научная статья по теме РАННИЕ КАТАЛОГИ ДВОЙНЫХ ЗВЕЗД Физика

Текст научной статьи на тему «РАННИЕ КАТАЛОГИ ДВОЙНЫХ ЗВЕЗД»

Ранние каталоги двойных звезд

А.В.Кузьмин,

кандидат физико-математических наук

Институт истории естествознания и техники им.С.И.Вавилова РАН Москва

$

£ $

В статье «Небо Иоганна Байера» [1] была сделана попытка объяснить значение выделенных звезд атласа «Уранометрия» Байера. В результате было, в частности, высказано предположение о возможном использовании простейших оптических средств в процессе наблюдений звезд. Установлено, что «белыми звездами» на картах Байера выделены некоторые визуально двойные пары, которые наблюдаются невооруженным глазом, а также объекты, парность которых может быть обнаружена только с помощью оптики. Но в связи с чем именно эти звезды стали предметом особого внимания?

Скопления близких звезд

Оптические пары и в более широком смысле оптически кратные звезды* на протяжении всей письменной истории привлекали определенное внимание наблюдателей. Алькор—Мицар — визуально двойная система, идеально подходящая для тестирования глаза (яркость Алькора определяет грань нормального человеческого зрения). Плеяды, в которых различается шесть звезд (а седьмая находится на пределе), описаны у Гомера как один из основных навигационных указателей:

Руль обращая, он бодрствовал; сон на него не спускался. Очи, и их не сводил он с Плеяд, с нисходящего поздно В море Воота, с Медведицы, в людях еще Колесницы, Имя носящей и близ Ориона свершающей вечно Круг свой, себя никогда не купая в водах Океана.

Одиссея V. Пер. В.А.Жуковского

Дело в том, что до начала XIX в. невозможно было разделить оптически двойные (кратные, звездные скопления) звезды от физически двойных (кратных). Понятие двойной и кратной звезд, связанных тяготением, появляется у В.Гершеля лишь в 1802 г. Согласно современной терминологии, двойная (кратная) звезда — система, связанная силами взаимного тяготения. По методике обна-

* Звездные скопления, или, устар., звездные кучи.

© Кузьмин А.В., 2012

ружения различают: визуально-двойные (наблюдаемые непосредственно в телескоп), спектрально-двойные (по периодическим изменениям ^ в спектрах), затменно-двойные (по периодическим изменениям яркостей), астрометрически двойные (по периодическим возмущениям собственных движений).

В начале своих наблюдений все близкие звезды Гершель считал оптическими парами, случайно располагающимися практически на одном луче зрения. И только точность его наблюдений позволила сделать это открытие. Маленькая революция в осознании звездного разнообразия началась в 1781 г. и завершилась в 1802-м. Ранее, как правило, предполагалось, что слабая звезда в паре находится на более далеком расстоянии, чем более яркая.

Возможно?.. Или необходимо?!

Отступив на время от размышлений о самой возможности таких наблюдений близких звезд, ответим на вопрос о связи этого эффекта с известными задачами, которые ставила перед собой астрономия в то время.

Круг проблем, в связи с которыми возникла (или могла возникнуть) проблема «раздваивания» некоторых звезд при их оптическом наблюдении (разумеется, в рамках самых первых шагов телескопической астрономии), следующий.

— Доказательство годового движения Земли вокруг Солнца (т.е. подтверждение справедливости теории Н.Коперника путем измерения параллаксов звезд). В частности: определение диаметра сферы неподвижных звезд. Определение ее толщины или опровержение самого существования (ее конечных пределов).

— Гипотезы (всевозможные положения) о размерах дисков звезд различных величин.

— Проблема временных и переменных явлений, происходящих на сфере неподвижных звезд (появление новой 1572 года, кометы 1577 года, начало изучения переменных звезд безусловно увеличивали внимание ко всем новым наблюдаемым эффектам).

^ — Правомерность использования телескопа ~ (зрительной трубы, перспективы) для объектив-\*^ного описания небесных явлений. Этот вопрос ^ возникал и как экспериментальный, и как идеоло-£ гический.

^ Кроме того, в литературе отражены достовер-^ ные сведения о принципиальной возможности * наблюдения этого элементарного эффекта еще ^ в XVI в., вместе с непрямыми свидетельствами о возможности Тихо Браге или кого-то из его спо-т движников пронаблюдать, зафиксировать и, кро-3 ме того, использовать эффект «раздваивания» ^ в попытках измерять параллаксы звезд.

Последнее обстоятельство представляет особый интерес, так как положения многих выделенных объектов, ставших предметом внимания ^^^ (вблизи эклиптики, ее особых точек и полюса), подходят для реализации хорошо известного еще в XVI в. метода доказательства годового движения Земли вокруг Солнца. Таким образом, рассматриваемые звезды могли иметь самое непосредственное отношение к решению наиболее важного, ключевого для астрономов рубежа XVI—XVII вв. вопроса выбора между гео- и гелиоцентрической моделями мира.

Движение Земли

Для доказательства годового движения Земли вокруг Солнца достаточно пронаблюдать параллакс звезды. Тихо Браге, известный разрушитель аристотелевых сфер, разумеется, хотел разрушить и последнюю — сферу звезд. И присутствие сферы на изображении его знаменитой системы мира говорит скорее не о том, что он признавал ее существование, а о том, что, будучи крайне добросовестным наблюдателем, не смог экспериментально ее опровергнуть. Ему так и не удалось показать наличие параллакса у звезд, тем не менее он верил и вполне осознавал причину неизмеримости этого эффекта.

Тихо Браге был одним из лучших (если не лучшим) знатоком методик определения параллаксов звезд, но ему так и не удалось получить конкретных результатов. Временно нарушая логику исторического изложения (хронологическую последовательность), вспомним, что впоследствии Галилей (у которого, как и у Тихо, не было никаких шансов реализовать этот метод практически) с присущей ему легкостью умозрительного экспериментатора описывает последний в Дне третьем Диалог о двух главнейших системах мира: «Не исключена возможность того, что с течением времени среди неподвижных звезд будет найдено что-либо, из наблюдения над чем можно будет сделать заключение о годовом обращении, так что звезды не меньше планет и самого Солнца захотят явиться перед судом, свидетельствуя о таком движении в пользу Земли. Я не думаю, чтобы звезды были рассеяны по

сферической поверхности и равно удалены от центра, и считаю, что их расстояния от нас различны, что одни звезды могут быть в два и три раза больше удалены, чем некоторые другие, так что, если бы нашлась посредством телескопа какая-нибудь очень маленькая звезда совсем близко от одной из более крупных и если бы первая притом была очень высока, то может случиться, что в их расположении и произойдет какое-нибудь ощутимое изменение, соответственно тому, что происходит с верхними планетами. Вот что нужно было пока сказать, в частности, о звездах, находящихся на эклиптике» [2. С.275]. Иными словами, если такие звезды находятся на эклиптике, то более яркая, подобно верхней планете, опишет маленькую петлю, при том что слабая звезда должна оставаться неподвижной.

Используя оптическую пару, кроме наличия параллакса можно обнаружить разницу параллаксов двух объектов и кроме доказательства вращения Земли получить еще и оценку толщины звездной сферы — пределы рассеяния звезд в пространстве и в дальнейшем — отсутствие некой конечной толщины сферы как таковой. Кроме доказательства теории Коперника сделан шаг и к подтверждению тезиса о бесконечности Вселенной. Использование пар ненаблюдаемых просто глазом (с учетом простейших оптических возможностей) здесь показано очень эффективно, поскольку чем ближе звезды, тем убедительнее должно быть изменение их взаимного положения.

Логично брать звезды столь близкие, что простому глазу они вообще кажутся одним целым. Тем не менее пронаблюдать эффект не удалось. Гениальное прозрение не было подтверждено визуально. Это, скорее всего, стало причиной забвения и самого факта совершенного, но до конца не осознанного открытия, ибо для Тихо Браге наблюдение неба было сакральным действием, а результаты и их обобщенные толкования становились частью его труда, для него равнозначного созданию Библии — Библии Природы, куда он включал только выверенные (канонические) положения, в которых не мог усомниться в первую очередь он сам. И этим можно объяснить отсутствие данных о попытках использовать, к примеру, оптические визиры, в трудах, где Браге в мельчайших подробностях описывает приборы обсерватории Ураниборга. Зачем упоминать об одном из вспомогательных шагов, каковым является выбор звезд, выделенных в атласе особым способом гравирования и ставших предметом нашего внимания? Но сам эффект раздваивания все же (вероятнее всего — умышленно) остался (оказался) зафиксированным, в том числе и с целью привлечь внимание будущих исследователей.

За подтверждением возможности подобного факта вновь обратимся к Галилею, который вскоре написал, что наблюдение подобных эффектов есть несомненная заслуга зрительной трубы. Га-

лилей, будучи величайшим мастером умозрительного эксперимента, вообще не сомневался в объективности и истинности результатов экспериментов, которые иногда (порой) мог проводить лишь в воображении, оказываясь при этом правым и, кроме того, не боялся публиковать свои мысли в самой общедоступной форме. Галилей (в отличие от вероятных предшественников) не усомнился в том, что раздваивание некоторых звезд — безусловно заслуга нового телескопического метода: «В качестве другого примера мы нарисовали шесть звезд Тельца, называемых Плеядами (я говорю о шести, так как седьмая почти никогда не видна) и заключенных в небе внутри теснейших пределов; к ним прилегают и другие невидимые, в количестве большем сорока; ни одна из них не удаляется более чем на полградуса от любой из этих шести. Из них мы отметили только тридцать шесть...» [3. С.36—37].

Другие свидетельства

Принципиальная возможность наличия таких оптических приспособлений показана С.И.Вавиловым: «Несомненно, что Леонардо не только мечтал о телескопических устройствах, но действительно их осуществлял. В кодексе А (лист 12) находятся следующие строки, поясняемые рисунком: Чем дальше отодвигаешь ты стекло от глаза, тем

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком