История / 3. История науки и техники

К.физ.-мат.н. Якшина Т.А.

Северо-Кавказский федеральный университет, Россия

Формирование южных астрофизических станций в дореволюционной России

В отличие от астрометрии, становление астрофизических исследований не было связано с экономическими или военными потребностями государств. Развитие астрофизики подчинялось тем же закономерностям, что и первоначальное развитие таких, тогда далеких от практического применения разделов физики, как, например, электродинамика. Начало астрофизических исследований в той или иной стране зависело от инициативы отдельных ученых и благоприятных технологических условий. К числу таких условий отнесем наличие крупных телескопов, созданных ранее для решения астрометрических задач, и (или) наличие средств, необходимых для закупки экспериментального оборудования.

Экспансия астрономии на юг России была вызвана, прежде всего, потребностями астрометрии: с целью составления каталогов точных положений южных звезд и с целью увеличения точности «северных каталогов». Кроме того, для выполнения плана Струве - построения точных топографических карт европейской части России - требовалось создать на юге реперные пункты с точными координатами. Поэтому первые филиалы Пулковской обсерватории были астрометрическими. Зарождение астрофизики в столичных обсерваториях сразу выявило слабые стороны этих высокоширотных наблюдательных пунктов: 1) большое количество светлых летних ночей (пригодное для измерения координат ярких звезд, но непригодное для астрофотографии); 2) отсутствие длительных периодов с последовательно повторяющимися ясными ночами, что затрудняло фотометрический мониторинг переменных звезд; 3) низкое положение эклиптики, затрудняющее фотометрические исследования планет; 4) низкое положение центральных областей Млечного Пути. Только первые шаги спектроскопии, выполняемые по относительно ярким звездам на больших телескопах с низким относительным отверстием, были возможны в этих условиях. Но если учесть, что для получения некоторых спектрограмм требовались многочасовые экспозиции, то и этот вид деятельности было предпочтительней выполнять на юге. Первые шаги на юге астрофизика сделала, опираясь на инфраструктуру уже существовавших астрометрических обсерваторий (Ташкентской, Одесской). Затем последовали попытки создания специализированных астрофизических обсерваторий.

Ташкентская обсерватория

Основанная в 1874 г., Ташкентская обсерватория, принадлежавшая военному ведомству, имела достаточно хорошие инструменты; среди них: а) меридианный круг Репсольда с объективом Цейсса (1881 г.), модернизированный в 1935 г.; б) нормальный астрограф Анри-Репсольда (1894), (D=32см и 25см, F=348см и 343см), и другие более мелкие инструменты. В конце XIX века Пулковская обсерватория  получила два однотипных нормальных астрографа для участия в международной работе по составлению «Карты неба». Фокусное расстояние этих приборов было таким, что 1 мм на фотопластинке соответствовал дуге в 1 угловую минуту. Один из астрографов предполагалось установить в Пулкове (что и было сделано), а другой - в Ташкенте. Для работы на приборе была специально учреждена должность астрофизика, на которую, по рекомендации Ф.А.Бредихина, и был приглашен В.В.Стратонов [1; 4]. Директор обсерватории, военный геодезист Д.Д.Гедеонов (1854-1908 гг.), при поддержке начальника Военно-топографического отдела штаба Туркестанского военного округа С.И.Жилинского (в ведении которого была обсерватория), установил для астрофизика полную автономию: так, заведующий обсерваторией не мог контролировать переписку Стратонова с зарубежными фирмами, которым заказывались приборы для обсерватории, не имел права занимать астрограф и заходить в башню или лабораторию астрофизика, без его согласия.

Десятилетний период работы Стратонова в Ташкенте знаменует начало астрофизических и звездно-астрономических работ в Средней Азии. За это время на нормальном астрографе было получено более 400 снимков небесных объектов, в том числе около 200 фотографий шаровых и рассеянных звездных скоплений, 85 снимков положений малой планеты Эрот во время ее выгодного противостояния 1900-1901 гг., а также ряд фотографий Млечного Пути, светлых и темных туманностей, переменных звезд, планет, поверхности Солнца [4]. Используя ясное и прозрачное ташкентское небо, Стратонов при фотографировании звездных скоплений и туманностей применял многочасовые экспозиции, в течение нескольких ночей. Так, при фотографировании Плеяд выдержки составляли 10, 17 и 25 часов. Для получения одной из 23-часовых выдержек понадобилось 9 ночей наблюдений. Двойное звездное скопление,  и  Персея фотографировалось с выдержкой 30 часов [5]. Стратонов, продолжая исследования А.К. Кононовича, провел измерение скоростей вращения поверхности Солнца на разных широтах, по наблюдениям факелов. В 1895 г. он опубликовал в журнале «Astronomische Nachrichten» предварительное сообщение о результатах, а в 1897 г. напечатал в «Записках Санкт-Петербургской академии наук» работу на эту тему. Эта публикация была удостоена государственной премии [6]. Основной вывод Стратонова заключался в том, что не существует единого закона вращения Солнца, каждый широтный пояс имеет свою скорость вращения. В.В.Стратонов провел исследование звезд в скоплении Плеяды, измерил их собственные движения, изучил зависимость «светимость-спектр». Особое внимание он уделил туманностям, окружающим наиболее яркие звезды скопления. В них он обнаружил волокнистую структуру [5]. Подробному исследованию были подвергнуты рассеянное скопление  и  Персея, шаровое звездное скопление в Геркулесе, а также рассеянное скопление в Щите. Помимо туманностей в Плеядах, Стратонов изучил кольцевую туманность в созвездии Лиры и ряд других туманностей [5]. Исследования В.Струве и Г. Зеелигера в области звездной астрономии - В.В. Стратонов распространил на слабые звезды и выполнил более детально. Он доказал, что наблюдаемое раздвоение Млечного Пути - явление кажущееся, вызванное наличием темных поглощающих свет масс диффузной материи. Стратонов подверг статистическому анализу Боннское и Капское обозрения, и закон убывания числа звезд Млечного Пути с широтой, а также их распределение по долготам. Он предпринял огромную работу по выявлению этих распределений для 900000 звезд в интервалах видимых звездных величин через 0.5m, построил карты полученных распределений. Он выявил сложность строения нашей Галактики; его модель значительно отличается от упрощенных моделей В.Струве и Г.Зеелигера. Одним из важнейших результатов этого исследования явилось открытие звездных облаков [1]. Эта большая работа была опубликована в 1900-1901 гг. в двух частях под названием «Исследования строения Вселенной». Ряд публикаций Стратонова посвящен наблюдениям переменных звезд (в частности, Миры Кита), Новой Персея 1901 г., а также наблюдениям метеорного потока Леонид в 1896-1897 гг. В 1904 г. Стратонов из-за болезни глаз был вынужден оставить работу астронома-наблюдателя. Он переезжает на Кавказ, где становится чиновником для особых поручений наместника Кавказа, а в 1911 г. открывает свой банк [6]. В этот период В.В.Стратонов пишет и издает (на свои средства) ряд научно-популярных и учебных книг по астрономии:  «Солнце», 1910 г.; «Космография», три издания; «Сокращенный курс космографии»,  для детских гимназий и духовных семинарий;  «Здание мира», два издания [5].

Симеизское отделение Пулковской обсерватории

Пулковская обсерватория оказалась пригодной только для становления астрофизических методов, но никак для широких астрофизических исследований. Летом белые ночи мешают фотографическим наблюдениям, а зимой - почти сплошь пасмурное небо. Пришло время создать отделение Пулковской обсерватории на юге страны. Одним из районов, где можно было найти для этого подходящее место, считался Крым, и туда выехал пулковский астроном Алексей Павлович Ганский. В 1906 году А.П. Ганский изучал условия астрономических наблюдений на крымской яйле, недалеко от Ай-Петри. Условия показались ему очень хорошими. Возвращаясь из Ялты в Севастополь, Ганский неожиданно увидел на своем пути уже существующую обсерваторию (у дороги стояли две башни с куполами и маленький домик). Оказалось, что хозяин обсерватории - Николай Сергеевич Мальцов, богатый человек, любитель астрономии. Возникновение этой любительской обсерватории относится примерно к 1900 году. Живя в Симеизе, Мальцов построил на принадлежавшем ему участке (высота 360м над уровнем моря), башни, домик для сторожа и заказал у фирмы «Цейсс» в Германии астрономические инструменты. А.П. Ганский написал Мальцову письмо с просьбой сообщить возможности обсерватории, это письмо в дороге пропало. Через полтора года Ганский повторил просьбу, Мальцов сразу назначил ему встречу, в ходе которой предложил обсерваторию вместе с участком земли в дар Ганскому (у которого не было средств на содержание подарка). Ганский сообщил об этом директору Пулковской обсерватории О.А.Баклунду, тот посоветовал написать Мальцову, что его обсерваторию могло бы принять Пулково, Мальцов согласился.

После гибели Ганского (1908 г.), в Симеизской обсерватории эпизодически работали пулковские астрономы, но весной 1909 года туда приехал Сергей Иванович Белявский, связавший себя с обсерваторией на многие годы. Уже в марте 1909 года он сделал с помощью фотографического телескопа первый снимок неба. Это по существу было началом научной работы обсерватории. В течение четырех лет С.И. Белявский оставался единственным астрономом обсерватории. Научное оборудование было то же, что и при Мальцове, плюс его небольшие подарки обсерватории. В этих условиях С.И. Белявский ежегодно с помощью фотоснимков определял яркость многих звезд, наблюдал яркие кометы. Он сделал и первые астрономические открытия в Симеизе - 19 июня 1911 года обнаружил первую новый астероид, а 15 сентября 1911 года им была открыта яркая комета.

Длительные переговоры через Академию наук и Министерство народного просвещения завершились, и положение о Симеизском отделении Пулковской обсерватории было представлено в Государственную думу. В 1912 г. Симеизская обсерватория стала отделением Пулковской обсерватории и начала расширяться. В конце 1912 г. сюда приезжает Григорий Николаевич Неуймин, два астронома могли вести уже более интенсивную научную работу.

Телескопы новой обсерватории были весьма скромных размеров и выбор задач был нелегким. Г.Н. Неуймин занялся изучением малых планет, в этой области астрономии Симеизская обсерватория быстро завоевала всемирное признание.

В Англии, у фирмы «Гребб и Парсонс», Пулковской обсерваторией для Симеизского отделения был заказан телескоп-рефлектор с зеркалом диаметром в 1 метр, крупнейший в Европе.

Наблюдения в Абастумани

В конце XIX столетия русский астроном проф. С.П.Глазенап провел две зимы в Абастумани. На небольшом рефракторе С.П.Глазенап производил измерения тесных двойных звезд и был удовлетворен результатами наблюдений. Высокая прозрачность и спокойствие воздуха и вследствие этого хорошие качества оптических изображений звезд позволяли ему измерять тесные двойные звезды, которые в обычных условиях почти не разделимы.

Результаты наблюдений С.П.Глазенапа привлекли внимание астрономов. Известный американский астроном Бернхэм писал в 1893 г.: «...Его (Глазенапа) наблюдения решительно показывают, не только по количеству проделанной работы, но и по характеру звезд, измеренных с помощью небольшого экваториала, что расположение Тифлиса (имеется в виду Абастумани) замечательно благоприятно для астрономической работы. Если можно судить по результатам (а ведь нет лучшего пути для суждения), ни одна обсерватория в Европе не имеет столь благоприятного расположения, и было бы трудно назвать такую где-либо, кроме обсерватории на горе Гамильтон, где атмосферные условия так же благоприятны... Профессор Глазенап с помощью оптических средств, значительно уступающих всему, чем пользовались его знаменитые предшественники, решил поставить свою страну в выдающееся положение в этой области (имеется в виду изучение двойных звезд)... несомненно, Российское правительство обеспечит ему возможность проведения начатой в Абастумани работы с помощью более мощных инструментов» [7].

Русские ученые не раз поднимали вопрос об устройстве большой астрономической обсерватории в окрестностях Абастумани. Научная общественность предприняла сбор пожертвований на строительство обсерватории. В «Известиях Кавказского отделения Императорского русского географического общества» за 1900 г. можно прочесть следующее: «В Русском Астрономическом Обществе в настоящее время возбужден вопрос о возобновлении горной обсерватории в Абас-Тумане, которая является первой в Европе по замечательной чистоте воздуха. Обсерваторию предположено снабдить всеми новейшими инструментами» [3].

Годом позже те же «Известия» сообщали: «Сбор пожертвований на устройство горной обсерватории в Абас-Тумане в Русском Астрономическом Обществе, по сообщению «С.-Петербургских Ведомостей», идет очень успешно, и скоро явится возможность открыть эту обсерваторию. Предположено снабдить ее сильнейшими рефракторами» [4].

Однако тогда идея создания крупного научного учреждения на периферии, вдали от центра Российской империи, не претворилась в жизнь. Частные пожертвования были недостаточны, а царское правительство поддержки не оказало (хотя профессор Глазенап являлся домашним репетитором у одного из членов императорской фамилии, находившегося на лечении в окрестностях Абастумани).

Заключение

В целом история создания астрономических обсерваторий в России повторяла (с определенным запаздыванием) историю развития европейских обсерваторий. Запаздывание определялось как отставанием навигационных потребностей, сформировавшихся только после выхода России к морям, так и отсутствием отечественных технологий в области оптики.

Первая половина XIX века характеризуется созданием отечественной системы образования (кафедры астрономии в университетах), и наблюдательной базы (оснащение обсерваторий инструментами).

Южные отделения Пулковской обсерватории создавались вначале для решения астрометрических задач, т.е. тоже располагались в городской черте или на ближайших окраинах быстро растущих Одессы и Николаева. Ташкентская обсерватория вообще была построена в городском центре. Оснащение этих обсерваторий оказалось частично пригодным для выполнения первых астрофизических работ.

Литература:

1.           Воронцов-Вельяминов Б.А. Очерки истории астрономии в России. – М.: Гостехиздат, 1956. – 371 с.

2.           Известия Кавказского отделения Императорского русского географического общества. – СПб, 1900. – Т. XIII. – С. 193

3.           Известия Кавказского отделения Императорского русского географического общества. – СПб, 1901. – Т. XIV. – С. 34.

4.           Щеглов В.П. История Ташкентской астрономической обсерватории Академии наук Узбекской ССР // Труды Института истории естествознания и техники, 1955. – Т.5.– С.337-380.

5.           Стратонов В.В. Звезды. – М., Харьков: Изд.- во т-ва В.В.Думнов, 1919. – С.4-19.

6.           Vsevolod Viktorovich Stratonov // Svoboda J., 1938. – №7. – Р.172-174.

7.           Вurnham S.W. Astronomy in Russia // Astronomy and Astrophysics, 1893. – V. XII. – №  117. – P. 595-596.