáèòàõ. Íàïðàâëåíèÿ èõ îáðàùåíèÿ ñîâïàäàþò. Âàí äå Êàìï íàøåë, ÷òî ïðè ìàññàõ ïëàíåò, ðàâíûõ 1,1 è 0,8 ìàññû Þïèòåðà, è ïåðèîäàõ 26 è 12 ëåò ñîîòâåòñòâåííî äâóõïëàíåòíàÿ ìîäåëü ñîãëàñóåòñÿ ñ íàáëþäàòåëüíûìè äàííûìè íå õóæå, íî è íå ëó÷øå, ÷åì îäíîïëàíåòíàÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî âàí äå Êàìï èñêàë ëèøü êîìïëàíàðíûå ðåøåíèÿ (ò. å. ëåæàùèå â îäíîé ïëîñêîñòè. — Â. Ñ.) è ñîîòâåòñòâåííî îãðàíè÷èë äèàïàçîí âîçìîæíûõ ïàðàìåòðîâ îðáèò. Íàø àíàëèç äâèæåíèÿ çâåçäû Áàðíàðäà ïîêàçàë, ÷òî äëÿ îáúÿñíåíèÿ äàííûõ íàáëþäåíèé íåîáõîäèìû ïî ìåíüøåé ìåðå äâå ïëàíåòû è ÷òî èìåþòñÿ óáåäèòåëüíûå ñâèäåòåëüñòâà ñóùåñòâîâàíèÿ â ñèñòåìå òðåõ ìàññèâíûõ (M ~ 1030 ã) ïëàíåò. Ïðèáëèæåííûå çíà÷åíèÿ èõ ìàññ 1,2; 0,6 è 0,8 ìàññû Þïèòåðà, à ïåðèîäû îáðàùåíèÿ 26, 12 è 7 ëåò ñîîòâåòñòâåííî.  íàñòîÿùåå âðåìÿ íåâîçìîæíî ñäåëàòü îêîí÷àòåëüíûå âûâîäû îòíîñèòåëüíî ïàðàìåòðîâ îðáèò èëè ÷èñëà ïëàíåò.  ÷àñòíîñòè, åñëè îòêëîíåíèå ñîáñòâåííûõ äâèæåíèé îò ïðÿìîëèíåéíîñòè ñëóæèò îñíîâíûì îðèåíòèðîì ïðè ïîèñêàõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì, òî ýòî èñêëþ÷àåò îáíàðóæåíèå ïëàíåò „çåìíîãî òèïà“. Íåñìîòðÿ íà íåîäíîçíà÷íîñòü èíòåðïðåòàöèè äàííîé ïëàíåòíîé ñèñòåìû, èìåþùàÿñÿ èíôîðìàöèÿ òðåáóåò, ÷òîáû ïëàíåòû â ñèñòåìå çâåçäû Áàðíàðäà íàõîäèëèñü íà íåêîìïëàíàðíûõ îðáèòàõ; îòíîñèòåëüíîå íàêëîíåíèå îðáèò äîëæíî áûòü áîëüøèì (i l 40°). Èìåííî ýòà îñîáåííîñòü äåëàåò ñèñòåìó çâåçäû Áàðíàðäà ñòîëü èíòåðåñíîé». Íî íå âñå àñòðîíîìû ñîãëàñèëèñü ñ âûâîäàìè Ïèòåðà âàí äå Êàìïà è åãî ïîñëåäîâàòåëåé. Ïðîäîëæàÿ íàáëþäåíèÿ è óâåëè÷èâàÿ òî÷íîñòü èçìåðåíèé, Äæ. Ãåéòâóä ñ êîëëåãàìè âûÿñíèëè ê 1973 ã., ÷òî çâåçäà Áàðíàðäà äâèæåòñÿ ðîâíî, áåç êîëåáàíèé, à çíà÷èò, ìàññèâíûõ ïëàíåò â êà÷åñòâå ñïóòíèêîâ íå èìååò. Îäíàêî ýòè æå àñòðîìåòðè÷åñêèå ðàáîòû ïðèíåñëè â 1996 ã. íîâóþ íàõîäêó: áûëè çàìå÷åíû çèãçàãè â äâèæåíèè øåñòîé îò Ñîëíöà çâåçäû Ëàëàíä 21185, óäàëåííîé îò Ñîëíöà íà 2,5 ïê. (Íà åå âîëíîîáðàçíîå äâèæåíèå óêàçûâàë åùå Ï. âàí äå Êàìï â 1951 ã.) Ïî ìíåíèþ Ãåéòâóäà, âîêðóã ýòîé çâåçäû îáðàùàþòñÿ äâå ïëàíåòû: îäíà ñ ïåðèîäîì 30 ëåò (ìàññà 1,6 ÌJ, ðàäèóñ îðáèòû 10 à. å.) è âòîðàÿ ñ ïåðèîäîì 6 ëåò (0,9 ÌJ, 2,5 à. å.). Ïðàâäà, ýòî îòêðûòèå äî ñèõ ïîð íå òîëüêî íå ïîäòâåðæäåíî, íî è âûçûâàåò âñå áîëüøèå ñîìíåíèÿ. Ïåðâîå íàäåæíîå àñòðîìåòðè÷åñêîå îáíàðóæåíèå ýêçîïëàíåòû ñîñòîÿëîñü ëèøü â 2009 ã. Ïîñëå 12 ëåò íàáëþäåíèé ñ ïîìîùüþ 5-ìåòðîâîãî Ïàëîìàðñêîãî òåëåñêîïà çà 30 çâåçäàìè àìåðèêàíñêèå àñòðîíîìû Ñòèâåí Ïðàâäî è Ñòþàðò Øàêëàí èç Ëàáîðàòîðèè ðåàêòèâíîãî Îòêðûòèÿ ýêçîïëàíåò

255


äâèæåíèÿ (JPL, NASA) îáíàðóæèëè ïëàíåòó ó êðîõîòíîé ïåðåìåííîé çâåçäû «âàí Áèñáðóê 10» (VB 10) â äâîéíîé ñèñòåìå Ãëèçå 752 (GJ 752). Çâåçäà VB 10 — îäíà èç ñàìûõ ìàëåíüêèõ â Ãàëàêòèêå: ýòî êðàñíûé êàðëèê ñïåêòðàëüíîãî êëàññà Ì8, óñòóïàþùèé Ñîëíöó â 12 ðàç ïî ìàññå è â 10 ðàç ïî äèàìåòðó. À ñâåòèìîñòü ýòîé çâåçäû ñòîëü ìàëà, ÷òî åñëè çàìåíèòü åþ íàøå Ñîëíöå, òî äíåì Çåìëÿ áûëà áû îñâåùåíà êàê ñåé÷àñ ëóííîé íî÷üþ. Èìåííî áëàãîäàðÿ ìàëîé ìàññå çâåçäû ïëàíåòà VB 10b ñìîãëà «ðàñêà÷àòü» åå äî çàìåòíîé àìïëèòóäû: ñ ïåðèîäîì îêîëî 272 ñóòîê ïîëîæåíèå çâåçäû íà íåáå êîëåáëåòñÿ íà 0,006² (òîò ôàêò, ÷òî ýòî óäàëîñü èçìåðèòü, — íàñòîÿùèé òðèóìô íàçåìíîé àñòðîìåòðèè). Ñàìà ïëàíåòà-ãèãàíò îáðàùàåòñÿ ïî îðáèòå ñ áîëüøîé ïîëóîñüþ 0,36 à. å. (êàê ó Ìåðêóðèÿ) è èìååò ìàññó 6,4 MJ, ò. å. îíà ëåã÷å ñâîåé çâåçäû âñåãî â 14 ðàç, à ïî ðàçìåðó äàæå íå óñòóïàåò åé.

Ïëàíåòû ó íåéòðîííûõ çâåçä  êîíöå 1980-õ íåñêîëüêî ãðóïï àñòðîíîìîâ â ðàçíûõ ñòðàíàõ ñîçäàëè âûñîêîòî÷íûå îïòè÷åñêèå ñïåêòðîìåòðû è íà÷àëè ñèñòåìàòè÷åñêèå èçìåðåíèÿ ñêîðîñòåé áëèæàéøèõ ê Ñîëíöó çâåçä. Ýòà ðàáîòà ñïåöèàëüíî áûëà íàöåëåíà íà ïîèñê ýêçîïëàíåò è ÷åðåç íåñêîëüêî ëåò äåéñòâèòåëüíî óâåí÷àëàñü óñïåõîì (ñì. íèæå). Íî ïåðâûìè îòêðûëè ýêçîïëàíåòó íå îïòèêè, à ðàäèîàñòðîíîìû, ïðè÷åì íå îäíó, à ñðàçó öåëóþ ïëàíåòíóþ ñèñòåìó. Ïðîèçîøëî ýòî â õîäå èññëåäîâàíèÿ ðàäèîïóëüñàðîâ — áûñòðî âðàùàþùèõñÿ íåéòðîííûõ çâåçä, èçëó÷àþùèõ ñòðîãî ïåðèîäè÷åñêèå ðàäèîèìïóëüñû. Ïîñêîëüêó ïóëüñàðû — ÷ðåçâû÷àéíî ñòàáèëüíûå èñòî÷íèêè, ðàäèîàñòðîíîìû ìîãóò ïðèìåíÿòü ê íèì ìåòîä õðîíîìåòðàæà è âûÿâëÿòü òàêèì îáðàçîì èõ äâèæåíèå ñî ñêîðîñòüþ ïîðÿäêà 1 ñàíòèìåòðà â ñåêóíäó (!), à çíà÷èò, îáíàðóæèâàòü ðÿäîì ñ íèìè ïëàíåòû ñ ìàññàìè â ñîòíè ðàç ìåíüøå, ÷åì ó Þïèòåðà. Ïåðâîå ñîîáùåíèå â æóðíàëå «Nature» îá îòêðûòèè ïëàíåòíîé ñèñòåìû âîêðóã ïóëüñàðà PSR1829-10 (îáîçíà÷àëñÿ òàêæå PSR1828-11 è PSR B1828-10, ñîâðåìåííîå îáîçíà÷åíèå PSR J1830-10) ñäåëàëà â ñåðåäèíå 1991 ã. ãðóïïà ðàäèîàñòðîíîìîâ Ìàí÷åñòåðñêîãî óíèâåðñèòåòà (Ì. Áýéëåñ, À. Ëèí è Ñ. Øåìàð), íàáëþäàþùèõ íà ðàäèîòåëåñêîïå â Äæîäðåëë-Áýíê. Îíè îáúÿâèëè, ÷òî âîêðóã íåéòðîííîé çâåçäû, óäàëåííîé îò Ñîëíöà íà 3,6 êïê, îáðàùàåòñÿ ïëàíåòà â 10 ðàç ìàññèâíåå Çåìëè ïî êðóãîâîé îðáèòå ñ ïåðèîäîì 6 ìåñÿöåâ.  1994 ã. â íåîïóáëèêîâàííîì ñîîáùåíèè àâòîðû óòî÷íèëè, ÷òî ïëàíåò òðè: ñ ìàññàìè 3, 12 è 8 çåìíûõ è ïåðèîäàìè ñîîòâåòñòâåííî 8, 16 è 33 ìåñÿöà. Îäíàêî äî ñèõ ïîð ýòî îòêðûòèå íå ïîäòâåðæäåíî íåçàâèñèìûìè èññëåäîâàíèÿìè è ïîýòîìó îñòàåòñÿ ñîìíèòåëüíûì. 256

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Ðèñ. 6.6. Ïëàíåòíàÿ ñèñòåìà ðàäèîïóëüñàðà PSR 1257+12 â ñðàâíåíèè ñ âíóòðåííåé îáëàñòüþ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, ïîêàçàííîé â òîì æå ìàñøòàáå ðàññòîÿíèé. Öèôðàìè îáîçíà÷åíû ìàññû ïëàíåò â ME. Ïðèáëèçèòåëüíî (íî â èíîì ìàñøòàáå) âûäåðæàí è îòíîñèòåëüíûé ðàçìåð ïëàíåò.

Ïåðâîå ïîäòâåðäèâøååñÿ îòêðûòèå âíåñîëíå÷íîé ïëàíåòû ñäåëàë ïîëüñêèé ðàäèîàñòðîíîì Àëåêñ Âîëüöæàí (A. Wolszczan), êîòîðûé ñ ïîìîùüþ 305-ìåòðîâîé àíòåííû â Àðåñèáî èçó÷àë ðàäèîïóëüñàð PSR 1257+12, óäàëåííûé ïðèìåðíî íà 300 ïê îò Ñîëíöà è ïîñûëàþùèé èìïóëüñû ÷åðåç êàæäûå 6,2 ìñ.  1991 ã. ó÷åíûé çàìåòèë ïåðèîäè÷åñêîå èçìåíåíèå ÷àñòîòû ïðèõîäà èìïóëüñîâ. Åãî àìåðèêàíñêèé êîëëåãà Äåéë Ôðåéë ïîäòâåðäèë ýòî îòêðûòèå íàáëþäåíèÿìè íà äðóãîì ðàäèîòåëåñêîïå. Ê 1993 ã. âûÿâèëîñü ïðèñóòñòâèå ðÿäîì ñ ïóëüñàðîì PSR 1257+12 òðåõ ïëàíåò ñ ìàññàìè 0,02; 4,1 è 3,8 ìàññû Çåìëè, îáðàùàþùèõñÿ ñ ïåðèîäàìè 25, 67 è 98 ñóò.  1996 ã. ïîÿâèëîñü ñîîáùåíèå î ïðèñóòñòâèè â ýòîé ñèñòåìå ÷åòâåðòîé ïëàíåòû ñ ìàññîé Ñàòóðíà è ïåðèîäîì îêîëî 170 ëåò, íî îíî îñòàëîñü íåïîäòâåðæäåííûì. Ëåãêîñòü, ñ êîòîðîé ïëàíåòû áûëè íàéäåíû ó ïåðâîãî ïóëüñàðà, âäîõíîâèëà ðàäèîàñòðîíîìîâ íà àíàëèç ñèãíàëîâ è äðóãèõ ïóëüñàðîâ (èõ ñåé÷àñ îòêðûòî îêîëî 2000). Íî ïîèñê îêàçàëñÿ ïî÷òè áåçðåçóëüòàòíûì: ëèøü åùå ó îäíîãî äàëåêîãî ïóëüñàðà (PSR B1620-26) îáíàðóæèëàñü ïëàíåòà-ãèãàíò â 2,5 ðàçà ìàññèâíåå Þïèòåðà. Äî íåäàâíåãî âðåìåíè ïëàíåòíàÿ ñèñòåìà ïóëüñàðà PSR 1257+12 äåìîíñòðèðîâàëà íàì åäèíñòâåííûé ïðèìåð ïëàíåò òèïà Çåìëè çà ïðåäåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ñ÷èòàåòñÿ âåñüìà ñòðàííûì, ÷òî âîîáùå ðÿäîì ñ íåéòðîííîé çâåçäîé îáíàðóæèëèñü ìàëîìàññèâíûå ñïóòíèêè. Ðîæäåíèå íåéòðîííîé çâåçäû äîëæíî ñîïðîâîæäàòüñÿ âçðûâîì ñâåðõíîâîé.  ìîìåíò âçðûâà çâåçäà ñáðàñûâàåò îáîëî÷êó, âìåñòå ñ êîòîðîé òåðÿåò áîëüøóþ ÷àñòü ñâîåé ìàññû. Ïîýòîìó åå îñòàòîê, íåéòðîííàÿ çâåçäà-ïóëüñàð, íå ìîæåò ñâîèì ïðèòÿæåíèåì óäåðæàòü ïëàíåòû, êîòîðûå äî âçðûâà áûñòðî îáðàùàëèñü âîêðóã ìàññèâíîé çâåçäû. Âîçìîæíî, îáíàðóæåíÎòêðûòèÿ ýêçîïëàíåò

257


íûå ó ïóëüñàðà ïëàíåòû ñôîðìèðîâàëèñü óæå ïîñëå âçðûâà ñâåðõíîâîé, íî èç ÷åãî è êàê — íå ÿñíî. Ïîêà ïëàíåòíûå ñèñòåìû íåéòðîííûõ çâåçä ïî ïðè÷èíå èõ íåïîíÿòíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ ñ÷èòàþò ÷åì-òî «íåïîëíîöåííûì».

Óñïåõ äîïëåðîâñêîãî ìåòîäà: ïëàíåòû ó íîðìàëüíûõ çâåçä Ïåðâóþ «íàñòîÿùóþ» ýêçîïëàíåòó îáíàðóæèëè â 1995 ã. àñòðîíîìû Æåíåâñêîé îáñåðâàòîðèè Ìèøåëü Ìàéîð (M. Mayor) è Äèäüå Êåëîç (D. Queloz), ïîñòðîèâøèå îïòè÷åñêèé ñïåêòðîìåòð, îïðåäåëÿþùèé äîïëåðîâñêîå ñìåùåíèå ëèíèé ñ òî÷íîñòüþ äî 13 ì/ñ. Ëþáîïûòíî, ÷òî àìåðèêàíñêèå àñòðîíîìû ïîä ðóêîâîäñòâîì Äæåôôðè Ìàðñè (G. Marcy) ñîçäàëè ïîäîáíûé ïðèáîð ðàíüøå è åùå â 1987 ã. ïðèñòóïèëè ê ñèñòåìàòè÷åñêîìó èçìåðåíèþ ñêîðîñòåé íåñêîëüêèõ ñîòåí çâåçä; íî èì íå ïîâåçëî ñäåëàòü îòêðûòèå ïåðâûìè.  1994 ã. Ìàéîð è Êåëîç ïðèñòóïèëè ê èçìåðåíèþ ñêîðîñòåé 142 çâåçä èç ÷èñëà áëèæàéøèõ ê íàì è ïî ñâîèì õàðàêòåðèñòèêàì ïîõîæèõ íà Ñîëíöå. Äîâîëüíî áûñòðî îíè îáíàðóæèëè «ïîêà÷èâàíèÿ» çâåçäû 51 â ñîçâåçäèè Ïåãàñ (51 Peg), óäàëåííîé îò Ñîëíöà íà 15 ïê. Êîëåáàíèÿ ýòîé çâåçäû ïðîèñõîäÿò ñ ïåðèîäîì 4,23 ñóò. è, êàê çàêëþ÷èëè àñòðîíîìû, âûçâàíû âëèÿíèåì ïëàíåòû ñ ìàññîé 0,47 ÌJ. Ýòî óäèâèòåëüíîå ñîñåäñòâî îçàäà÷èëî ó÷åíûõ: ñîâñåì ðÿäîì ñî çâåçäîé, êàê äâå êàïëè âîäû ïîõîæåé íà Ñîëíöå, ì÷èòñÿ ïëàíåòà-ãèãàíò, îáåãàÿ åå âñåãî çà ÷åòûðå äíÿ; ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè â 20 ðàç ìåíüøå, ÷åì îò Çåìëè äî Ñîëíöà. Íå ñðàçó ïîâåðèëè àñòðîíîìû â ýòî îòêðûòèå. Âåäü îáíàðóæåííàÿ ïëàíåòà-ãèãàíò èç-çà åå áëèçîñòè ê çâåçäå äîëæíà áûòü íàãðåòà äî 1000 K. «Ãîðÿ÷èé þïèòåð»? Òàêîãî ñî÷åòàíèÿ íèêòî íå îæèäàë. Áûòü ìîæåò, çà ïîêà÷èâàíèÿ çâåçäû áûëà ïðèíÿòà ïóëüñàöèÿ åå àòìîñôåðû? Îäíàêî äàëüíåéøèå íàáëþäåíèÿ ïîäòâåðäèëè îòêðûòèå ïëàíåòû ó çâåçäû 51 Peg. Äëÿ íåå äàæå áûëî ïðåäëîæåíî èìÿ — Ýïèêóð, íî îíî ïîêà íå ïîëó÷èëî ïðèçíàíèÿ. Çàòåì îáíàðóæèëèñü è äðóãèå ñèñòåìû, â êîòîðûõ ïëàíåòà-ãèãàíò îáðàùàåòñÿ î÷åíü áëèçêî ê ñâîåé çâåçäå. «Çàòìåíèÿ» çâåçä ïëàíåòàìè Ìåòîä ïðîõîæäåíèé òàêæå äîêàçàë ñâîþ ýôôåêòèâíîñòü. Ñåé÷àñ ôîòîìåòðè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ çà çâåçäàìè âåäóòñÿ êàê ñ áîðòà êîñìè÷åñêèõ îáñåðâàòîðèé, òàê è ñ Çåìëè. Âñå ñîâðåìåííûå ôîòîìåòðè÷åñêèå èíñòðóìåíòû èìåþò øèðîêîå ïîëå çðåíèÿ. Èçìåðÿÿ îäíîâðåìåííî áëåñê ìèëëèîíîâ çâåçä, àñòðîíîìû ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàþò ñâîé øàíñ îáíàðóæèòü ïðîõîæäåíèå ïëàíåòû ïî äèñêó çâåçäû. Ïðè 258

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Ðèñ. 6.7. Âîñüìèîáúåêòèâíûé ðîáîòèçèðîâàííûé ôîòîìåòðè÷åñêèé êîìïëåêñ ïðîåêòà WASP (Wide Angle Search for Planets). Òàêèå èíñòðóìåíòû óñòàíîâëåíû íà î. Ëà-Ïàëüìà (Êàíàðñêèå îñ òðîâà) è â Þæíî-àôðèêàíñêîé àñ òðîíîìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè áëèç Ñàçåðëåíäà. Ýòî ñîâìåñòíûé ïðîåêò íåñêîëüêèõ áðèòàíñêèõ óíèâåðñèòåòîâ è èñïàíñêîãî Àñ òðîôèçè÷åñêîãî èíñòèòóòà íà Êàíàðñêèõ îñòðîâàõ. Ôîòî ñ ñàéòà http:// www.superwasp.org.

ýòîì, êàê ïðàâèëî, îáíàðóæèâàþòñÿ ïëàíåòû, ÷àñòî äåìîíñòðèðóþùèå «çàòìåíèå» çâåçäû, ò. å. èìåþùèå êîðîòêèé îðáèòàëüíûé ïåðèîä, à çíà÷èò — êîìïàêòíóþ îðáèòó. Òåðìèí «ãîðÿ÷èé þïèòåð» ñòàë íàñòîëüêî ïðèâû÷íûì, ÷òî íèêîãî óæå îñîáåííî íå óäèâèëî îòêðûòèå â 2009 ã. ïëàíåòû WASP-18b, èìåþùåé ìàññó 10 MJ è îáðàùàþùåéñÿ ïî ïî÷òè êðóãîâîé îðáèòå íà ðàññòîÿíèè 0,02 à. å. îò ñâîåé çâåçäû. Îðáèòàëüíûé ïåðèîä ýòîé ïëàíåòû ñîñòàâëÿåò âñåãî 23 ÷àñà! Ó÷èòûâàÿ, ÷òî çâåçäà WASP-18 (HD 10069) èìååò ñïåêòðàëüíûé êëàññ F9 è îáëàäàåò áîëüøåé ñâåòèìîñòüþ, ÷åì Ñîëíöå, òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû äîëæíà äîñòèãàòü 3800 K: ýòî óæå íå ïðîñòî «ãîðÿ÷èé», à «ðàñêàëåííûé þïèòåð». Èç-çà áëèçîñòè ê çâåçäå è ñâîåé áîëüøîé ìàññû ïëàíåòà âûçûâàåò ñèëüíûå ïðèëèâíûå âîçìóùåíèÿ íà ïîâåðõíîñòè çâåçäû, êîòîðûå, â ñâîþ î÷åðåäü, òîðìîçÿò ïëàíåòó è â áóäóùåì ïðèâåäóò ê åå ïàäåíèþ íà çâåçäó. Îòêðûòèÿ ýêçîïëàíåò

259


Ôîòîãðàôèè ýêçîïëàíåò Íåñìîòðÿ íà îãðîìíûå òðóäíîñòè, àñòðîíîìàì âñå æå óäàëîñü ñôîòîãðàôèðîâàòü ýêçîïëàíåòû óæå èìåþùèìèñÿ ñðåäñòâàìè! Ïðàâäà, ñðåäñòâà ýòè áûëè ëó÷øèìè èç ëó÷øèõ: îðáèòàëüíûé òåëåñêîï «Õàááë» è êðóïíåéøèå íàçåìíûå èíñòðóìåíòû (8¸10-ìåòðîâûå òåëåñêîïû «Êåê», «Äæåìèíè» è «Î÷åíü áîëüøîé òåëåñêîï»). Ñðåäè òåõíè÷åñêèõ óõèùðåíèé — çàñëîíêà, îòñåêàþùàÿ ñâåò çâåçäû, è ñâåòîôèëüòðû, ïðîïóñêàþùèå â îñíîâíîì èíôðàêðàñíîå èçëó÷åíèå ïëàíåòû â äèàïàçîíå äëèí âîëí 2–4 ìêì, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò òåìïåðàòóðå ïðèìåðíî 1000 K (â ýòîì äèàïàçîíå ïëàíåòà âûãëÿäèò áîëåå êîíòðàñòíî ïî îòíîøåíèþ ê çâåçäå). Íà÷èíàÿ ñ 2004 ã. ïîëó÷åíî íåñêîëüêî èçîáðàæåíèé ýêçîïëàíåò. Êàòàëîã ýêçîïëàíåò, èçîáðàæåíèÿ êîòîðûõ ïîëó÷åíû1, ñîäåðæèò óæå 11 ïëàíåò â 9 ñèñòåìàõ. Íàïðèìåð, â ïðîòîïëàíåòíîì äèñêå, îêðóæàþùåì ìîëîäóþ çâåçäó b Æèâîïèñöà, ñôîòîãðàôèðîâàíà ïëàíåòà, âåñüìà ïîõîæàÿ íà Þïèòåð, òîëüêî ìàññèâíåå. Ñèòóàöèÿ òàì íàïîìèíàåò ìîëîäóþ Ñîëíå÷íóþ ñèñòåìó, â êîòîðîé íîâîðîæäåííûé Þïèòåð àêòèâíî âëèÿë íà ôîðìèðîâàíèå â îêîëîñîëíå÷íîì äèñêå îñòàëüíûõ ïëàíåò. Íàáëþäàòü ýòîò ïðîöåññ «âæèâóþ» — ìå÷òà âñåõ ñïåöèàëèñòîâ ïî ïëàíåòíîé êîñìîãîíèè.  êîíöå 2008 ã. âàæíûå îòêðûòèÿ ïî÷òè îäíîâðåìåííî ñäåëàëè äâå ãðóïïû àìåðèêàíñêèõ è êàíàäñêèõ ó÷åíûõ. Êîñìè÷åñêèì òåëåñêîïîì «Õàááë» óäàëîñü ñôîòîãðàôèðîâàòü ïëàíåòó íà âíåøíåì êðàå ïûëåâîãî äèñêà, îêðóæàþùåãî ÿðêóþ çâåçäó Ôîìàëüãàóò (a Þæíîé Ðûáû). Õîòÿ ýòà çâåçäà ñâåòèò ïî÷òè â 20 ðàç ìîùíåå Ñîëíöà, îíà íå ìîãëà áû ñòîëü ñèëüíî îñâåòèòü ñâîþ ïëàíåòó, ÷òîáû ñäåëàòü åå çàìåòíîé ñ Çåìëè. Âåäü îáíàðóæåííàÿ ïëàíåòà íàõîäèòñÿ îò Ôîìàëüãàóòà â 115 Ðèñ. 6.8. Ïëàíåòà 2M1207 b (ñëåâà). Ýòî ïåðâîå èçîáðàæåíèå ïëàíåòû, íàõîäÿùåéñÿ çà ïðåäåëàìè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Îíà èìååò ìàññó îò 3 äî 10 MJ è îáðaùàåòñÿ âîêðóã êîðè÷íåâîãî êàðëèêà 2MASSWJ1207334-393254 ìàññîé 25 MJ. Ñíèìîê ïîëó÷åí â áëèæíåì ÈÊ-äèàïàçîíå ñ èñïîëüçîâàíèåì àäàïòèâíîé îïòèêè íà 8,2-ìåòðîâîì òåëåñêîïå VLT Åâðîïåéñêîé þæíîé îáñåðâàòîðèè (×èëè) â 2004 ã. 1

http://exoplanet.eu/catalog-imaging.php.

260

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Ðèñ. 6.9. Ïåðâîå èçîáðàæåíèå ïëàíåòû (ââåðõó ñëåâà) âáëèçè íîðìàëüíîé çâåçäû ñîëíå÷íîãî òèïà. Ýòà ìîëîäàÿ çâåçäà 1RXS J160929.1-210524 ñïåêòðàëüíîãî êëàññà K7V óäàëåíà îò íàñ íà 150 ïê, èìååò ìàññó 0,85 ñîëíå÷íîé è òåìïåðàòóðó ïîâåðõíîñòè 4060 K. À ïëàíåòà â 8 ðàç ìàññèâíåå Þïèòåðà, è òåìïåðàòóðà åå ïîâåðõíîñòè 1800 K (ïîýòîìó îíà ñâåòèòñÿ ñàìà). Âîçðàñò çâåçäû è ïëàíåòû — âåðîÿòíî, îêîëî 5 ìëí ëåò. Ðàññòîÿíèå ìåæäó íèìè â ïðîåêöèè — îêîëî 330 à. å. Ôîòî ïîëó÷åíî â ñåíòÿáðå 2008 ã. â áëèæíåì ÈÊ-äèàïàçîíå òåëåñêîïîì Äæåìèíè-Ñåâåð (îáñåðâàòîðèÿ Ìàóíà-Êåà, Ãàâàéè) ñ èñïîëüçîâàíèåì àäàïòèâíîé oïòèêè.

ðàç äàëüøå, ÷åì Çåìëÿ îò Ñîëíöà. Ïîýòîìó àñòðîíîìû ïðåäïîëàãàþò, ÷òî ïëàíåòà îêðóæåíà ãèãàíòñêèì îòðàæàþùèì ñâåò êîëüöîì, íàìíîãî ïðåâîñõîäÿùèì êîëüöà Ñàòóðíà.  íåì, ïî-âèäèìîìó, ôîðìèðóþòñÿ ñïóòíèêè ýòîé ïëàíåòû, êàê â ýïîõó þíîñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ôîðìèðîâàëèñü ñïóòíèêè ïëàíåò-ãèãàíòîâ. Íå ìåíåå ëþáîïûòíà è ôîòîãðàôèÿ ñðàçó òðåõ ïëàíåò ó çâåçäû HR 8799 â ñîçâåçäèè Ïåãàñ, ïîëó÷åííàÿ ãðóïïîé êàíàäñêèõ àñòðîíîìîâ ïîä ðóêîâîäñòâîì Ê. Ìàðóà (ñ. 9 öâåòíîé âêëàäêè). Ýòà ñèñòåìà óäàëåíà îò íàñ ïðèìåðíî íà 40 ïê. Êàæäàÿ èç åå ïëàíåò ïî÷òè íà ïîðÿäîê ìàññèâíåå Þïèòåðà, íî äâèæóòñÿ îíè ïðèìåðíî íà òåõ æå ðàññòîÿíèÿõ îò ñâîåé çâåçäû, ÷òî è íàøè ïëàíåòû-ãèãàíòû. ( ïðîåêöèè íà íåáî ýòè ðàññòîÿíèÿ ñîñòàâëÿþò 24, 38 è 68 à. å.) Áóäåò î÷åíü ñòðàííî, åñëè íà ìåñòå Âåíåðû, Çåìëè è Ìàðñà â òîé ñèñòåìå íå îáíàðóæàòñÿ çåìëåïîäîáíûå ïëàíåòû. Íî ïîêà ýòî çà ïðåäåëàìè òåõíè÷åñêèõ âîçìîæíîñòåé. Ðèñ. 6.9. Ïëàíåòà Ôîìàëüãàóòà.  ìîùíîì ïûëåâîì äèñêå âîêðóã çâåçäû Ôîìàëüãàóò òåëåñêîï «Õàááë» ñôîòîãðàôèðîâàë ïëàíåòó (â áåëîì êâàäðàòå). Ñâåòëûé êðóæîê â öåíòðå ñíèìêà îáîçíà÷àåò ïîëîæåíèå Ôîìàëüãàóòà (ñàìà çâåçäà çàêðûòà ýêðàíîì), ýëëèïñ, ïîêàçàííûé äëÿ ìàñøòàáà, èìååò ðàçìåð îðáèòû Íåïòóíà. Çà äâà ãîäà íàáëþäåíèé ýêçîïëàíåòà ñìåñòèëàñü î÷åíü íåçíà÷èòåëüíî, òàê êàê ïåðèîä åå îáðàùåíèÿ ïî îðáèòå — îêîëî 900 ëåò. Ôîòî: Kalas è äð., http://arxiv.org/abs/0811.1994.

Îòêðûòèÿ ýêçîïëàíåò

261


Ïîëó÷åíèå ïðÿìûõ ñíèìêîâ ýêçîïëàíåò — âàæíåéøèé ýòàï â èõ èçó÷åíèè. Âî-ïåðâûõ, ýòèì îêîí÷àòåëüíî ïîäòâåðæäàåòñÿ èõ ñóùåñòâîâàíèå. Âî-âòîðûõ, îòêðûò ïóòü ê èçó÷åíèþ ñâîéñòâ ýòèõ ïëàíåò: èõ ðàçìåðîâ, òåìïåðàòóðû, ïëîòíîñòè, õàðàêòåðèñòèê ïîâåðõíîñòè. È ñàìîå âîëíóþùåå — íå çà ãîðàìè ðàñøèôðîâêà ñïåêòðîâ ýòèõ ïëàíåò, à çíà÷èò, âûÿñíåíèå ãàçîâîãî ñîñòàâà èõ àòìîñôåðû. Î òàêîé âîçìîæíîñòè äàâíî ìå÷òàþò ýêçîáèîëîãè.

Âïåðåäè — ñàìîå èíòåðåñíîå íàñêîëüêî äàëåêè îò íàñ ïëàíåòíûå ñèñòåìû èíûõ çâåçä? Âèäíû ëè ýòè çâåçäû ãëàçîì èëè, ñêàæåì, â ïðîñòîé áèíîêëü? Ìîæåì ëè ìû, âçãëÿíóâ ÿñíûì âå÷åðîì íà íåáî, óêàçàòü ñâîèì äðóçüÿì: «À âîò ó ýòîé, è ó ýòîé, è âî-î-î-í ó òîé çâåçäû åñòü ñâîè ïëàíåòû. Âîçìîæíî, íåêîòîðûå èç íèõ îáèòàåìû»? Íà ýòè âîïðîñû ëåãêî îòâåòèòü, ïîñêîëüêó â Êàòàëîãå ýêçîïëàíåò1 ìîæíî íàéòè âñå íåîáõîäèìûå äàííûå.  îêòÿáðå 2010 ã. â íåì ñîäåðæàëîñü íåìíîãèì áîëåå 500 îáúåêòîâ, ïðåòåíäóþùèõ íà çâàíèå ïëàíåò. Ïîñêîëüêó äëÿ áîëüøèíñòâà èç íèõ îïðåäåëåíà ëèøü íèæíÿÿ ãðàíèöà ìàññû, áóäóùèå èññëåäîâàíèÿ, âåðîÿòíî, ïåðåâåäóò ÷àñòü êàíäèäàòîâ â ðàçðÿä êîðè÷íåâûõ êàðëèêîâ, ò. å. ïåðåìåñòÿò èõ èç ãðóïïû ãèãàíòñêèõ ïëàíåò â ñîîáùåñòâî «íåïîëíîöåííûõ» çâåçä. Íî òàêèõ «ïåðåáåæ÷èêîâ» áóäóò åäèíèöû, è ýòî íå èçìåíèò ñòàòèñòè÷åñêèõ âûâîäîâ. À âûâîäû òàêîâû. Îáíàðóæåííûå ïëàíåòû «æèâóò» â îêðåñòíîñòè ïðèìåðíî 4 ñîòåí çâåçä. Áëèæàéøàÿ èç íèõ (e Eri) óäàëåíà îò íàñ íà 3,2 ïê, òî åñòü âñåãî ëèøü íà 10 ñâåòîâûõ ëåò! Ïîëîâèíà âñåõ âíåñîëíå÷íûõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì ëåæèò â ïðåäåëàõ 40 ïê îò Ñîëíöà, åùå òðåòü íàõîäèòñÿ íå äàëåå 80 ïê, à íà ðàññòîÿíèÿõ áîëåå 1 êïê ðàñïîëàãàþòñÿ áóêâàëüíî åäèíèöû. Òàêèì îáðàçîì, ïðàêòè÷åñêè âñå îáíàðóæåííûå ýêçîïëàíåòû — íàøè áëèæàéøèå ãàëàêòè÷åñêèå ñîñåäè. Äàæå åñëè ìû îòêðûëè óæå âñå ïëàíåòû â ïðåäåëàõ 100 ïê îò Ñîëíöà (à ýòî, ðàçóìååòñÿ, íå òàê), òî â äèñêå Ãàëàêòèêè èõ äîëæíî áûòü î÷åíü ìíîãî. Ìîæíî îöåíèòü èõ êîëè÷åñòâî ïî ïîðÿäêó âåëè÷èíû: ãàëàêòè÷åñêèé äèñê èìååò òîëùèíó îêîëî 200 ïê è ðàäèóñ îêîëî 15 êïê. Ñëåäîâàòåëüíî, åãî îáúåì â 34 òûñ. ðàç áîëüøå îáúåìà øàðà ðàäèóñîì 100 ïê. Åñëè â îêðåñòíîñòè Ñîëíöà áîëåå 400 çâåçä ñ ïëàíåòàìè, òî â äèñêå Ãàëàêòèêè èõ íå ìåíåå 14 ìëí. Ñêîðåå âñåãî, èõ íàìíîãî áîëüøå, íî è 14 ìèëëèîíîâ — öèôðà íåìàëåíüêàÿ!

À

1

http://exoplanet.eu/catalog.php.

262

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


Òåïåðü âåðíåìñÿ ê âîïðîñó î âèäèìîñòè çâåçä, îáëàäàþùèõ ïëàíåòíûìè ñèñòåìàìè. Ìîæíî ëè õîòÿ áû íåêîòîðûå èç íèõ çàìåòèòü íåâîîðóæåííûì ãëàçîì, ÷òîáû â ÿñíóþ íî÷ü, áðîñèâ íà íåå âçãëÿä, ïîäóìàòü: «À âîí ó òîé çâåçäû åñòü ñâîÿ ïëàíåòíàÿ ñèñòåìà. Èíòåðåñíî, êòî òàì îáèòàåò?» Îêàçûâàåòñÿ, ýòî âîçìîæíî! Ñàìàÿ ÿðêàÿ çâåçäà íà íàøåì íåáå, îáëàäàþùàÿ ïî êðàéíåé ìåðå îäíîé ïëàíåòîé, — ýòî êðàñíûé ãèãàíò Ïîëëóêñ (b Áëèçíåöîâ, HD 62509), çâåçäà ïåðâîé âåëè÷èíû (V = 1,2m), ëåãêî ðàçëè÷èìàÿ íà ñàìîì çàñâå÷åííîì ãîðîäñêîì íåáå, äàæå â öåíòðå Ìîñêâû. Çèìíåé íî÷üþ èëè âåñåííèì âå÷åðîì âû áåç òðóäà íàéäåòå åå â þæíîé ÷àñòè íåáà, âûñîêî íàä ãîðèçîíòîì, è, ãëÿäÿ íà ìåðöàþùèé îðàíæåâûé îãîíåê, ïðåäàäèòåñü ôàíòàçèÿì î ïëàíåòàõ ýòîé çâåçäû. Ïðàâäà, ïîêà â ýòîé ñèñòåìå îáíàðóæåíî ïðèñóòñòâèå òîëüêî îäíîé ãèãàíòñêîé ïëàíåòû: îíà âòðîå ìàññèâíåå Þïèòåðà è îáðàùàåòñÿ ïî êðóãîâîé îðáèòå íà ðàññòîÿíèè 1,7 à. å. îò ñâîåãî ñâåòèëà. Íî âïîëíå âåðîÿòíî, ÷òî êðîìå íåå òàì åñòü è äðóãèå ïëàíåòû. ßðêèé áëåñê Ïîëëóêñà äåëàåò åãî «çâåçäîé ïåðâîé âåëè÷èíû» ñðåäè îáëàäàòåëåé ýêçîïëàíåòíûõ ñèñòåì. Íî íå îí îäèí èç ýòîé êîìïàíèè âèäåí íåâîîðóæåííûì ãëàçîì. Áåç îñîáîãî íàïðÿæåíèÿ íà ãîðîäñêîì íåáå ìîæíî ðàçëè÷èòü çâåçäû äî 4m. Ñðåäè îáëàäàòåëåé ýêçîïëàíåò òàêèõ çâåçä øåñòü. À åñëè ó âàñ îòëè÷íîå çðåíèå è âû íàõîäèòåñü âäàëè îò ãîðîäñêèõ îãíåé, òî ñìîæåòå ðàçëè÷èòü çâåçäû äî 6m; ñðåäè «âëàäåëüöåâ» ýêçîïëàíåò òàêèõ çâåçä îêîëî 50. Òàê ÷òî â êàêóþ áû ÷àñòü íåáà âû íè ïîñìîòðåëè, ïåðåä âàìè âñåãäà áóäåò äîñòóïíàÿ íåâîîðóæåííîìó ãëàçó çâåçäà ñ ïëàíåòàìè. À åñëè âîîðóæèòåñü îáû÷íûì ïîëåâûì áèíîêëåì, òî âàì ñòàíóò äîñòóïíû îáúåêòû ïî÷òè äî 9m, è âû ñìîæåòå óâèäåòü ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî çâåçä, ó êîòîðûõ ñåé÷àñ îáíàðóæåíû ïëàíåòû. Áëèæàéøàÿ èç îòêðûòûõ ýêçîïëàíåò ïðèíàäëåæèò çíàìåíèòîé çâåçäå e Ýðèäàíà (e Eri), îäíîé èç äâóõ ïåðâûõ çâåçä, îò êîòîðûõ â ðàìêàõ ïðîåêòà «Îçìà» (1960 ã.) ðàäèîàñòðîíîìû ïûòàëèñü ïîéìàòü ñèãíàëû âíåçåìíûõ öèâèëèçàöèé. Âòîðûì îáúåêòîì ýòîãî ïðîåêòà áûëà åùå áîëåå èçâåñòíàÿ çâåçäà t Êèòà, íî ó íåå ïëàíåòû ïîêà íå íàéäåíû. Îáå ýòè çâåçäû âõîäÿò â òðèäöàòêó áëèæàéøèõ çâåçä è â öåëîì ïîõîæè íà Ñîëíöå, õîòÿ íåìíîãî ìåíüøå è òóñêëåå íåãî. Ïëàíåòà e Eri b â ïîëòîðà ðàçà ìàññèâíåå Þïèòåðà è äâèæåòñÿ ïî îðáèòå ñ áîëüøîé ïîëóîñüþ 3,4 à. å. Êàçàëîñü áû, ñõîäñòâî ñèñòåìû e Eri ñ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìîé íàëèöî, îñòàëîñü íàéòè òàì ïëàíåòû çåìíîãî òèïà è îáíàðóæèòü ó íèõ áèîñôåðó. Íî òóò åñòü ñåðüåçíàÿ ïðîáëåìà: ïëàíåòà-ãèãàíò e Eri b äâèæåòñÿ ïî ñèëüíî âûòÿíóòîé îðáèòå ñ ýêñöåíòðèñèòåòîì 0,7, ïðè ýòîì îíà ïðèáëèæàåòñÿ ê «çîíå æèçíè» çâåçäû (äèàïàçîí ðàññòîÿÂïåðåäè — ñàìîå èíòåðåñíîå

263


íèé, â êîòîðîì íà ïîâåðõíîñòè ïëàíåòû âîçìîæíî ñóùåñòâîâàíèå æèäêîé âîäû) è ìåøàåò óñòîé÷èâî äâèãàòüñÿ òàì ïëàíåòàì çåìíîãî òèïà. Íî âñå æå ñèòóàöèÿ íå áåçíàäåæíà, è íóæíî ïðîäîëæàòü ïîèñê. Îáíàðóæåíèå ïåðâûõ âíåñîëíå÷íûõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì ñòàëî îäíèì èç êðóïíåéøèõ íàó÷íûõ äîñòèæåíèé ÕÕ â. Ðåøåíà âàæíåéøàÿ ïðîáëåìà: Ñîëíå÷íàÿ ñèñòåìà íå óíèêàëüíà, ôîðìèðîâàíèå ïëàíåò ðÿäîì ñî çâåçäàìè — çàêîíîìåðíûé ýòàï ýâîëþöèè. Íåñêîëüêî ñòîëåòèé àñòðîíîìû áüþòñÿ íàä çàãàäêîé ïðîèñõîæäåíèÿ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ãëàâíàÿ ïðîáëåìà â òîì, ÷òî íàøó ïëàíåòíóþ ñèñòåìû äî ñèõ ïîð íå ñ ÷åì áûëî ñðàâíèâàòü. Òåïåðü ñèòóàöèÿ èçìåíèëàñü: â ïîñëåäíåå âðåìÿ àñòðîíîìû îòêðûâàþò â ñðåäíåì ïî îäíîé ïëàíåòå â íåäåëþ; â îñíîâíîì ýòî ïëàíåòû-ãèãàíòû, íî óæå ñîçäàíû ïðèáîðû, ñïîñîáíûå îáíàðóæèâàòü ïëàíåòû çåìíîãî òèïà. Ñòàíîâÿòñÿ âîçìîæíûìè êëàññèôèêàöèÿ è ñðàâíèòåëüíîå èçó÷åíèå ïëàíåòíûõ ñèñòåì. Ýòî çíà÷èòåëüíî îáëåã÷èò îòáîð æèçíåñïîñîáíûõ ãèïîòåç è ïîñòðîåíèå ïðàâèëüíîé òåîðèè ôîðìèðîâàíèÿ è ðàííåé ýâîëþöèè ïëàíåòíûõ ñèñòåì, â òîì ÷èñëå íàøåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû.  òî æå âðåìÿ ñòàëî ÿñíî, ÷òî íàøà ïëàíåòíàÿ ñèñòåìà íåòèïè÷íà: åå ïëàíåòû-ãèãàíòû, äâèæóùèåñÿ ïî êðóãîâûì îðáèòàì âíå «çîíû æèçíè» (îáëàñòü óìåðåííûõ òåìïåðàòóð âîêðóã Ñîëíöà), ïîçâîëÿþò äëèòåëüíîå âðåìÿ ñóùåñòâîâàòü âíóòðè ýòîé çîíû ïëàíåòàì çåìíîãî òèïà, îäíà èç êîòîðûõ — Çåìëÿ — äàæå èìååò áèîñôåðó. Ñðåäè îáíàðóæåííûõ ïëàíåòíûõ ñèñòåì áîëüøèíñòâî íå îáëàäàåò ýòèì êà÷åñòâîì. Ìû ïîíèìàåì, êîíå÷íî, ÷òî ìàññîâîå îáíàðóæåíèå ïðåèìóùåñòâåííî ãîðÿ÷èõ þïèòåðîâ — âðåìåííîå ÿâëåíèå, ñâÿçàííîå ñ îãðàíè÷åííûìè âîçìîæíîñòÿìè íàøåé òåõíèêè. Íî ñàì ôàêò ñóùåñòâîâàíèÿ òàêèõ ñèñòåì ïîðàæàåò: î÷åâèäíî, ÷òî ãàçîâûé ãèãàíò íå ìîæåò ñôîðìèðîâàòüñÿ ðÿäîì ñî çâåçäîé — íî òîãäà êàê æå îí òóäà ïîïàë?  ïîèñêàõ îòâåòà íà ýòîò âîïðîñ òåîðåòèêè ìîäåëèðóþò ôîðìèðîâàíèå ïëàíåò â îêîëîçâåçäíûõ ãàçîâî-ïûëåâûõ äèñêàõ è óçíàþò ïðè ýòîì ìíîãî íîâîãî. Îêàçûâàåòñÿ, ïëàíåòà â ïåðèîä ñâîåãî ðîñòà ìîæåò ìèãðèðîâàòü ïî äèñêó, ïðèáëèæàÿñü ê çâåçäå èëè óäàëÿÿñü îò íåå, â çàâèñèìîñòè îò ñòðóêòóðû äèñêà, ìàññû ïëàíåòû è åå âçàèìîäåéñòâèÿ ñ äðóãèìè ïëàíåòàìè. Ýòè òåîðåòè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ ÷ðåçâû÷àéíî èíòåðåñíû: ðåçóëüòàòû ìîäåëèðîâàíèÿ ìîæíî ñðàçó ïðîâåðÿòü íà íîâîì íàáëþäàòåëüíîì ìàòåðèàëå. Ðàñ÷åò ýâîëþöèè ïðîòîïëàíåòíîãî äèñêà íà õîðîøåì êîìïüþòåðå çàíèìàåò îêîëî íåäåëè, à çà ýòî âðåìÿ íàáëþäàòåëè óñïåâàþò îòêðûòü íîâóþ ïëàíåòíóþ ñèñòåìó. Íåðåäêî ýòè îòêðûòèÿ ñòàâÿò òåîðåòèêîâ â òóïèê. Òàê, íåîæèäàííîñòüþ ñòàëî â 2005 ã. ñîîáùåíèå îá îòêðûòèè ïëàíåòû â ñèñòåìå òðîé264

6. Íåäîñòóïíûå ïëàíåòû


íîé çâåçäû HD 188753 (ñ. 9 öâåòíîé âêëàäêè). Òàì ãîðÿ÷èé þïèòåð îáðàùàåòñÿ ñ ïåðèîäîì 3,35 ñóò. âîêðóã î÷åíü ïîõîæåé íà Ñîëíöå çâåçäû HD 188753A, ó êîòîðîé åñòü åùå ïàðà íåáîëüøèõ çâåçä-ñïóòíèêîâ (HD188753B è HD 188753C). Ýòè äâå çâåçäî÷êè ñîâåðøàþò âçàèìíûé ïèðóýò ñ ïåðèîäîì 156 ñóò. è îáðàùaþòñÿ âîêðóã ãëàâíîé çâåçäû HD 188753A ñ ïåðèîäîì 25,7 ãîäà ïî ýêñöåíòðè÷íîé îðáèòå, çàíè- Ðèñ. 6.10. Ñõåìà òðîéíîé çâåçäû HD 188753. Ðÿìàÿ îáëàñòü ìåæäó îðáèòàìè äîì ñ áîëåå êðóïíûì îäèíî÷íûì êîìïîíåíòîì, âîçìîæíî, äâèæåòñÿ ïëàíåòà-ãèãàíò. Åñëè Þïèòåðà è Óðàíà. Îáíàðóæåíèå åå ñóùåñòâîâàíèå ïîäòâåðäèòñÿ, ýòî ñòàíåò ïëàíåòû â ñèñòåìå äâîéíîé è äà- ïðîáëåìîé äëÿ òåîðèè ôîðìèðîâàíèÿ ïëàíåò. æå òðîéíîé çâåçäû ñàìî ïî ñåáå íå ñòàëî ñåíñàöèåé: òàêèå ïðèìåðû óæå áûëè èçâåñòíû è äàæå ïîëó÷èëè ïðîçâèùå «òàòóèíñêèõ ïëàíåò» (íàìåê íà ðîäíóþ ïëàíåòó Ñêàéóîêåðà èç êèíîýïîïåè «Çâåçäíûå âîéíû»). Íî â ïðåäûäóùèõ ñëó÷àÿõ çâåçäû ðàñïîëàãàëèñü íà áîëüøèõ ðàññòîÿíèÿõ äðóã îò äðóãà è ïî÷òè íå âìåøèâàëèñü â ôîðìèðîâàíèå ïëàíåòíûõ ñèñòåì âîêðóã êàæäîé èç íèõ.  ñëó÷àå æå HD 188753 îáëàñòü ôîðìèðîâàíèÿ ïëàíåò-ãèãàíòîâ îêàçàëàñü çàíÿòîé ïàðîé çâåçä-ñïóòíèêîâ. Ãäå æå òîãäà ñôîðìèðîâàëñÿ ãîðÿ÷èé þïèòåð HD 188753A b äî òîãî, êàê îí ìèãðèðîâàë ê ñâîåìó íûíåøíåìó ïîëîæåíèþ âáëèçè õîçÿéñêîé çâåçäû? Òåîðåòèêè íå ìîãóò îòâåòèòü íà ýòîò âîïðîñ è ïîýòîìó íàäåþòñÿ, ÷òî ñóùåñòâîâàíèå «òàòóèíñêîé» ïëàíåòû HD 188753A b íå ïîäòâåðäèòñÿ. À íàáëþäàòåëè ïîêà ñïîðÿò, ñóùåñòâóåò ýòà ïëàíåòà èëè íåò. Õîòÿ ïðîáëåìû ôîðìèðîâàíèÿ è ýâîëþöèè ïëàíåòíûõ ñèñòåì î÷åíü èíòåðåñóþò àñòðîíîìîâ, áîëüøèíñòâî ëþäåé ïðîÿâëÿåò ê ýêçîïëàíåòàì ÷èñòî «áèîëîãè÷åñêèé» èíòåðåñ. Èì õîòåëîñü áû çíàòü, êîãäà è êàêèìè ìåòîäàìè áóäóò îòêðûòû ïëàíåòû, ïîäîáíûå Çåìëå, — ñ âîäíîé îáîëî÷êîé è àòìîñôåðîé. Åñëè ïëàíåòà óæå íàéäåíà è îðáèòà åå îïðåäåëåíà, íåòðóäíî âû÷èñëèòü, ïîïàäàåò ëè ýòà ïëàíåòà â «çîíó æèçíè» ðîäèòåëüñêîé çâåçäû. Îäíà òàêàÿ ïëàíåòà, âîçìîæíî, óæå íàéäåíà: ýòî Ãëèçå 581g (GJ 581g). Îíà ìàññèâíåå Çåìëè ïðèìåðíî âòðîå è óäàëåíà îò ñâîåé çâåçäû ðîâíî íàñòîëüêî, ÷òî òåìïåðàòóðà íà åå ïîâåðõíîñòè äîëæíà áûòü áëèçêà ê 0 °Ñ. Ïî îöåíêàì, ýòà ïëàíåòà ìîæåò óäåðæèâàòü àòìîñôåðó çåìíîãî òèïà è èìåòü íà ïîâåðõíîñòè æèäêóþ Âïåðåäè — ñàìîå èíòåðåñíîå

265


âîäó. Íî áîëüøîé óâåðåííîñòè ýòà îöåíêà íå äàåò: òî, ÷òî âîäà (èìåí íî æèäêàÿ âîäà) ìîæåò ñóùåñòâîâàòü íà ïëàíåòå, åùå íå îçíà÷àåò, ÷òî îíà òàì åñòü. Äëÿ áîëåå íàäåæíîãî îïðåäåëåíèÿ ñîñòàâà àòìî ñôåð çåìëåïîäîáíûõ ýêçîïëàíåò íóæíû íå ôîòîìåòðè÷åñêèå, à ñïåêòðîñêîïè÷åñêèå íàáëþäåíèÿ. Òàêèå ïðîåêòû ñåé÷àñ îñóùåñòâëÿþòñÿ: ýòî àìåðèêàíñêèå êîñìè÷åñêèå îáñåðâàòîðèè TPF-C (çâåçäíûé êîðîíîãðàô) è TPF-I (çâåçäíûé èíòåðôåðîìåòð), à òàêæå åâðîïåéñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ «Äàðâèí». Íî ýòè àïïàðàòû îòïðàâÿòñÿ íà îðáèòó íå ðàíüøå 2015 ã. Áåç ïðåóâåëè÷åíèÿ ìîæíî ñêàçàòü, ÷òî îòêðûòèå âíåñîëíå÷íûõ ïëàíåò — ýòî âåëèêîå ñîáûòèå â èñòîðèè íàóêè. Ñäåëàííîå íà èñõîäå ÕÕ â., îíî â ïåðñïåêòèâå ñòàíåò îäíèì èç âàæíåéøèõ ñîáûòèé ïðîøåäøåãî âåêà íàðàâíå ñ îâëàäåíèåì ÿäåðíîé ýíåðãèåé, âûõîäîì â êîñìîñ è îòêðûòèåì ìåõàíèçìîâ íàñëåäñòâåííîñòè. Óæå ñåé÷àñ ÿñíî, ÷òî íåäàâíî íà÷àâøèéñÿ XXI âåê ñòàíåò âðåìåíåì ðàñöâåòà ïëàíåòîëîãèè — âåòâè àñòðîíîìèè, èçó÷àþùåé ïðèðîäó è ýâîëþöèþ ïëàíåò. Íåñêîëüêî ñòîëåòèé ëàáîðàòîðèÿ ïëàíåòîëîãîâ îãðàíè÷èâàëàñü äþæèíîé îáúåêòîâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, è âäðóã, âñåãî çà íåñêîëüêî ëåò, ÷èñëî äîñòóïíûõ îáúåêòîâ óâåëè÷èëîñü â äåñÿòêè ðàç, à äèàïàçîí óñëîâèé, â êîòîðûõ îíè ñóùåñòâóþò, îêàçàëñÿ îáåñêóðàæèâàþùå øèðîêèì. Ñîâðåìåííîãî ïëàíåòîëîãà ìîæíî óïîäîáèòü áèîëîãó, êîòîðûé ìíîãèå ãîäû èçó÷àë ëèøü ôëîðó è ôàóíó ïóñòûíè è âäðóã ïîïàë â òðîïè÷åñêèé ëåò: ñåé÷àñ ïëàíåòîëîãè íàõîäÿòñÿ â ñîñòîÿíèè ëåãêîãî øîêà, íî ñêîðî îíè îïðàâÿòñÿ è ñîðèåíòèðóþòñÿ â ãèãàíòñêîì ìíîãîîáðàçèè íîâîîòêðûòûõ ïëàíåò. Âòîðàÿ íàóêà, à òî÷íåå ïðîòîíàóêà, îùóùàþùàÿ ìîùíûé ýôôåêò îò îòêðûòèÿ ïëàíåò ó èíûõ çâåçä, — ýòî áèîëîãèÿ âíåçåìíîé æèçíè, ýêçîáèîëîãèÿ. Ó÷èòûâàÿ òåìï îáíàðóæåíèÿ è èññëåäîâàíèÿ ýêçîïëàíåò, ìîæíî îæèäàòü, ÷òî XXI âåê ïðèíåñåò íàì îòêðûòèå áèîñôåð íà íåêîòîðûõ èç íèõ è îçíàìåíóåò ýòèì äîëãîæäàííîå è îêîí÷àòåëüíîå ðîæäåíèå ýêçîáèîëîãèè, äî ñèõ ïîð ðàçâèâàâøåéñÿ â ëàòåíòíîì ñîñòîÿíèè èç-çà îòñóòñòâèÿ ðåàëüíîãî îáúåêòà èññëåäîâàíèÿ.

Ü


7

Ïëàíåòû-êàðëèêè


Çà ïðåäåëîì Áîëüøîé âîñüìåðêè îò ìû è «âåðíóëèñü èç ðàçâåäêè», îáíàðóæèâ âîñåìü áîëüøèõ ïëàíåò â íàøåé Ñîëíå÷íîé ñèñòåìå è îêîëî ïÿòèñîò î÷åíü áîëüøèõ ïëàíåò â äðóãèõ ïëàíåòíûõ ñèñòåìàõ. Ïîïóòíî óçíàëè (ãëàâû 4 è 6), ÷òî êðîìå ïîëíîâåñíûõ, íàñòîÿùèõ ïëàíåò, ìíîãèå çâåçäû îêðóæåíû ðîÿìè ìåëêèõ òåë — àñòåðîèäîâ, êàðëèêîâûõ ïëàíåò, êîìåò, ìåæïëàíåòíîé ïûëè… Ïðèñóòñòâèå ìåëêîé ïûëè áåç îñîáîãî òðóäà îáíàðóæèâàåòñÿ äàæå ó äàëåêèõ çâåçä: îáëàäàÿ áîëüøîé ñóììàðíîé ïîâåðõíîñòüþ, ïûëèíêè ïåðåõâàòûâàþò çàìåòíóþ äîëþ îïòè÷åñêîãî èçëó÷åíèÿ ñâîåé çâåçäû è, íàãðåâøèñü, ïåðåèçëó÷àþò ýòó ýíåðãèþ â èíôðàêðàñíîì äèàïàçîíå. Èìåííî èçáûòîê ÈÊ-èçëó÷åíèÿ â ñïåêòðå çâåçäû çàñòàâëÿåò ïðåäïîëîæèòü íàëè÷èå âîêðóã íåå ïûëåâîãî îáëàêà èëè äèñêà. Èíîãäà åãî óäàåòñÿ ñôîòîãðàôèðîâàòü (ñì. ðèñ. 6.9). Õîòÿ îòíîøåíèå ê áûòîâîé ïûëè ó íàñ ñóãóáî îòðèöàòåëüíîå, êîñìè÷åñêàÿ ïûëü î÷åíü èíòåðåñóåò àñòðîíîìîâ è ñëóæèò îáúåêòîì ïðèñòàëüíîãî èññëåäîâàíèÿ. Áåç ñîìíåíèÿ, î÷åíü âåëèêà åå ðîëü â ðîæäåíèè çâåçä è ïëàíåò, ïîñêîëüêó ïûëèíêè — ãëàâíûå îõëàäèòåëè ìåæçâåçäíîé ñðåäû, ñïîñîáñòâóþùèå åå ñæàòèþ è êîíäåíñàöèè. Íå ìåíåå âàæíà ðîëü ïûëèíîê êàê êàòàëèçàòîðîâ õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé â ìåæçâåçäíîì è ìåæïëàíåòíîì ïðîñòðàíñòâå. Íå èñêëþ÷åíî, ÷òî ïåðâûå øàãè â ýâîëþöèè æèâîãî âåùåñòâà òîæå áûëè ñäåëàíû áëàãîäàðÿ êîñìè÷åñêîé ïûëè. Íî ýòó èíòåðåñíóþ òåìó ìû îñòàâèì äëÿ äðóãîãî ðàññêàçà, à ðàç óæ îòïðàâèëèñü íà ðàçâåäêó ïëàíåò, òî èìè è îãðàíè÷èìñÿ. Ýòà ãëàâà ïîñâÿùåíà ìàëåíüêèì ïëàíåòàì Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, íå âõîäÿùèì â «áîëüøóþ âîñüìåðêó», íî âñå æå èìåþùèì íåêîòîðûå ïðèçíàêè íàñòîÿùèõ ïëàíåò. Äàâàéòå âñïîìíèì îïðåäåëåíèå ïëàíåòû (ñ. 245): ýòî îáúåêò, îáðàùàþùèéñÿ âîêðóã Ñîëíöà è äîñòàòî÷íî ìàññèâíûé äëÿ òîãî, ÷òîáû ïðèäàòü ñåáå ñôåðîèäàëüíóþ ôîðìó, ê òîìó æå íå èìåþùèé ðÿäîì ñî ñâîåé îðáèòîé òåë ñðàâíèìîé ñ íèì ìàññû. ×òî êàñàåòñÿ îòñóòñòâèÿ áëèçêèõ ìàññèâíûõ ñîñåäåé, òî ýòî òðåáîâàíèå, ðàçóìååòñÿ, âàæíî äëÿ ïðàâèëüíîãî ïðåäñòàâëåíèÿ î ïðîèñõîæäåíèè è ýâîëþöèè ïëàíåòû, íî ïðÿìî íå ñâÿçàíî ñ óñëîâèÿìè íà åå ïîâåðõíîñòè è â åå íåäðàõ. Åñëè ìàññà êîñìè÷åñêîãî òåëà íàñòîëüêî âåëèêà, ÷òî ñîáñòâåííàÿ ñèëà òÿæåñòè ïðèäàëà åìó ñôåðîèäàëüíóþ ôîðìó, òî ýòî îçíà÷àåò, ÷òî â åãî íåäðàõ ïðîòåêàåò ãåîëîãè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ.  ðåçóëüòàòå âåùåñòâî ðàçäåëÿåòñÿ ïî ïëîòíîñòè (ëåãêîå ââåðõ, òÿæåëîå âíèç), âûäåëÿåòñÿ òåïëî, èäóò õèìè÷åñêèå ðåàêöèè è ò. ï. À åñëè ó ýòîãî òåëà ê òîìó æå åñòü àòìîñôåðà è, ìîæåò áûòü, äàæå íåáîëüøèå ñïóòíèêè, òî ëþáîé ïëàíåòîëîã áóäåò èçó÷àòü åãî êàê ïîë-

Â

268

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


Ëóíà 1000 êì

1

2

3

4

Ceres Öåðåðà

Pallas Ïàëëàäà

Juno Þíîíà

Vesta Âåñòà

5

6

7

8

9

10

Astraea Hebes Iris Flora Metis Hygiea Àñòðåÿ Ãåáà Èðèäà Ôëîðà Ìåòèäà Ãèãåÿ

Ðèñ. 7.1. Ñðàâíèòåëüíûå ðàçìåðû ïåðâûõ äåñÿòè àñòåðîèäîâ è Ëóíû. Êðóïíåéøèé àñ òåðîèä Öåðåðà òåïåðü îòíåñåí ê ñåìåéñòâó ïëàíåò-êàðëèêîâ.

íîöåííóþ ïëàíåòó. Âûñàäèâøèñü íà ïîâåðõíîñòè òàêîãî òåëà, ìû îùóòèì ñåáÿ íà ïëàíåòå, íåçàâèñèìî îò òîãî, êàê íàçûâàåòñÿ ýòîò îáúåêò â àñòðîíîìè÷åñêèõ ñïðàâî÷íèêàõ. Ñîáñòâåííî ãîâîðÿ, èìåííî â òàêîì øèðîêîì ñìûñëå àñòðîíîìû äîâîëüíî äîëãî èñïîëüçîâàëè òåðìèí «ïëàíåòà». Ïëóòîí áûë íàçâàí ïëàíåòîé, íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî åãî îðáèòà ïåðåñåêàåòñÿ ñ îðáèòîé çíà÷èòåëüíî áîëåå êðóïíîãî òåëà — Íåïòóíà. À âñå àñòåðîèäû äî íåäàâíåãî âðåìåíè íàçûâàëè «ìàëûìè ïëàíåòàìè». Ñåé÷àñ ýòî ïîëîæåíèå èñïðàâëåíî: Ïëóòîí è åìó ïîäîáíûå ñòàëè íàçûâàòü «ïëàíåòàìè-êàðëèêàìè», à áîëåå ìåëêèå îáúåêòû — ïðîñòî «àñòåðîèäàìè». Èìåííî î ïëàíåòàõ-êàðëèêàõ ïîéäåò ðå÷ü â ýòîé ãëàâå, à ñëåäóþùóþ, çàêëþ÷èòåëüíóþ ãëàâó ìû ïîñâÿòèì åùå áîëåå ñòðàííûì ïëàíåòàì, æèâóùèì â ñåìåéñòâàõ ñïóòíèêîâ áîëüøèõ ïëàíåò. Èõ áû ñòîèëî íàçûâàòü «ïëàíåòàìè-ñïóòíèêàìè». Íî ïîêà ðå÷ü íå î íèõ.

Êàê îòëè÷èòü ïëàíåòó îò ïðî÷èõ íåáåñíûõ ñâåòèë? ðè âçãëÿäå íà íî÷íîå íåáî âñå ñâåòèëà, êðîìå Ëóíû, ñíà÷àëà êàæóòñÿ íàì îäèíàêîâûìè «çâåçäî÷êàìè», ðàçëè÷àþùèìèñÿ òîëüêî ñâîèì áëåñêîì. Íî, ïðèñìîòðåâøèñü, ìû çàìå÷àåì, ÷òî ïîäàâëÿþùåå áîëüøèíñòâî çâåçä äðîæèò, ìèãàåò, ïåðåëèâàåòñÿ, òî åñòü èñïûòûâàåò õàîòè÷åñêèå ôëóêòóàöèè áëåñêà. Àñòðîíîìû íàçûâàþò ýòî ìåðöàíèåì. Ìåðöàåò àáñîëþòíîå áîëüøèíñòâî çâåçä, íî íå âñå: íåêîòîðûå ñâåòÿò ñòàáèëüíî. Ïî÷åìó îíè «îòáèëèñü îò êîëëåêòèâà»? Ñ ïîìîùüþ

Ï

Êàê îòëè÷èòü ïëàíåòó îò ïðî÷èõ íåáåñíûõ ñâåòèë?

269


çâåçäíîé êàðòû è Àñòðîíîìè÷åñêîãî êàëåíäàðÿ, à åùå ïðîùå — ñ ïîìîùüþ êîìïüþòåðíîãî ïëàíåòàðèÿ áûñòðî âûÿñíÿåòñÿ, ÷òî íåìèãàþùèå «çâåçäû» — ýòî â äåéñòâèòåëüíîñòè ïëàíåòû. Ñòàáèëüíîñòü áëå ñêà ïëàíåò äàâíî óæå ñòàëà íàðîäíûì ñïîñîáîì èõ ïîèñêà íà íåáå: îáû÷íî èìåííî òàê îòëè÷àþò ïëàíåòû îò ÿðêèõ çâåçä. Êàê èçâåñòíî, çâåçäû ìåðöàþò ïîòîìó, ÷òî èõ ñâåò ïðîõîäèò ÷åðåç íåñïîêîéíûå ñëîè àòìîñôåðû. Òåïëûå ïîòîêè âîçäóõà ïîäíèìàþòñÿ ââåðõ, îõëàæäåííûå ñòðåìÿòñÿ âíèç, îíè ñìåøèâàþòñÿ äðóã äðóãîì, äðîáÿòñÿ íà ÿ÷åéêè ñ ðàçíîé òåìïåðàòóðîé è îïòè÷åñêîé ïëîòíîñòüþ. Íà ãðàíèöàõ ýòèõ ÿ÷ååê ïðîèñõîäèò ïðåëîìëåíèå ñâåòà.  îáùåì, òàêîé ïðîöåññ ëåãêî ñìîäåëèðîâàòü, íàïðàâèâ â ñòàêàí ñ êèïÿòêîì ñòðóéêó õîëîäíîé âîäû ëèáî íàîáîðîò. Ïîïðîáóéòå ñàìè: ïîñòàâüòå ñòàêàí õîëîäíîé âîäû íà ãàçåòó, ïëåñíèòå â íåãî êèïÿòîê — è óâèäèòå, êàê áóäåò âûãëÿäåòü ãàçåòíûé òåêñò ñêâîçü âîäó, ïîêà îíà ïîëíîñòüþ íå ïåðåìåøàåòñÿ. Ãëÿäÿ ñêâîçü îïòè÷åñêè íåîäíîðîäíóþ áóðëÿùóþ àòìîñôåðó íà äàëåêèå èñòî÷íèêè ñâåòà (íå òîëüêî êîñìè÷åñêèå!), ìû çàìå÷àåì èõ ìåðöàíèå â òîì äèàïàçîíå ÷àñòîò, êîòîðûé äîñòóïåí íàøåìó çðåíèþ, òî åñòü íå âûøå 20 Ãö. Âûñîêî÷àñòîòíûå ìåðöàíèÿ ìû (â îòëè÷èå, ñêàæåì, îò ñòðåêîç) íå ðàçëè÷àåì, õîòÿ îíè òîæå ïðèñóòñòâóþò. Îñòàâèì ïîêà â ñòîðîíå ÿâëåíèå äèôðàêöèè ñâåòà íà çðà÷êå ãëàçà, à òàêæå çåðíèñòîñòü ñåò÷àòêè, êîòîðûå äàæå ïðè îòñóòñòâèè àòìîñôåðû íå ïîçâîëèëè áû íàì ðàçëè÷èòü ðåàëüíûé äèñê çâåçäû èëè âîñïðèíÿòü äàëåêóþ çâåçäó êàê òî÷êó èñ÷åçàþùå ìàëîãî óãëîâîãî ðàçìåðà. Îáà ýòè ÿâëåíèÿ — äèôðàêöèÿ è «ïèêñåëüíàÿ» ñòðóêòóðà ñåò÷àòêè — ðàçìûâàþò èçîáðàæåíèå çâåçäû, íî ñàìè ïî ñåáå â ñèëó ñâîåé ñòàòè÷íîñòè íå âûçûâàþò êîëåáàíèé ÿðêîñòè è öâåòà. Îäíàêî è â òîì ñëó÷àå, åñëè áû îñòðîòà íàøåãî çðåíèÿ áûëà ôàíòàñòè÷åñêè âûñîêîé, ìû, íàáëþäàÿ ñêâîçü àòìîñôåðó, íå ñìîãëè áû ðàçëè÷èòü ðåàëüíûå äèñêè çâåçä. Äåëî â òîì, ÷òî çà âðåìÿ îäíîãî «êàäðà», âîñïðèíèìàåìîãî íàøèì çðåíèåì (îêîëî 0,05 ñ), áûñòðîå àòìîñôåðíîå äðîæàùåå ïî÷òè òî÷å÷íîãî èçîáðàæåíèÿ çâåçäû ñîçäàåò âìåñòî íåãî «êëÿêñó», óãëîâîé ðàçìåð êîòîðîé çàâèñèò îò ñîñòîÿíèÿ àòìîñôåðû â ìåñòå íàáëþäåíèÿ è îáû÷íî ñîñòàâëÿåò îò 2² äî 5². Âïðî÷åì, íàø ãëàç íå ðàçëè÷àåò ñòîëü ìàëûõ óãëîâ. Äèôðàêöèÿ íà çðà÷êå è íåîäíîðîäíîñòü ñåò÷àòêè ñíèæàþò óãëîâîå ðàçðåøåíèå íàøåãî íî÷íîãî çðåíèÿ äî 2–3 ìèíóò äóãè, òî åñòü ïðèìåðíî äî 150². Òàê ÷òî çâåçäó-«êëÿêñó» ðàçìåðîì 2–5² íàø ãëàç âîñïðèíèìàåò êàê òî÷êó, íî íèçêî÷àñòîòíûå êîëåáàíèÿ åå ÿðêîñòè ãëàç çàìå÷àåò. Îíè-òî è ñëóæàò ïðè÷èíîé ìåðöàíèÿ çâåçä. 270

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


Âñå ýòî ïîíÿòíî, íî ïî÷åìó æå âñåÒàáëèöà 7.1 òàêè çâåçäû ìåðöàþò, à ïëàíåòû — Óãëîâîé äèàìåòð ïëàíåò, äîñòóïíûõ ïî ñâîåìó áëåñêó äëÿ íàáëþäåíèÿ íåò, ïî÷åìó ïðè íàáëþäåíèè íî÷íîãî íåâîîðóæåííûì ãëàçîì íåáà íåâîîðóæåííûì ãëàçîì èçîáðàÏëàíåòà Óãëîâîé äèàìåòð, ² æåíèå çâåçäû äðîæèò, à ïëàíåòà âûãëÿäèò áîëåå ñòàáèëüíîé, ïî÷òè íåèçÌåðêóðèé 5–13 Âåíåðà 10–66 ìåííîé? Ðàçóìååòñÿ, ïðåëîìëåíèå ñâåÌàðñ 4–25 òà â àòìîñôåðå íå çàâèñèò îò òîãî, êàÞïè òåð 30–50 êîâ åãî èñòî÷íèê: çâåçäà èëè ïëàíåòà. Ñàòóðí 15–20 Ïðè÷èíà âèäèìîãî ðàçëè÷èÿ çâåçä è ïëàíåò â òîì, ÷òî óãëîâîé ðàçìåð ëþáîé èç ÿðêèõ ïëàíåò çíà÷èòåëüíî áîëüøå óãëîâîãî ðàçìåðà àòìîñôåðíûõ èçîáðàæåíèé çâåçä. Ýòî âèäíî èç äàííûõ òàáë. 7.1, ïðè÷åì íóæíî ó÷èòûâàòü, ÷òî ìåíüøåå çíà÷åíèå äèàìåòðà îòíîñèòñÿ ê êîíôèãóðàöèè (ðèñ. 7.2), â êîòîðîé ïëàíåòà íå íàáëþäàåòñÿ. Äëÿ âíåøíèõ ïëàíåò — Ìàðñà, Þïèòåðà è Ñàòóðíà — ýòî ýïîõà ñîåäèíåíèÿ, êîãäà ïëàíåòà ðàñïîëàãàåòñÿ íà íåáå âáëèçè Ñîëíöà. Äëÿ âíóòðåííèõ ïëàíåò — Ìåðêóðèÿ è Âåíåðû — ýòî ýïîõà âåðõíåãî ñîåäèíåíèÿ, êîãäà ïëàíåòà òàêæå ðàñïîëàãàåòñÿ âáëèçè Ñîëíöà, íàõîäÿñü çà íèì. Îáû÷íî âíåøíèå ïëàíåòû íàáëþäàþòñÿ âáëèçè èõ ïðîòèâîñòîÿíèÿ è ïîýòîìó èìåþò ìàêñèìàëüíûé óãëîâîé ðàçìåð. À âíóòðåííèå ïëàíåòû (îñîáåííî Ìåðêóðèé) âèäíû ëèøü â ýïîõó íàèáîëüøåé ýëîíãàöèè, êîãäà èõ äèàìåòð ñîñòàâëÿåò îêîëî ïîëîâèíû îò ìàêñèìàëüíîãî, òî÷íåå 8–9² ó Ìåðêóðèÿ è 26² ó Âåíåðû. Íå áåðÿ â ðàñ÷åò Ìåðêóðèé (íåìíîãèå åãî êîãäà-ëèáî âèäåëè!), ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî äèñêè ÿðêèõ ïëàíåò âèäÑîåäèíåíèå Ðèñ. 7.2. Êîíôèãóðàöèè ïëàíåò, òî åñòü èõ õàðàêòåðíûå ïîëîæåíèÿ îòíîñèòåëüíî Çåìëè è Ñîëíöà. Ïî îòíîøåíèþ ê çåìíîìó íàáëþäàòåëþ ïëàíåòà íà âíåøíåé îðáèòå ìîæåò ðàñïîëàãàòüñÿ â ñîåäèíåíèè èëè ïðîòèâîñòîÿíèè ñ Ñîëíöåì, à òàêæå â âîñ òî÷íîé èëè çàïàäíîé êâàäðàòóðàõ. Ïëàíåòà íà âíóòðåííåé îðáèòå ìîæåò ðàñïîëàãàòüñÿ â íèæíåì (1) èëè âåðõíåì (3) ñîåäèíåíèÿõ, à òàêæå â íàèáîëüøåé âîñòî÷íîé (4) èëè çàïàäíîé (2) ýëîíãàöèÿõ.

3

4 1

Âîñòî÷íàÿ êâàäðàòóðà

Êàê îòëè÷èòü ïëàíåòó îò ïðî÷èõ íåáåñíûõ ñâåòèë?

2

Çåìëÿ

Çàïàäíàÿ êâàäðàòóðà

Ïðîòèâîñòîÿíèå

271


íû ïîä óãëîì íå ìåíåå 20², ÷òî çíà÷èòåëüíî ïðåâîñõîäèò ðàçìåð àòìîñôåðíûõ èçîáðàæåíèé çâåçä. Òàêèì îáðàçîì, çâåçäó íàáëþäàåì çâåçäó ñêâîçü î÷åíü óçêèé âîçäóøíûé «êàíàë», îïòè÷åñêèå ñâîéñòâà êîòîðîãî ïîñòîÿííî ìåíÿþòñÿ èç-çà òóðáóëåíòíîãî äâèæåíèÿ âîçäóõà. À äèñê ïëàíåòû âèäèì ñðàçó ÷åðåç ìíîæåñòâî ïîäîáíûõ êàíàëîâ, ñâîéñòâà êîòîðûõ ìåíÿþòñÿ õàîòè÷åñêè, íåñîãëàñîâàííî. Ïðè ýòîì, îäíàêî, óãëîâîé ðàçìåð ïëàíåò ìåíüøå ðàçðåøàþùåé ñïîñîáíîñòè ãëàçà, òàê ÷òî èçîáðàæåíèå ïëàíåò, êàê è èçîáðàæåíèÿ çâåçä, ìû âîñïðèíèìàåì â âèäå òî÷åê. Õîòÿ ãëàçó ïëàíåòà âñå ðàâíî êàæåòñÿ òî÷êîé, èçîáðàæåíèå äèñêà ïëàíåòû ìîæíî ïðåäñòàâèòü êàê òåñíî ïðèæàòûå äðóã ê äðóãó èçîáðàæåíèÿ ìíîæåñòâà çâåçä. Íàïðèìåð, ïðè óãëîâîì ðàçìåðå èçîáðàæåíèé çâåçäíûõ äèñêîâ 3² íà äèñêå íî÷íûõ ïëàíåò (Ìàðñ, Þïèòåð, Ñàòóðí) â ýïîõó ïðîòèâîñòîÿíèÿ èõ ïîìåñòèòñÿ îêîëî 100. Íàøå çðåíèå ñóììèðóåò õàîòè÷åñêîå ìèãàíèå êàæäîé ÷àñòè ïëàíåòíîãî äèñêà, ïðè ýòîì ôëóêòóàöèè ÿðêîñòè ýòîãî ñóììàðíîãî èçîáðàæåíèÿ ïëàíåòû óñðåäíÿþòñÿ è îêàçûâàþòñÿ çíà÷èòåëüíî íèæå, ÷åì ó èçîáðàæåíèé îòäåëüíûõ çâåçä. Ïîýòîìó íàì êàæåòñÿ, ÷òî ïëàíåòû ïðàêòè÷åñêè íå ìåðöàþò. Êàê âèäèì, ðîæäåñòâåíñêàÿ ïåñåíêà «Twinkle, twinkle, little star…» î÷åíü òî÷íî îïðåäåëÿåò ïðè÷èíó ìåðöàíèÿ çâåçä: ïîòîìó è twinkle, ÷òî little. Ëþáîïûòíàÿ ïîëó÷àåòñÿ êàðòèíà: àñòðîíîìû-ïðîôåññèîíàëû ïðîêëèíàþò àòìîñôåðó çà òî, ÷òî îíà ìåøàåò èì ïîëó÷àòü ÷åòêèå èçîáðàæåíèÿ êîñìè÷åñêèõ îáúåêòîâ, à íà÷èíàþùåìó ëþáèòåëþ àñòðîíîìèè àòìîñôåðà, îêàçûâàåòñÿ, ïîìîãàåò îòëè÷èòü ïëàíåòó îò çâåçäû. Íå áóäü àòìîñôåðû, çâåçäû, êàê è ïëàíåòû, íå ìåðöàëè áû. Êñòàòè, â ýïîõó çàðîæäåíèÿ ðàäèîàñòðîíîìèè ýòà íàóêà òîæå ïåðåæèâàëà ñâîé «ëþáèòåëüñêèé» ïåðèîä è òîæå èñïîëüçîâàëà ýôôåêò ìåðöàíèÿ.  íà÷àëå 1960-õ ãã. áûëî èçâåñòíî íåñêîëüêî «ðàäèîçâåçä» (êàê ïîçæå âûÿñíèëîñü — êâàçàðîâ). Èõ âûÿâèëè, íàáëþäàÿ ïîêðûòèÿ ðàäèîèñòî÷íèêîâ Ëóíîé. Íî â òåõ ìåñòàõ íà íåáå, ãäå Ëóíà íå ãóëÿåò, ðàäèîòåëåñêîïû òîãî âðåìåíè íå ìîãëè îòëè÷èòü òî÷å÷íûé èñòî÷íèê îò ïðîòÿæåííîãî, ïîñêîëüêó èìåëè î÷åíü ïëîõîå óãëîâîå ðàçðåøåíèå (êàê çðåíèå âåñüìà áëèçîðóêîãî ÷åëîâåêà).  òå ãîäû íîâûé ìåòîä ïîèñêà «ðàäèîçâåçä» ðàçðàáîòàë Ýíòîíè Õüþèø èç Êàâåíäèøñêîé ëàáîðàòîðèè Êåìáðèäæñêîãî óíèâåðñèòåòà (Àíãëèÿ). Îí èñïîëüçîâàë àíàëîãèþ: îáû÷íûå çâåçäû ìåðöàþò, ïîòîìó ÷òî èõ ñâåò ïðîõîäèò ÷åðåç íåñïîêîéíûå ñëîè àòìîñôåðû, çíà÷èò, ðàäèîçâåçäû äîëæíû ìåðöàòü, ïîñêîëüêó íà ïóòè ê Çåìëå ðàäèîâîëíû ïðîõîäÿò ñêâîçü íåîäíîðîäíûé ñîëíå÷íûé âåòåð. Õüþèø çàïîëíèë àíòåííàìè ïîëå ïëîùàäüþ 272

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


2 ãà è íà÷àë ñèñòåìàòè÷åñêèé îáçîð âñåãî íåáà â ïîèñêå ìåðöàþùèõ ðàäèîçâåçä, êîòîðûå ìîãëè áû îêàçàòüñÿ êâàçàðàìè. Êàæäûé äåíü ïðèáîð âûäàâàë 30-ìåòðîâóþ áóìàæíóþ ëåíòó èíôîðìàöèè, àíàëèçîì êîòîðîé çàíèìàëàñü ñòóäåíòêà Õüþèøà — Äæîñåëèí Áåëë. Îíà çàìåòèëà, ÷òî îäèí èç ðàäèîèñòî÷íèêîâ ìåðöàë äîâîëüíî íåîáû÷íî — ñòðîãî ïåðèîäè÷åñêè. Òàê áûëè îòêðûòû ðàäèîïóëüñàðû, îêàçàâøèåñÿ íåéòðîííûìè çâåçäàìè!  òå ãîäû íà Ðîæäåñòâî àñòðîíîìû ïåëè: «Twinkle, twinkle, neutron star...». Êñòàòè, åñëè áû çðåíèå ÷åëîâåêà îêàçàëîñü çíà÷èòåëüíî áîëåå ÷óâñòâèòåëüíûì ê ñëàáûì ïîòîêàì ñâåòà, íàïðèìåð òàêèì, êàê ó íî÷íîãî õèùíèêà ñîâû, òî ìû áåç òðóäà ìîãëè áû âèäåòü Óðàí (+5,5m), à ìîæåò áûòü, è Íåïòóí (+7,8m). À âîò ñìîãëè áû ìû òîãäà äîãàäàòüñÿ, ÷òî ýòî ïëàíåòû? Èç-çà áîëüøîãî ðàññòîÿíèÿ îò Ñîëíöà óãëîâàÿ ñêîðîñòü èõ ïåðåìåùåíèÿ îòíîñèòåëüíî çâåçä î÷åíü ìàëà, è ýòî çàòðóäíèëî áû âûÿñíåíèå èõ èñòèííîé ïðèðîäû. À êàê æå ìåòîä ìåðöàíèé? Âåäü ïëàíåòû íå äîëæíû ìåðöàòü? Íî Óðàí è Íåïòóí êàê ðàç ìåðöàþò! Èõ óãëîâîé äèàìåòð ñîñòàâëÿåò 2–4², ÷òî áëèçêî ê òèïè÷íîìó ðàçìåðó èçîáðàæåíèÿ çâåçäû íà óðîâíå ìîðÿ. Òàê ÷òî íàðîäíàÿ ïðèìåòà «çâåçäû ìåðöàþò, à ïëàíåòû – íåò» îòðàæàåò íå òîëüêî âîçìîæíîñòè íàøåãî çðåíèÿ, íî è ñâîéñòâà çåìíîé àòìîñôåðû. Îáñóæäàÿ âèäèìîñòü çâåçä è áîëüøèõ ïëàíåò, ìû ÷óòü íå çàáûëè îá îñíîâíîé òåìå ýòîé ãëàâû, î ïëàíåòàõ-êàðëèêàõ. À ìîæíî ëè èõ çàìåòèòü íåâîîðóæåííûì ãëàçîì è îòëè÷èòü îò çâåçä? Çàìåòèòü àñòåðîèä íåâîîðóæåííûì ãëàçîì, äà åùå â ãîðîäå, ïðàêòè÷åñêè íåâîçìîæíî. Äàæå ñàìûé ÿðêèé èç íèõ — Âåñòó — äî èçîáðåòåíèÿ òåëåñêîïà àñòðîíîìû íå îòìå÷àëè êàê ïëàíåòó, õîòÿ íàèáîëåå çîðêèå èç çâåçäî÷åòîâ, âîçìîæíî, èíîãäà çàìå÷àëè ñàìûå ÿðêèå àñòåðîèäû (òàáë. 7.2) è äàæå ïëàíåòó Óðàí (+5,5m), ïðèíèìàÿ èõ çà òóñêëûå çâåçäû. Ñåãîäíÿ ìû áåç òðóäà ìîæåì â ýïîõó ïðîòèâîñòîÿíèÿ óâèäåòü èõ â ïðîñòîé áèíîêëü (òàáë. 3.2). Íî íè Óðàí, íè ÿðêèå àñòåðîèäû íå áûëè îòîæäåñòâëåíû êàê ÷ëåíû Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû äî êîíöà XVIII â., ïîêà íå ïîÿâèëèñü äîñòàòî÷íî ìîùíûå òåëåñêîïû è ïîäðîáíûå çâåçäíûå êàòàëîãè. Èç-çà ìàëîãî óãëîâîãî ðàçìåðà àñòåðîèäû è ìåðöàþò êàê çâåçäû, è ñ ïîìîùüþ îáû÷íîãî íàçåìíîãî òåëåñêîïà (áåç àäàïòèâíîé îïòèêè) èõ äèñêè íå îòëè÷èøü îò çâåçä. Ïðàâ áûë Ãåðøåëü, êîãäà íàçâàë èõ «àñòåðîèäàìè», òî åñòü çâåçäîîáðàçíûìè. Ìû íå ãîâîðèì áîëüøå «ìàëàÿ ïëàíåòà», ïîñêîëüêó íè÷åãî îáùåãî ó àñòåðîèäîâ ñ ïëàíåòàìè íåò. À ÷òî êàñàåòñÿ êàðëèêîâûõ ïëàíåò, òî áëèæàéøàÿ èç íèõ, Öåðåðà, õîòÿ è ìîæåò â èñêëþ÷èòåëüíûõ ñëó÷àÿõ áûòü äîñòóïíà íåâîîðóæåííîìó ãëàçó, ñâîèì óãëîâûì ðàçìåðîì âñå ðàâíî íå ïðåâîñõîäèò «êëÿêÊàê îòëè÷èòü ïëàíåòó îò ïðî÷èõ íåáåñíûõ ñâåòèë?

273


Òàáëèöà 7.2 ßð÷àéøèå àñòåðîèäû è ïëàíåòà-êàðëèê Öåðåðà Àñòåðîèä Âåñòà (4 Vesta)

Âèäèìûé Óãëîâîé äèàìåòð äëÿ Ñðåäíèé ëèíåé- Ñðåäíåå ðàññòîÿíèå îò Ñîëíöà, à. å. áëåñê íàáëþäàòåëÿ íà Çåìëå íûé äèàìåòð, êì 5,1–8,5m

0,64–0,20²

530

2,361

Ïàëëàäà (2 Pallas) 6,4–10,6

0,59–0,17

544

2,773

Öåðåðà (1 Ceres)

6,7–9,3

0,84–0,33

952

2,766

Èðèäà (7 Iris)

6,7–11,4

0,32–0,07

213

2,385

Ýðîñ (433 Eros)

6,9–15,0

0,07–0,004

16

1,458

ñó» àòìîñôåðíîãî èçîáðàæåíèÿ çâåçäû. Ïîýòîìó, ïîäîáíî àñòåðîèäàì, Öåðåðà ìåðöàåò êàê îáû÷íàÿ çâåçäî÷êà.  ýòîì ñìûñëå ïåðåõîä Öåðåðû â áîëåå âûñîêóþ ïîäãðóïïó íè÷åãî íå èçìåíèë: êàê áûëà íà âèä çâåçäîîáðàçíîé, òàê åþ è îñòàëàñü. Îäíàêî äëÿ íàñ, ðàçâåä÷èêîâ äàëåêèõ ïëàíåò, ïðèñóòñòâèå êàðëèêîâîé ïëàíåòû Öåðåðû íåäàëåêî îò Çåìëè ÷ðåçâû÷àéíî ïîëåçíî. Âñå îñòàëüíûå ïëàíåòû-êàðëèêè ðàñïîëîæåíû ãîðàçäî äàëüøå è ïî âíåøíåìó âèäó âîîáùå íåîòëè÷èìû îò çâåçä. Îá èõ âíåøíåì âèäå ïî÷òè íè÷åãî íå èçâåñòíî. À Öåðåðó ìîæíî íåïëîõî ôîòîãðàôèðîâàòü äàæå îò Çåìëè ñ ïîìîùüþ êîñìè÷åñêèõ òåëåñêîïîâ è íàçåìíûõ èíñòðóìåíòîâ ñ àäàïòèâíîé îïòèêîé, à êðîìå òîãî, â áëèæàéøåå âðåìÿ åå áóäåò èçó÷àòü êîñìè÷åñêèé çîíä. Ê íåêîòîðûì íåáîëüøèì àñòåðîèäàì óæå ïðèáëèæàëèñü êîñìè÷åñêèå çîíäû è ïåðåäàëè èõ äåòàëüíûå èçîáðàæåíèÿ (ñì. ðèñ. 4.31). Íî ê êðóïíûì àñòåðîèäàì è êàðëèêîâûì ïëàíåòàì ýêñïåäèöèé ïîêà íå áûëî. Îæèäàåòñÿ, ÷òî â 2011–2012 ãã. çîíä «Dawn» (NASA) áóäåò èññëåäîâàòü Âåñòó, à ê 2015 ã. ïðèáóäåò ê Öåðåðå. Íî ïîêà èõ ëó÷øèå ñíèìêè ïîëó÷åíû îò Çåìëè; îíè ïðåäñòàâëåíû íà ñ. 9 öâåòíîé âêëàäêè.  ìîìåíò ñúåìêè ðàññòîÿíèå äî Öåðåðû áûëî 1,64 à. å., åå óãëîâîé äèàìåòð ñîñòàâèë 0,798², à ëèíåéíîå ðàçðåøåíèå íà ïîâåðõíîñòè — îêîëî 20 êì/ïèêñ. Çàìå÷åííîå íà ïîâåðõíîñòè òåìíîå ïÿòíî — âåðîÿòíî, êðàòåð — ïðåäâàðèòåëüíî íàçâàíî èìåíåì Ïèàööè, ïåðâîîòêðûâàòåëÿ Öåðåðû. Çàìå÷åíî è íåñêîëüêî äðóãèõ êðóïíûõ êðàòåðîâ; äíî îäíîãî èç íèõ ïîêðûòî ñâåòëûì âåùåñòâîì. Î ñòðîåíèè ïîâåðõíîñòè è íåäð Öåðåðû ïîêà âûñêàçûâàþòñÿ ïðîòèâîðå÷èâûå ìíåíèÿ. Òåìïåðàòóðà åå ïîâåðõíîñòè íå ïîäíèìàåòñÿ âûøå –35 °C, íî ýòî âûøå òåìïåðàòóðû ñóáëèìàöèè (èñïàðåíèÿ) âîäÿíîãî ëüäà. Òåì íå ìåíåå åñòü íàìåêè íà îòëîæåíèÿ ñíåãà è ðàçðåæåííóþ àòìîñôåðó. Íåêîòîðûå ìîäåëè Öåðåðû ãîâîðÿò î òîì, ÷òî ïîä åå ïîâåðõíîñòüþ ðàñïîëàãàåòñÿ òîëñòûé ñëîé âîäÿíîãî ëüäà, à ïîä íèì — êàìåíèñòîå ÿäðî. Íî ñóùåñòâóþò è àëüòåðíàòèâíûå ìîäåëè îäíîðîä274

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


íîãî ñòðîåíèÿ ýòîé ïëàíåòêè. Åñòü íàäåæäà, ÷òî ïîñëå 2015 ã. ìû óçíàåì îá ýòîé êàðëèêîâîé ïëàíåòå ìíîãî èíòåðåñíîãî. Íà ñíèìêå Âåñòû â îñíîâíîì âèäíî þæíîå ïîëóøàðèå, áîëüøóþ ÷àñòü êîòîðîãî çàíèìàåò îãðîìíûé êðàòåð äèàìåòðîì 460 êì, ÷òî áëèçêî ê äèàìåòðó ñàìîãî àñòåðîèäà (îêîëî 530 êì). Ãëóáèíà ýòîãî êðàòåðà Ðèñ. 7.3. Ýòîò ìåòåîðèò ðàçìåðàìè 9,6´8,1´8,7 ñì è ìàññîé 631 ã, óïàâøèé â 1960 ã. â Çàïàäíîé Àâñòîêîëî 13 êì, åãî âàë âûøå îêðó- ðàëèè, ñïåöèàëèñòû ñ÷èòàþò îñêîëêîì àñòåðîèäà æàþùåé ìåñòíîñòè íà 4–12 êì, Âåñòà. Îí ïî÷òè öåëèêîì ñîñòîèò èç ìèíåðàëà ïèà öåíòðàëüíûé ïèê âîçâûøàåò- ðîêñåíà, îïòè÷åñêèé ñïåêòð êîòîðîãî î÷åíü ïîñÿ íàä äíîì êðàòåðà íà 18 êì. õîæ íà ñïåêòð Âåñòû. Íà Çåìëå ýòîò ìèíåðàë îáû÷íî âñòðå÷àåòñÿ â ïîòîêàõ ëàâû. Ñóäÿ ïî ñòðóêòóðå Óäàð, ñîçäàâøèé ýòîò êðàòåð, ìåòåîðèòà, åãî âåùåñòâî îäíàæäû èñïûòàëî ïëàâáûë òàê ñèëåí, ÷òî ðàçðóøèë ëåíèå. Ïîõîæå, ÷òî îí áûë âûáèò èç ãëóáîêèõ êîðó àñòåðîèäà è ïðîíèê â îá- íåäð àñòåðîèäà. Ñîîòíîøåíèå èçîòîïîâ êèñëîðîëàñòü ìàíòèè. Ïðîèçîøëî ýòî äà â íåì ñîâñåì íå òàêîå, êàê â çåìíûõ è ëóííûõ ïîðîäàõ. Îáðàçåö ïîêðûò êîðîé ïëàâëåíèÿ, îáðàìåíåå 1 ìëðä ëåò íàçàä, è âûçîâàâøåéñÿ ïðè ïîëåòå â àòìîñôåðå Çåìëè. áðîøåííîå ïðè ýòîì âåùåñòâî ëèøèëî Âåñòó ïðèìåðíî 1% åå ìàññû. Áîëåå 50 ìàëåíüêèõ àñòåðîèäîâ ñ÷èòàþòñÿ îñêîëêàìè Âåñòû; àñòðîíîìû íàçûâàþò èõ âåñòîèäàìè (vestoid). Ñðåäè íàéäåííûõ íà Çåìëå ìåòåîðèòîâ îêîëî 200 ñ÷èòàþòñÿ ÷àñòèöàìè Âåñòû (ðèñ. 7.3). Ïëàíåòîëîãè ïîëàãàþò, ÷òî â èõ ìåòåîðèòíûõ êîëëåêöèÿõ åñòü óæå îáðàçöû ñ Ëóíû, Ìàðñà, Âåñòû è, âîçìîæíî, ñî ñïóòíèêà Ìàðñà — Ôîáîñà.

Êàê ïëàíåòû ñòàëè êàðëèêàìè ñëè íå îøèáàþñü, âïåðâûå «êàðëèêè» ïîÿâèëèñü â àñòðîíîìè÷åñêîì æàðãîíå âìåñòå ñ äèàãðàììîé Ãåðöøïðóíãà—Ðàññåëà, ïðåäñòàâëÿþùåé ðàñïðåäåëåíèå çâåçä ïî òåìïåðàòóðå èõ ïîâåðõíîñòè (ñïåêòðàëüíîìó êëàññó) è ìîùíîñòè èçëó÷åíèÿ (ñâåòèìîñòè). Íà ýòîé äèàãðàììå, âïåðâûå ïîñòðîåííîé â 1910 ã., çâåçäû íåâûñîêîé òåìïåðàòóðû, èìåþùèå âñëåäñòâèå ýòîãî êðàñíîâàòûé öâåò ïîâåðõíîñòè, ðàçäåëèëèñü íà äâå ãðóïïû: ñ î÷åíü âûñîêîé è î÷åíü íèçêîé ñâåòèìîñòüþ. Ïîñêîëüêó ýòî ÿñíî óêàçûâàëî íà ðàçëè÷èå ðàçìåðîâ çâåçä, èõ âïîëíå åñòåñòâåííî ñòàëè âåëè÷àòü «ãèãàíòàìè» è «êàðëèêàìè». Èìåííî òàê âïåðâûå íàçâàë èõ Ýéíàð Ãåðöøïðóíã è îêîí÷àòåëü-

Å

Êàê ïëàíåòû ñòàëè êàðëèêàìè

275


íî çàêðåïèë Ãåíðè Ðàññåë â ñâîåé çàìåòêå «„Giant“ and „Dwarf“ Stars», îïóáëèêîâàííîé â 1913 ã. â æóðíàëå Observatory. Òàê â àñòðîíîìèè ïîÿâèëèñü êðàñíûå êàðëèêè (red dwarf). À ÷åðåç íåñêîëüêî ëåò àñòðîíîìîâ ïîðàçèëè ñïåêòðû åäâà çàìåòíûõ ñïóòíèêîâ äâóõ ÿðêèõ çâåçä — Ñèðèóñà è 40 Ýðèäàíà. Îêàçàëîñü, ÷òî èõ åäâà ðàçëè÷èìûå ñïóòíèêè — Sirius B è 40 Eridani B — èìåþò íîðìàëüíóþ äëÿ çâåçäû ìàññó, âåñüìà ãîðÿ÷óþ áåëóþ ïîâåðõíîñòü, íî ïðè ýòîì î÷åíü íèçêóþ ñâåòèìîñòü! Õîòÿ àñòðîíîìû-íàáëþäàòåëè îáíàðóæèëè èõ åùå â XIX â., íî òîëüêî çàêîíû ôèçèêè, îòêðûòûå â XX â., ïîìîãëè ïîíÿòü, ÷òî ó ýòèõ ñïóòíèêîâ íåîáû÷àéíî ìàëûé ðàçìåð è ôàíòàñòè÷åñêàÿ ïëîòíîñòü.  1922 ã. àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Âèëëåì ˸éòåí ïðåäëîæèë íàçûâàòü ýòèõ çâåçäíûõ ãíîìîâ áåëûìè êàðëèêàìè (white dwarf). Ñ ýòîãî ìîìåíòà «êàðëèêè» ïðî÷íî îáîñíîâàëèñü â àñòðîíîìèè: â ñåìåéñòâå çâåçä ïîÿâèëèñü æåëòûå êàðëèêè (â èõ ÷èñëå è íàøå Ñîëíöå) è ãîëóáûå êàðëèêè, â ñåìåéñòâå çâåçäíûõ ñèñòåì — êàðëèêîâûå ãàëàêòèêè, à ñ íåäàâíèõ ïîð, êàê ìû çíàåì, ðîäèëîñü è ñåìåéñòâî ïëàíåò-êàðëèêîâ.  îòíîøåíèè çâåçä ýòîò íàáîð òåðìèíîâ òðóäíî íàçâàòü óäà÷íûì. Ïðåäñòàâëÿÿ ñåáå «êàðëèêîâ», ìû îæèäàåì íåêîòîðîãî ñõîäñòâà ìåæäó íèìè õîòÿ áû â ðàçìåðàõ. Íî áåëûå êàðëèêè ìåíüøå êðàñíûõ êàðëèêîâ â äåñÿòêè ðàç è ìåíüøå æåëòûõ êàðëèêîâ â ñîòíè ðàç! Äà è ïî ñâîèì ñâîéñòâàì îíè èìåþò ìàëî îáùåãî: åñëè âñïîìíèòü, ÷òî ïî îïðåäåëåíèþ çâåçäû — ýòî îáúåêòû, â íåäðàõ êîòîðûõ ïðîòåêàþò òåðìîÿäåðíûå ðåàêöèè, òî áåëûå êàðëèêè âîîáùå íå çâåçäû, à âûðîæäåííûå îñòàòêè ïðîýâîëþöèîíèðîâàâøèõ çâåçä. Òî æå è ñ ãàëàêòèêàìè: êàðëèêîâûå ãàëàêòèêè çíà÷èòåëüíî áëèæå ê çâåçäíûì ñêîïëåíèÿì, ÷åì ê íîðìàëüíûì ãàëàêòèêàì. Ó÷èòûâàÿ ýòè íåóäà÷è ñ «êàðëèêîâûìè» òåðìèíàìè, ðåçîííî ñïðîñèòü: à ìîæåò áûòü, àñòðîíîìû ïîïàëè âïðîñàê è ñ ïëàíåòàìè-êàðëèêàìè? Èçó÷èâ òàáë. 7.3, ìû óâèäèì, ÷òî ñåìåéñòâî àñòåðîèäîâ òàê ðàçíîîáðàçíî è íåîäíîðîäíî, ÷òî èäåÿ èõ äåëåíèÿ íà íåñêîëüêî ïîäêëàññîâ íàïðàøèâàåòñÿ ñàìà ñîáîé. Ïî íåêîòîðûì ïàðàìåòðàì ýòî äåëåíèå óæå äàâíî âûïîëíåíî. Åñòü ñïåêòðàëüíûå òèïû àñòåðîèäîâ, ðàçëè÷àþùèåñÿ âåùåñòâîì íà èõ ïîâåðõíîñòè. Åñòü ñåìåéñòâà àñòåðîèäîâ, îáúåäèíåííûå ïî õàðàêòåðó èõ îðáèòàëüíîãî äâèæåíèÿ. Íî, ó÷èòûâàÿ êîëîññàëüíóþ ðàçíèöó â ðàçìåðàõ è ìàññàõ àñòåðîèäîâ, åñòåñòâåííî õî÷åòñÿ ïîäåëèòü èõ íà ãðóïïû «ìåðòâûõ» è «æèâûõ». Ýòè îáðàçû íåîæèäàííî ïðèøëè ìíå íà óì, îáû÷íî àñòðîíîìû òàê íå ãîâîðÿò. Ïîä ìåðòâûìè ÿ èìåþ â âèäó íåáîëüøèå àñòåðîèäû — êàìíè, áóëûæíèêè èëè ëüäèñòûå ãëûáû, íå îáëàäàþùèå ñóùåñòâåííûìè âíóòðåí276

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


Òàáëèöà 7.3 Ïàðàìåòðû íåêîòîðûõ àñòåðîèäîâ (P — ïåðèîä ñóòî÷íîãî âðàùåíèÿ, a è e — áîëüøàÿ ïîëóîñü è ýêñöåíòðèñèòåò îðáèòû) ¹ 1 2 3 4 8 243 253 433 951 1566 1620 1862 2060 4179 4769

Íàçâàíèå ðóññêîå

ëàòèíñêîå

Öåðåðà Ïàëëàäà Þíîíà Âåñòà Ôëîðà Èäà Ìàòèëüäà Ýðîñ Ãàñïðà Èêàð Ãåîãðàô Àïîëëîí Õèðîí Òîóòàòèñ Êàñòàëèÿ

Ceres Pallas Juno Vesta Flora Ida Mathilde Eros Gaspra Icarus Geographos Apollo Chiron Toutatis Castalia

Ðàçìåð, êì

Ìàññà, 1015 êã

P, ÷àñû

a, à. å.

e

975´975´909 582´556´500 320´267´200 578´560´458 136´136´113 54´24´15 66´48´46 33´13´13 19´12´11 1,4 5,1´1,8 1,6 200 4,5´2,4´1,9 1,8´0,8

945 000 210 000 30 000 267 000 6 000 42 103 7 10 0,003 0,026 0,002 4000 0,05 0,0005

9,1 7,8 7,2 5,3 13,6 4,63 417,8 5,27 7,0 2,3 5,2 3,1 5,9 150 4,0

2,766 2,773 2,672 2,361 2,201 2,862 2,647 1,458 2,209 1,078 1,246 1,471 13,70 2,531 1,063

0,078 0,231 0,258 0,090 0,141 0,045 0,266 0,223 0,174 0,827 0,335 0,560 0,380 0,630 0,483

íèìè èñòî÷íèêàìè òåïëà è äîñòàòî÷íîé ãðàâèòàöèåé, ÷òîáû èõ íåäðà ìîãëè ñàìîñòîÿòåëüíî èçìåíÿòüñÿ. Îíè èñïûòûâàþò óäàðû ñîñåäåé è íàãðåâ ñîëíå÷íûìè ëó÷àìè; èõ ôîðìà è ñîñòàâ ïîâåðõíîñòè èçìåíÿþòñÿ, íî âñå ýòè ïðîöåññû — íå áîëåå ÷åì ýâîëþöèÿ ãàëüêè ïîä íàïîðîì ìîðñêîé âîëíû. Çíà÷èòåëüíî áîëåå ñëîæíàÿ ýâîëþöèÿ, çàòðàãèâàþùàÿ âåñü îáúåì òåëà è ìåíÿþùàÿ åãî èñõîäíóþ ñòðóêòóðó è ñîñòàâ äî íåóçíàâàåìîñòè, ïðîòåêàåò òîëüêî ó äîñòàòî÷íî êðóïíûõ òåë, è èõ â ãåîëîãè÷åñêîì ñìûñëå ìîæíî ñ÷èòàòü æèâûìè; àñòðîíîìû íàçûâàþò èõ ïëàíåòàìè. Òàêîå äåëåíèå ìåëêèõ òåë Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû íàïðàøèâàëîñü äàâíî, è àñòðîíîìû ïîäõîäèëè ê íåìó ïîñòåïåííî. Âàæíóþ ðîëü çäåñü ñûãðàë Ïëóòîí (ñì. ñ. 9 öâåòíîé âêëàäêè). Îõ, è ïëóò îí, ýòîò Ïëóòîí! Ñ ìîìåíòà îòêðûòèÿ åãî âñåãäà óïîìèíàëè êàê íåòèïè÷íûé îáúåêò. Ñêîëüêî ðàç îí âîäèë àñòðîíîìîâ çà íîñ! Íà÷àòü ñ òîãî, ÷òî åãî îòêðûëè, ðàçûñêèâàÿ ñîâñåì äðóãóþ, ãîðàçäî áîëåå ìàññèâíóþ ïëàíåòó. Íî åå íå îêàçàëîñü, çàòî íàøåëñÿ ìàëûø-Ïëóòîí. È ñðàçó æå íà÷àëèñü ñþðïðèçû: îí åäèíñòâåííûé â ñâîåì äâèæåíèè âîêðóã Ñîëíöà ïåðåñåêàåò îðáèòó ñîñåäíåé ïëàíåòû; îí åäèíñòâåííûé òî èìååò àòìîñôåðó, òî òåðÿåò åå, êîãäà îíà çàìåðçàåò è â âèäå ñíåãà ïàäàåò íà ïîâåðõíîñòü ïëàíåòû. Ýòîò ïëóò äàæå ðåãóëÿðíî ìåíÿåò ñâîé ïîðÿäêîâûé Êàê ïëàíåòû ñòàëè êàðëèêàìè

277


Îöåíêà ìàññû Ïëóòîíà îòíîñèòåëüíî ìàññû Çåìëè

1920

1930

1940

1960

1950

1970

1980

1990

1

0,1

0,01

0,001

12000

6000

3000

2300

Îöåíêà äèàìåòðà Ïëóòîíà, êì

Ðèñ. 7.4. Îöåíêè ìàññû (÷åðíûå òî÷êè) è ðàçìåðà Ïëóòîíà ïåðâîíà÷àëüíî áûëè çàâûøåíû, ïîñêîëüêó îøèáî÷íî ïðåäïîëàãàëîñü, ÷òî ïðèòÿæåíèå ê Ïëóòîíó âîçìóùàåò äâèæåíèå Óðàíà è Íåïòóíà. Ïîñëå íåîäíîêðàòíûõ ïåðåîöåíîê â ñòîðîíó óìåíüøåíèÿ ìàññû âîçíèêëà äàæå øóòêà, ÷òî åñëè ýêñòðàïîëèðîâàòü êðèâóþ íà áóäóùåå, òî ïîëó÷èòñÿ, ÷òî ïëàíåòà äîëæíà ñîâñåì èñ÷åçíóòü â 1980 ã.!  èòîãå àíàëèç îðáèòû ñïóòíèêà Ïëóòîíà, Õàðîíà, âûÿâèë èñòèííóþ ìàññó ýòîé ñèñòåìû: îêîëî 1/400 ìàññû Çåìëè.

íîìåð, ïîïåðåìåííî ñòàíîâÿñü òî âîñüìîé, òî äåâÿòîé ïëàíåòîé îò Ñîëíöà; ó íåãî åäèíñòâåííîãî îáíàðóæèëñÿ ñïóòíèê — Õàðîí — ðàçìåðîì ÷óòü ëè íå ñ ñàìó ïëàíåòó, îò÷åãî ïàðî÷êó Ïëóòîí—Õàðîí ñòàëè íàçûâàòü äâîéíîé ïëàíåòîé. Îäíèì ñëîâîì, Ïëóòîí — óíèêàëüíàÿ ïëàíåòà. Èëè íå ïëàíåòà âîâñå?  ëþáîì ó÷åáíèêå àñòðîíîìèè ñîñòàâ Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû äî íåäàâíèõ ïîð îïèñûâàëñÿ òàê: ïëàíåòû òèïà Çåìëè (Ìåðêóðèé, Âåíåðà, Çåìëÿ è Ìàðñ), ãàçîâûå ïëàíåòû-ãèãàíòû (Þïèòåð, Ñàòóðí, Óðàí, Íåïòóí) è Ïëóòîí. Ïî ìåðå èññëåäîâàíèÿ Ïëóòîíà îöåíêè åãî ðàçìåðà è ìàññû ñòàíîâèëèñü âñå ìåíüøå (ðèñ. 7.4), îò÷åãî îí âñå ñèëüíåå îòäàëÿëñÿ îò êîëëåêòèâà ïëàíåò è ïðèáëèæàëñÿ ê ñïóòíèêàì è àñòåðîèäàì. Íî åñëè áû íîâûõ îòêðûòèé íå ïðîèçîøëî, òî ïðèäóìûâàòü äëÿ Ïëóòîíà îñîáûé êëàññ áûëî áû ÷åðåñ÷óð ùåäðî. Îäíàêî â 1990-å ãã. çà îðáèòîé Íåïòóíà ñòàëè îáíàðóæèâàòüñÿ è äðóãèå íåáîëüøèå ïëàíåòêè òèïà Ïëóòîíà, è êîãäà âûÿñíèëîñü, ÷òî Ïëóòîí äàæå íå ñàìûé êðóïíûé èç íèõ, ïðèøëà ïîðà îáúåäèíèòü èõ â ñàìîñòîÿòåëüíóþ ïîäãðóïïó. Ïðè ïîäãîòîâêå Ãåíåðàëüíîé àññàìáëåè Ìåæäóíàðîäíîãî àñòðîíîìè÷åñêîãî ñîþçà (ÌÀÑ) 2006 ã. îáñóæäàëèñü ðàçíûå ïðåäëîæåíèÿ ïî ïîâîäó íîâîãî äåëåíèÿ ñåìåéñòâà ïëàíåò. Íàïðèìåð, áûëè ïðåäëîæåíèÿ ðàçäåëèòü èõ âñå íà òðè ðàâíîïðàâíûå ãðóïïû: — êàìåííûå ïëàíåòû òèïà Çåìëè; — ãàçîâûå ïëàíåòû-ãèãàíòû òèïà Þïèòåðà; — ëåäÿíûå ïëàíåòû-êàðëèêè òèïà Ïëóòîíà. 278

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


Ñ òî÷êè çðåíèÿ âíóòðåííåãî ñòðîåíèÿ ïëàíåò, ýòî íåïëîõîå äåëåíèå, õîòÿ è íå ïîëíîå: êðóïíåéøèå àñòåðîèäû òèïà Öåðåðû, íàøà Ëóíà è êðóïíûå ñïóòíèêè ïëàíåò-ãèãàíòîâ â ôèçè÷åñêîì ñìûñëå òîæå ïëàíåòû-êàðëèêè, õîòÿ è íå ëåäÿíûå, à êàìåííûå èëè êàìåííî-ëåäÿíûå. Íî áîëåå óáåäèòåëüíûìè îêàçàëèñü òå ñïåöèàëèñòû, êîòîðûå ïðåäëàãàëè ïðè ðàçáèåíèè íà òèïû ó÷èòûâàòü íå òîëüêî ìàññó è ñîñòàâ âåùåñòâà ïëàíåò, íî è õàðàêòåð èõ âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ñîñåäÿìè. Òàê â îïðåäåëåíèè «ïëàíåòû» ïîÿâèëîñü òðåáîâàíèå, ÷òîáû îíà íå áûëà ïîä÷èíåííûì òåëîì: íå ÿâëÿëàñü ñïóòíèêîì áîëåå ìàññèâíîé ïëàíåòû è íå èñïûòûâàëà ñèëüíîãî âëèÿíèÿ ñîñåäåé â ñâîåì îðáèòàëüíîì äâèæåíèè âîêðóã çâåçäû. Âñåì ýòèì òðåáîâàíèÿì îòâå÷àþò 8 èçâåñòíûõ ïëàíåò, êîòîðûå íå ñòàëè ïîêà äåëèòü íà áîëåå ìåëêèå ïîäãðóïïû. À äëÿ Ïëóòîíà è åìó ïîäîáíûõ îðãàíèçîâàëè «êëóá», ïðîïóñêîì â êîòîðûé ñëóæèò ñïîñîáíîñòü òåëà ïðèäàòü ñåáå ñôåðîèäàëüíóþ ôîðìó. Ïî ýòîìó êðèòåðèþ â ãðóïïó Ïëóòîíà ïîïàëà è Öåðåðà, èìåþùàÿ âûäàþùóþñÿ äëÿ àñòåðîèäà ìàññó (â íåé ñîäåðæèòñÿ òðåòü âñåãî âåùåñòâà, çàêëþ÷åííîãî â Ïîÿñå àñòåðîèäîâ) è ïî ôîðìå áëèçêàÿ ê ýëëèïñîèäó, ÷òî åñòåñòâåííî ïðè åå äîâîëüíî áûñòðîì âðàùåíèè. Èç ïðî÷èõ àñòåðîèäîâ Ãëàâíîãî ïîÿñà òîëüêî Ïàëëàäà è Âåñòà ñ÷èòàþòñÿ êàíäèäàòàìè â ýòó ãðóïïó. Îñòàëüíûå àñòåðîèäû íàñòîëüêî ìàëû è óãëîâàòû (ðèñ. 7.5), à ïîðîé äàæå ñîñòîÿò èç ïî÷òè íå ñâÿçàííûõ äðóã ñ äðóãîì ÷àñòåé, ÷òî îíè íè â êàêîì ñìûñëå íå ìîãóò áûòü íàçâàíû ïëàíåòàìè.  òî æå âðåìÿ íà ïåðèôåðèè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû îáíàðóæèëîñü íåñêîëüêî òåë, áëèçêèõ ê Ïëóòîíó ïî ðàçìåðó è ìàññå. Âñå ýòè îáúåêòû ìåæäóíàðîäíîå ñîîáùåñòâî àñòðîíîìîâ è ðåøèëî âïðåäü íàçûâàòü ïëàíåòàìè-êàðëèêàìè (dwarf planet). Íàèâíî áûëî áû äóìàòü, ÷òî ðåøåíèåì äàæå òàêîãî óâàæàåìîãî ñîáðàíèÿ ó÷åíûõ, êàê Ãåíåðàëüíàÿ àññàìáëåÿ ÌÀÑ, ìîæíî ðàçîì ðåøèòü ïðîáëåìó êëàññèôèêàöèè. Ïðèðîäà ðàçíîîáðàçíåå íàøèõ ïðåäñòàâëåíèé î íåé: ïîñòîÿííî îáíàðóæèâàþòñÿ — è íå òîëüêî â àñòðîíîìèè — íîâûå òèïû îáúåêòîâ, íå óêëàäûâàþùèåñÿ â ñóùåñòâóþùóþ íîìåíêëàòóðó. Ìû âûíóæäåíû ïðèäóìûâàòü èì íîâûå íàçâàíèÿ, íî ïðè ýòîì íåðåäêî èñïîëüçóåì çíàêîìûå íàì îáðàçû è ñëîâà. Âñïîìíèòü õîòÿ áû æèðàôà, ëàòèíñêîå èìÿ êîòîðîãî — camelopardalis — îçíà÷àåò «âåðáëþäîëåîïàðä». È â àñòðîíîìèè òàêèõ òåðìèíîâ íåìàëî: ïëàíåòàðíûå òóìàííîñòè íå èìåþò îòíîøåíèÿ íè ê ïëàíåòàì, íè ê òóìàíó; ñâåòîâîé ãîä íå ñëóæèò äëÿ èçìåðåíèÿ âðåìåíè; çâåçäíàÿ âåëè÷èíà íå èìååò îòíîøåíèÿ ê ðàçìåðó çâåçäû, à íåðåäêî — è ê ñàìèì çâåçäàì. Òî æå è ñ íàçâàíèÿìè îáúåêòîâ: ìàëåíüêóþ ãàëàêòèêó ìû íàÊàê ïëàíåòû ñòàëè êàðëèêàìè

279


Ðèñ. 7.5. Íåêîòîðûå èç àñ òåðîèäîâ, ñ êîòîðûìè ê ñåðåäèíå 2010 ã. ñáëèæàëèñü êîñìè÷åñêèå çîíäû. Âñå ñíèìêè â îäíîì ìàñøòàáå. Ôîòî: NASA, ESA.

çûâàåì Áîëüøèì Ìàãåëëàíîâûì Îáëàêîì, õîòÿ íè îäíî èç ýòèõ òðåõ ñëîâ íå èìååò ê ýòîé çâåçäíîé ñèñòåìå ïðÿìîãî îòíîøåíèÿ. Íà ìîé âçãëÿä, íå ñòîèò äàâàòü îáúåêòàì íîâîãî òèïà íàçâàíèÿ, ñêîíñòðóèðîâàííûå èç ñòàðûõ ñëîâ. Ëó÷øå ñðàçó ïðèäóìûâàòü íîâûå òåðìèíû. Äàæå íå î÷åíü óäà÷íûå, îíè óñïåøíî çàêðåïëÿþòñÿ è õîðîøî ñëóæàò: â àñòðîíîìèè — êâàçàðû, ïóëüñàðû, ìàãíèòàðû; â õèìèè — ôóëëåðåíû; â ôèçèêå — êâàðêè (ñàìîå íåëåïîå èç êîãäà-ëèáî ââåäåííûõ â íàóêó ñëîâ, íî âåäü ïðèæèëîñü!). Çäåñü ìîæíî âñïîìíèòü âåëèêîãî ôóòóðèñòà Àéçåêà Àçèìîâà (1920–1992), êîòîðûé åùå äî îòêðûòèÿ îáúåêòîâ ïîÿñà Êîéïåðà ïî÷óâñòâîâàë îñîáûé ñòàòóñ Ïëóòîíà è âîçìîæíîñòü îáíàðóæåíèÿ ìíîæåñòâà ïîäîáíûõ åìó òåë. Àçèìîâ ïðåäëîæèë íàçûâàòü èõ ìåçîïëàíåòàìè (ãðå÷. mesos — ñðåäíèé, ïðîìåæóòî÷íûé), âêëþ÷èâ â ýòó ãðóïïó âñå îáúåêòû ìåíüøå Ìåðêóðèÿ, íî êðóïíåå Öåðåðû. Îäíàêî íîâûé òåðìèí íå îáðåë ïîïóëÿðíîñòè, âåäü Àçèìîâ áûë íå àñòðîíîì, à áèîõèìèê è ê òîìó æå ïèñàòåëü-ôàíòàñò. Íî ìíå ýòî ñëîâî êàæåòñÿ áîëåå óäîáíûì, ÷åì «êàðëèêîâàÿ ïëàíåòà»: âåäü âñå îñòàëüíûå ïîäîáíûå òåðìèíû — ïëàíåòà, àñòåðîèä, êîìåòà, êåíòàâð è äð. — îäíîñëîâíûå, è òîëüêî «ïëàíåòà-êàðëèê» ñîñòîèò èç äâóõ ñëîâ. 280

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


Âïðî÷åì, ìîæíî ïîíÿòü è òåõ, êòî ñ÷èòàåò, ÷òî íå ñòîèò çëîóïîòðåáëÿòü íîâûìè òåðìèíàìè. Íàçâàâ îáúåêòû òèïà Ïëóòîíà êàðëèêîâûìè ïëàíåòàìè, àñòðîíîìû ïîøëè òðàäèöèîííûì ïóòåì: åñëè ñðåäè çâåçä åñòü ãèãàíòû è êàðëèêè, òî ïóñòü áóäóò è ñðåäè ïëàíåò. Ñîãëàñèìñÿ, ÷òî ýòîò òåðìèí âåñüìà òî÷íî ïåðåäàåò ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàëåíüêèõ ïëàíåò, è åãî ââåäåíèå âûãëÿäèò êàê åñòåñòâåííîå ðàçâèòèå íîìåíêëàòóðû. Ðàçóìååòñÿ, æóðíàëèñòû ïðåïîäíåñëè ðåøåíèå Àññàìáëåè ÌÀÑ êàê èçãíàíèå Ïëóòîíà èç ñåìåéñòâà ïîëíîöåííûõ ïëàíåò: «Àñòðîíîìû îáåùàëè íàéòè äåñÿòóþ ïëàíåòó, à âìåñòî ýòîãî ëèøèëè íàñ äåâÿòîé!» Ïîä âëèÿíèåì ïîäîáíûõ ñîîáùåíèé ïóáëèêà âîçáóäèëàñü: îñåíüþ 2006 ã. áûëè äàæå øóòî÷íûå äåìîíñòðàöèè ïðîòåñòà ñ ëîçóíãàìè «Âåðíèòå íàì Ïëóòîí!». Ðàçäàâàëèñü è íåøóòî÷íûå ïðèçûâû ó÷ðåäèòü Äåíü ïëàíåòû Ïëóòîí è îòäàòü àñòðîíîìîâ ïîä ñóä çà «íàó÷íóþ åðåñü». Ïîÿâèëñÿ äàæå íåîëîãèçì «ïëóòîíóòü» (to pluto), ÷òî-òî âðîäå «çàäâèíóòü, ðàçæàëîâàòü, ïîíèçèòü â äîëæíîñòè». Íó ÷òî òóò ñêàæåøü? Äåéñòâèòåëüíî, Ïëóòîí óæå íå ôèãóðèðóåò â òàáëèöàõ ïëàíåò; òåïåðü â ñïðàâî÷íèêàõ îí ïðîõîäèò ïîä ïðîñòûì àñòåðîèäíûì íîìåðîì — 134340 Pluto. Íî íà ñàìîì äåëå Ïëóòîí íå ïåðåñòàë áûòü ïëàíåòîé, è ñàìî ñåìåéñòâî ïëàíåò íå îáåäíåëî, à ëèøü ïðèðîñëî íîâûìè ÷ëåíàìè. Ïðîñòî Ïëóòîí è åãî áðàòüÿ îêàçàëèñü èíîé âåñîâîé êàòåãîðèè, è ýòî ñòàëî ïîñëåäíåé êàïëåé, âûçâàâøåé íåîáõîäèìîñòü äåëåíèÿ ñåìåéñòâà ïëàíåò íà êëàññû. Êàê èçâåñòíî, êëàññèôèêàöèÿ — âàæíûé øàã â ëþáîì íàó÷íîì èññëåäîâàíèè. Ëþáîïûòíî, ÷òî íåêîòîðûå êîììåíòàòîðû óâèäåëè â èñòîðèè ñ Ïëóòîíîì äàæå íàöèîíàëüíî-ïîëèòè÷åñêèé ìîìåíò: ìîë, áîëüøå âñåõ ýòèì ðåøåíèåì îãîð÷åíû àìåðèêàíöû, êîòîðûå Ïëóòîí îòêðûëè, êîòîðûå ê íåìó çîíä «New Horizons» ïîñëàëè… È âîò — íàòå âàì: îòïðàâëÿëè àïïàðàò ê ïîñëåäíåé íåèçó÷åííîé ïëàíåòå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, à çà âðåìÿ ïóòè ïëàíåòà «èñ÷åçëà»! Ðàçóìååòñÿ, ýòî íåäîðàçóìåíèå. Àìåðèêàíöû â 1930 ã. íå ïðîñòî îòêðûëè î÷åðåäíóþ ïëàíåòó, à îáíàðóæèëè ïëàíåòó íîâîãî òèïà, ñòàâøóþ ðîäîíà÷àëüíèêîì, ïðîòîòèïîì íîâîãî êëàññà ïëàíåò, õîòÿ è êàðëèêîâûõ, íî îò ýòîãî íå ìåíåå èíòåðåñíûõ (ñïðîñèòå ó áèîëîãîâ, êòî èíòåðåñíåå — ñëîí èëè ìóðàâåé). Çîíä «New Horizons» ëåòèò òåïåðü íå ê ïîñëåäíåé ïëàíåòå Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû, à ê ïåðâîé ïëàíåòå ïîÿñà Êîéïåðà — ãèãàíòñêîé íåèññëåäîâàííîé îáëàñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû. Ýòà îáëàñòü íîñèò èìÿ àìåðèêàíñêîãî àñòðîíîìà, íàñåëÿþùèå åå îáúåêòû áûëè îòêðûòû (Ïëóòîí) è ïðîäîëæàþò îòêðûâàòüñÿ (Êâàâàð, Ýðèäà, Ñåäíà è äð.) àìåðèêàíñêèìè àñòðîíîìàìè, òàêèì îáðàçîì èõ íàöèîíàëüíàÿ ãîðÊàê ïëàíåòû ñòàëè êàðëèêàìè

281


äîñòü äîëæíà áûòü óäîâëåòâîðåíà. Âïðî÷åì, ó ñàìèõ àñòðîíîìîâ íàöèîíàëüíàÿ ãîðäîñòü ðàçâèòà ñëàáî. Àñòðîíîìèÿ — íàóêà ãëóáîêî èíòåðíàöèîíàëüíàÿ.

Ïîÿñ Êîéïåðà? áëàñòü Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû çà îðáèòîé Íåïòóíà, íà ðàññòîÿíèè îò 30 à. å. äî ïðèáëèçèòåëüíî 55 à. å. îò Ñîëíöà, ñåãîäíÿ â áîëüøèíñòâå ïóáëèêàöèé íàçûâàþò ïîÿñîì Êîéïåðà. Ïåðâûé îáúåêò â ýòîé îáëàñòè, Ïëóòîí, áûë îòêðûò â 1930 ã., è â òî âðåìÿ åå åùå íèêàê íå íàçûâàëè. Îáíàðóæåíèå â 1978 ã. ñïóòíèêà Ïëóòîíà, Õàðîíà, òîëüêî óêðåïèëî îáùåå ìíåíèå, ÷òî Ïëóòîí — ïîëíîöåííàÿ ïëàíåòà, è, âîçìîæíî, ãäå-íèáóäü äàëåêî çà íèì íàéäåòñÿ åùå îäíà áîëüøàÿ ïëàíåòà, à ìîæåò áûòü, è åùå îäíà… Íî ðåàëüíîñòü îêàçàëàñü èíîé. Âòîðîé îáúåêò çà îðáèòîé Íåïòóíà îáíàðóæèëè ëèøü â 1992 ã., à ñåãîäíÿ èçâåñòíî, ÷òî ýòà îêðàèíà Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû íàñåëåíà ìíîæåñòâîì îáúåêòîâ óìåðåííîãî ðàçìåðà, òèïà àñòåðîèäîâ è ÿäåð êîìåò, ñðåäè êîòîðûõ åñòü è íåñêîëüêî ïëàíåò-êàðëèêîâ (ñì. ãëàâó 4). Ïî÷òè ñðàçó æå ïîñëå îòêðûòèÿ âòîðîãî òðàíñíåïòóíîâîãî îáúåêòà (ÒÍÎ) ê ýòîé îáëàñòè «ïðèëèïëî» èìÿ «ïîÿñ Êîéïåðà». Îïðàâäûâàëîñü ýòî îáû÷íî òåì, ÷òî â 1951 ã. èçâåñòíûé àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì, âûõîäåö èç Ãîëëàíäèè, Äæåðàðä Êîéïåð (Kuiper G. P., 1905–1973) âûñêàçàë ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî çà îðáèòàìè ïëàíåò-ãèãàíòîâ, íà ðàññòîÿíèè 35–50 à. å. îò Ñîëíöà ñóùåñòâóåò îáëàñòü, îòêóäà âî âíóòðåííþþ ÷àñòü Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ïðèõîäÿò êîðîòêîïåðèîäè÷åñêèå êîìåòû. Îäíàêî äîâîëüíî áûñòðî ñòàëè âûÿñíÿòüñÿ èñòîðè÷åñêèå ïîäðîáíîñòè… Îêàçàëîñü, ÷òî ðàíåå ê ïîäîáíîé èäåå ïðèøåë èðëàíäñêèé âîåííûé èíæåíåð, ýêîíîìèñò è àñòðîíîì-ëþáèòåëü Êåííåò Ýäæâîðò (Edgeworth K. E., 1880–1972), îïóáëèêîâàâøèé â 1943 è 1949 ãã. íåáîëüøèå ñòàòüè î ïðîèñõîæäåíèè êîìåò. Âòîðàÿ èç íèõ âûøëà â îäíîì èç âåäóùèõ àñòðîíîìè÷åñêèõ æóðíàëîâ «Monthly Notices of Royal Astronomical Society» (1949, vol. 109, p. 609).  íåé Ýäæâîðò ïðåäïîëîæèë, ÷òî çà îðáèòîé Íåïòóíà â íàøè äíè ìîãëî áû îáèòàòü ìíîæåñòâî íåáîëüøèõ òåë — ïîòåíöèàëüíûõ ÿäåð êîìåò. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, Êîéïåð íåñêîëüêèìè ãîäàìè ïîçæå Ýäæâîðòà âûñêàçàë ãèïîòåçó, ÷òî çà îðáèòîé Íåïòóíà â ýïîõó ìîëîäîñòè Ñîëíå÷íîé ñèñòåìû ìîãëè ôîðìèðîâàòüñÿ ÿäðà êîìåò è íåáîëüøèå òåëà òèïà Öåðåðû, íî çàòåì îíè áûëè âûáðîøåíû îòòóäà. Êîéïåð ñ÷èòàë, ÷òî ýòó îáëàñòü ðàñ÷èñòèë Ïëóòîí, ìàññà êîòîðîãî, ïî òîãäàøíèì îöåíêàì, áûëà ïðèìåðíî òàêîé æå, êàê ó Çåìëè.  ñîâðåìåííóþ ýïîõó, ïîëàãàë Êîéïåð, ìîæíî îæèäàòü íåêîòîðîãî ÷èñëà

Î

282

7. Ïëàíåòû-êàðëèêè


îáúåêòîâ äàëåå 50 à. å. îò Ñîëíöà, íî â äèàïàçîíå îò 30 äî 50 à. å. (ýòî îáëàñòü äâèæåíèÿ Ïëóòîíà) äîëæíî áûòü ïðàêòè÷åñêè ïóñòî. Èíûìè ñëîâàìè, Êîéïåð íå âåðèë â ñóùåñòâîâàíèå ïîÿñà Êîéïåðà! Ïîñëå òîãî êàê âñêðûëñÿ ýòîò èñòîðè÷åñêèé êàçóñ, ìíîãèå àñòðîíîìû, â îñîáåííîñòè åâðîïåéñêèå, ñòàëè íàçûâàòü óêàçàííóþ îáëàñòü «ïîÿñîì Ýäæâîðòà—Êîéïåðà». Íî èñòîðè÷åñêèå èçûñêàíèÿ íà ýòîì íå çàêîí÷èëèñü. Âûÿñíèëîñü, ÷òî èäåþ î ñóùåñòâîâàíèè ìíîæåñòâà òåë çà îðáèòîé Íåïòóíà ïåðâûì âûñêàçàë äàæå íå Ýäæâîðò, à àìåðèêàíñêèé àñòðîíîì Ôðåäåðèê Ëåîíàðä (Leonard F. C., 1896–1960), ïðè÷åì ñðàçó æå ïîñ