Стеклянный небосвод: Как женщины Гарвардской обсерватории измерили звезды - Дава Собел

и Витт, и Шарлуа обнаружили одну и ту же черточку, но Витт застолбил открытие первым, в результате чего другие астрономы, присоединившиеся к поискам в последующие дни, называли свою цель «планетой Витта». Вскоре оказалось, что новонайденный объект – самый быстрый среди подобных ему, а значит, должен проходить ближе всех к Земле.

Сет Карло Чандлер, специалист по определению орбит комет и астероидов, ринулся вычислять истинную траекторию планеты Витта. Составив предварительную эфемериду, то есть таблицу прогнозируемых координат, на основании текущих наблюдений, он установил, что объект, теперь едва различимый в виде звездочки 11-й величины, по-видимому, в 1894 году просвистел у самой Земли. Тогда его никто не заметил, но Чандлер надеялся, что след прохождения мог сохраниться на одной или нескольких фотопластинках уникального астрономического архива Гарвардской обсерватории. Чтобы получить доступ к этой стеклянной вселенной, ему было необходимо уладить прежние трения с директором по поводу гарвардской фотометрии.

«Считаю своим долгом в интересах науки, – написал Чандлер Пикерингу 3 ноября 1898 года, – приложить к письму эфемериду этой планеты… все астрономы будут, без сомнения, рады, если удастся обнаружить предыдущие наблюдения этого чрезвычайно важного объекта». Пикеринг, разумеется, согласился и поручил миссис Флеминг просмотреть стопки пластинок. Сверившись с приблизительной картой Чандлера, она выбрала из 100-тысячного архива наиболее вероятные снимки и несколько месяцев прочесывала их в поисках признаков планеты Витта. В начале января 1899 года она наконец обнаружила смазанную полоску, похожую на астероид, на снимках 1893 года и определила ее координаты. Затем Чандлер внес дополнительные данные для уточненной орбиты и снова отослал ей. Вооружившись более точной картой, миссис Флеминг снова обнаружила объект, успевший получить название Эрос, на фото 1894 и 1896 годов.

«А я думала, все астероиды женского рода», – воскликнула мисс Брюс, услышав новость. Действительно, все 432 астероида, открытых ранее (начиная с Цереры, обнаруженной в 1801 году), носили женские имена. «Хорошо, что бедный малютка Эрос так далеко от остальных, – добавила она, – иначе его жизнь среди этих старых дев была бы несносна. Приятно, что вы сфотографировали его еще в те давние времена, когда он был счастлив и не ведал славы».

Миссис Дрейпер сообщила, что она рада узнать об увеличении числа нужных снимков и о том, что Эроса наконец поймали, хотя, по ее словам, «сам божок вряд ли вызвал бы столько хлопот». Чандлер согласился. Он считал, что астероиду больше подходит имя Плутон, а не Эрос – «за одно его коварство».

Уточняя околосолнечную орбиту Эроса, Чандлер предсказал, что астероид пройдет совсем рядом с Землей осенью 1900 года. При таком близком прохождении из Эроса, возможно, удастся вытянуть ответ на древнейшую загадку астрономии: каково расстояние от Земли до Солнца?

Из-за удаленности небесных тел расстояние до них определить было практически невозможно. Все, что могли сказать древние, – это что планеты должны находиться ближе к Земле, чем звезды, так как у планет, то есть «блуждающих звезд», наблюдалось видимое движение относительно остальных звезд, а созвездия сохраняли одни и те же очертания. В III веке до н. э. Аристарх Самосский определил относительную удаленность Солнца и Луны геометрическим методом и заключил, что Солнце находится в 20 раз дальше от нас, чем Луна.

В начале XVI века Коперник, высказавший идею, что планеты обращаются вокруг Солнца, а не вокруг Земли, рассчитал относительные расстояния между этими телами. Так, Юпитер, по его мнению, находился в 5,2 раза дальше от Солнца, чем Земля, а расстояние от Венеры до Солнца составляло лишь часть земного (0,72). Но Коперник по-прежнему понятия не имел, насколько далеко располагаются звезды. Даже Кеплер, который в начале XVII века вывел законы движения планет, не смог предложить ничего лучше относительных расстояний между объектами Солнечной системы. Узнав истинное расстояние всего для одной пары объектов, можно было бы одним махом определить и все остальные. А достоверное значение расстояния от Земли до Солнца стало бы отправной точкой для расчетов расстояний до звезд.

Возможность определить столь желанное расстояние от Земли до Солнца – оно же астрономическая единица – появилась в конце XVIII века при прохождении Венеры по диску Солнца в 1761 году [9]. Примерно два раза в столетие орбиты Земли и Венеры располагаются так, что на протяжении нескольких часов можно наблюдать, как «сестра Земли» пересекает солнечный диск. Английский королевский астроном Эдмунд Галлей предвидел значение этого явления для решения вопроса о расстоянии от Земли до Солнца. Он предлагал отправить наблюдателей на крайний север и юг земного шара, чтобы оттуда следить за прохождением и фиксировать его этапы. В силу большой географической удаленности группы наблюдателей будут видеть прохождение Венеры с небольшой разницей в солнечной широте. Потом, сравнив записи и проведя геометрический расчет, они смогут вывести расстояние от Солнца до Венеры и путем экстраполяции получить расстояние от Солнца до Земли. «Желаю им удачи, – написал Галлей, изложив свой план, – и молюсь прежде всего о том, чтобы они не лишились долгожданного зрелища из-за некстати набежавших на небо туч».

Тучи и вправду нередко мешали наблюдениям. Даже там, где преобладала ясная погода, сотням астрономов, последовавших призыву Галлея, не удавалось получить точные измерения, так что ни прохождение 1761 года, ни следующее, 1769 года, не дали нужного результата. Ценой немалых усилий и расходов, впрочем, удалось сузить диапазон предполагаемых значений расстояния от Земли до Солнца – где-то между 140 и 160 млн км.

Когда предсказанные на 1874 и 1882 годы прохождения снова объединили ученых в поиске окончательного ответа, Саймон Ньюком занялся подготовкой американской экспедиции. В преддверии событий он заказал инструменты фирме Alvan Clark и пригласил в Вашингтон Генри Дрейпера, чтобы тот обучил несколько групп фотосъемкам Солнца. Позже, в 1890-е годы, Ньюком попросил мисс Брюс оплатить труд штата расчетчиков, обрабатывавших накопленные данные. Эта работа еще не закончилась, когда на сцену вышел Эрос, обещавший избавить долгожданную величину от огромной погрешности.

Планы по наблюдениям за Эросом в 1900–1901 годах мобилизовали астрономов всего мира, но в этот раз не для сборов в экспедиции. Никому не нужно было никуда ехать. В отличие от затмения или прохождения Венеры по диску Солнца, которые длятся минуты или часы, осенний визит Эроса предстояло наблюдать ночами на протяжении нескольких месяцев. Обсерватории в Европе, Африке и Америке были идеально расположены и оборудованы мощными телескопами, позволявшими рассмотреть тусклый крохотный астероид на фоне звезд. Международный консорциум астрономов должен был совместно отслеживать изменения положения Эроса относительно множества звезд, служивших точками привязки. В США лишь Гарвардская обсерватория располагала оборудованием для отслеживания Эроса фотографическим способом.

Видя разгоравшийся энтузиазм в отношении Эроса, мисс Брюс надеялась, что ее собственный астероид, Брюсия, «покажется снова». Но время было неподходящее. Тезка мисс Брюс пряталась в тени. И мисс Брюс тоже сошла со сцены. Она снова заболела и скончалась у себя дома в Нью-Йорке 13 марта 1900 года.

«Непросто подобрать приличествующие слова по случаю завершения всякой жизни на Земле, – писал редактор журнала Popular Astronomy Уильям Пейн в некрологе, – еще труднее воздать надлежащую и достойную дань памяти такой особы, как мисс Кэтрин Вольф Брюс, которую мир науки полюбил за то, чем она была и что сделала». Пейн (его собственная обсерватория Гудселла при Карлтон-колледже в Нортфилде, штат Миннесота, как-то раз получила помощь от мисс Брюс) восхвалял «ее умную щедрость», которая «не знала расовых и государственных границ, поэтому наука всего мира скорбит об общей утрате. В собственной стране ее участливая и чуткая забота облегчила многим жизнь, пробудила стремление к исследованиям и помогла завершить немало задач, когда терпение и другие ресурсы были на исходе». В завершение ее краткого жизнеописания Пейн приводил длинный список пожертвований в пользу астрономии. Их общая сумма превысила $175 000 – своего рода королевский выкуп.

Звезда