Феликс Зигель - Астрономы наблюдают

Уже в детские и юношеские годы Вильям Гершель проявил любовь к точным наукам. Однако долгое время ему приходилось идти по стопам своего отца, что, впрочем, он делал с большим успехом. Вильям Гершель прекрасно играл на гобое, скрипке и уже в 17-летнем возрасте вместе с отцом ездил в Англию на гастроли. Два года спустя он окончательно переехал из Ганновера в Англию, которая и стала его второй родиной. Здесь в городе Бате Вильям Гершель стал органистом местной капеллы и учителем музыки. Хотя обе должности приносили немалый доход, Гершель все же не считал занятия музыкой своим основным призванием. Все свободное время он уделял чтению книг по астрономии, оптике, математике. В конце концов у него возникло сильнейшее желание самому увидеть те небесные объекты, о которых он читал в книгах.

В 1773 году в руки Гершеля на короткое время попал небольшой телескоп. Качество этого инструмента было невысокое и первый опыт астрономических наблюдений побудил Гершеля самому заняться изготовлением рефлекторов. Здесь проявились замечательные качества великого астронома — необыкновенное трудолюбие, соединенное с высоким мастерством. За два последующих десятилетия Гершель собственноручно изготовил 430 параболических зеркал! Заметим, что первые 15 лет он шлифовал зеркала вручную и лишь после этого изобрел специальные машины для шлифовки и полирования.

Шлифовать металлические зеркала очень трудно. Это нудная работа, которую нельзя прерывать ни на минуту и которая длится иногда подряд около шестнадцати часов. В такие тяжелые дни сестра Вильяма Каролина Гершель кормила своего брата — шлифовальщика из собственных рук. Женщина эта оставила заметный след в истории астрономии. Кроме постоянной помощи брату в наблюдениях и вычислениях, Каролина Гершель за свою долгую 98-летнюю жизнь самостоятельно открыла несколько комет.

Первый рефлектор Гершель построил по системе Грегори. Его зеркало имело диаметр 16 см и фокусное расстояние около двух метров. Первое наблюдение с этим инструментом (туманности Ориона) в дневнике Гершеля помечено 4 марта 1774 года. Среди последующих многочисленных телескопов Гершеля особо следует отметить 20-футовые и 40-футовые [7] Здесь указана длина телескопов. Английский фут равен 30,5 см. рефлекторы.

Первый из этих инструментов обладал зеркалом с поперечником в 47 см и был в ту пору крупнейшим телескопом мира. Его штативом служила громоздкая и примитивная установка из лестниц, канатов и блоков. Нижняя рама этой установки имела ролики, катившиеся по кольцевому желобу. Таким образом 20-футовый рефлектор Гершеля мог перемещаться и по высоте и по азимуту.

Свои главные астрономические открытия Гершель сделал именно с этим телескопом. За долгие годы наблюдений он открыл около 2500 туманностей, 806 двойных звезд, совершил четыре полных обзора доступной ему части звездного неба. Его подсчет количества звезд в разных направлениях (знаменитый «метод черпков») позволил впервые, разумеется, в самых общих чертах, представить себе строение нашей звездной системы — Галактики. Гершель не щадил себя — иногда за ночь он успевал внимательно пронаблюдать до 400 различных небесных объектов!

13 марта 1781 года, наблюдая окрестности звезды Эта Близнецов, Гершель неожиданно заметил странное тело с заметным диском. Это была новая, неизвестная дотоле крупная планета Солнечной системы, обращающаяся вокруг Солнца далеко за орбитой Сатурна. Поначалу Гершель в честь английского короля Георга назвал новую планету Георгией. Но традиция в конце концов восторжествовала и новая планета окончательно получила наименование Уран (по имени мифического бога неба).

Это первое крупное открытие Гершеля сразу принесло ему всемирную известность. Из скромного музыканта, любителя астрономии, Гершель стал Королевским астрономом Англии — должность, тотчас предоставленная ему королем. Гершель вместе с сестрой переехал в Слоу (близ Виндзора) и ему правительством были отпущены средства на строительство исполинского по тем временам 40-футового рефлектора.

В 1789 году новый телескоп был готов. Еще до того как телескоп укрепили в рабочем положении, его тубус, лежащий на Земле, осмотрели король, архиепископ Кентерберийский и прочая английская знать. Размеры и качества инструмента вызвали всеобщее восхищение. Король сам залез внутрь трубы и пригласил последовать за собою главу английской церкви, шутливо сказав при этом, что он «покажет ему путь на небо».

Крупнейший из гершелевских телескопов и впрямь даже на рисунке (рис. 21) производит внушительное впечатление. Его установка почти копировала ту, которую Гершель использовал для 20-футового рефлектора. Наблюдения с ним велись по системе Ломоносова — малого отражающего плоского зеркала не было, а окуляр укреплялся около входного отверстия трубы. Иногда Гершель обходился и вовсе без окуляра — его роль выполнял хрусталик глаза наблюдателя.

И все-таки свой крупнейший телескоп Гершель редко использовал для наблюдений. Гигантский тяжелый инструмент с его системой блоков и канатов был очень неуклюж, а огромное металлическое зеркало прогибалось под действием собственного веса, из-за чего сильно портились изображения. Это зеркало диаметром 122 см при толщине 9 см весило немногим менее тонны. Оно представляло собою сплав из 75 % меди и 25 % олова. Зеркала такого типа быстро тускнели, давали трещины и требовали частой переполировки. И такими несовершенными инструментами Гершель сумел сделать великие открытия!

К тому, что уже говорилось выше, добавим, что Вильям Гершель первым обнаружил движение Солнечной системы в пространстве; он открыл ряд спутников других планет; им впервые замечены активные вулканические процессы на Луне. Вообще трудно назвать ту отрасль астрономии, в которую не внес бы крупный вклад этот неутомимый труженик науки.

Вильям Гершель скончался в 1822 году на 84-м году своей жизни. Он похоронен в Слоу, недалеко от крупнейшего своего детища. Его единственному сыну Джону предстояло выполнить для южного полушария неба такую же работу, которую его отец совершил в Англии.

В отличие от Вильяма Гершеля, Джон Гершель уже сразу получил специальное физико-математическое образование в Кембриджском университете. Позже вместе с отцом он успешно проводил астрономические наблюдения, открыв при этом ряд новых двойных звезд и туманностей.

В 1833 году Джон Гершель вместе с семьей переехал в Южную Африку. С ним на 15 судах были доставлены в Капштадт 20-футовый рефлектор и другие инструменты. У подножия Столовой горы, недалеко от Капштадта, Джон Гершель построил обсерваторию. Здесь в течение четырех лет он подробно исследовал южное звездное небо, открыв множество неизвестных двойных звезд, звездных скоплений и туманностей. Тут же был снова применен «метод черпков», что позволило уточнить структуру Галактики.