Василий Яковлевич Струве

Василий Яковлевич Струве
Василий Яковлевич Струве.

Замечательными открытиями прославил русскую науку астроном первой половины XIX века Василий Яковлевич Струве (1793—1864). Создатель многих замечательных приборов, автор новых методов астрономических измерений, Струве, обобщив опыт своих предшественников в этой области: Ломоносова, Эйлера и их учеников Исленьева, Румовского, Иноходцева, открыл своими трудами эру точной астрономии.

Струве основал знаменитую Пулковскую обсерваторию, прославившуюся на весь мир сделанными в ее стенах исследованиями.

План работы обсерватории, разработанный русским ученым, и сейчас поражает обширностью и глубиной. План предусматривал чисто астрономические наблюдения: определение положения звезд и планет, измерение аберрации и т. д.

Оговорены были и геодезические наблюдения, а также необходимость постоянного и тщательного исследования самих приборов наблюдения: телескопов, хронометров, уровней и т. д. Много десятилетий успешно  работала обсерватория по  этому плану.

Деятельность Пулковской обсерватории вызывала восхищение ученых всего мира. Пулково стали называть «астрономической столицей мира». Директор Гринвичской обсерватории Эри писал: «Я ничуть не сомневаюсь в том, что одно пулковское  наблюдение стоит по меньшей мере двух сделанных где бы то ни было в другом месте». В 1848 году французский физик Био, рассказывая о Пулковской обсерватории, говорил, что «Россия имеет научный памятник, выше которого нет на свете».

Пулковская обсерватория
Пулковская обсерватория.

Точные астрономические методы, созданные Струве, не являлись для него самоцелью. Струве не был ограниченным регистратором звезд. Занести на карту еще одну звезду, уточнить положение еще одного небесного тела — не в этом он видел свою задачу. Наблюдения давали ему материал для выдающихся обобщений, для создания новых глав астрономии.


Годичный параллакс звезды — угол, под которым с этой звезды виден радиус земной орбиты.

В 1837 году Струве сумел измерить годичный параллакс звезды — угол, под которым со звезды виден радиус земной орбиты.

В своих исследованиях Струве пользовался методом, предложенным великим итальянским ученым Галилеем. Галилей рассуждал так. Раз Земля движется по орбите, то открывающаяся наблюдателю картина звездного неба должна меняться. Более близкие к нам звезды должны как бы перемещаться на фоне звезд, находящихся от нас на более далеком расстоянии, подобно тому как деревья, растущие неподалеку от реки, для плывущего по реке на лодке кажутся перемещающимися на фоне домов далеких деревень. Если уловить, замерить смещение во взаимном расположении каких-либо звезд на небосводе в моменты, когда Земля находится сначала на одном, потом на прямо противоположном конце поперечника своей орбиты, рассуждал Галилей, то можно будет вычислить параллакс более близкой звезды.

Много раз пробовали астрономы обнаружить смещение звезд, но добиться успеха не могли. Да это и понятно. Измерение годичных параллаксов звезд и для современной техники астрономических исследований — дело не простое. Звезды необычайно далеки от Земли. По сравнению с расстоянием до них ничтожно мал даже радиус земной орбиты. Ничтожно малы и углы, под которыми виден он со звезд. Параллакс даже ближайших звезд и то измеряется лишь долями секунды. А ведь и целая секунда — угол чрезвычайно малый. Чтобы поперечник гривенника стал нам виден под углом в одну секунду, монету надо рассматривать с расстояния в три с лишком километра. Неуловимо малы и смещения во взаимном расположении звезд при наблюдении их с разных мест земной орбиты.

Неудачи, в течение трехсот лет преследовавшие астрономов, пытавшихся измерить годичные параллаксы звезд, радовали противников учения Коперника: раз смещения звезд не наблюдаются, говорили они, значит Земля неподвижна.

Однако неизменные разочарования, постигавшие его предшественников, не отпугнули Струве. Он смело взялся за труднейшую задачу. Ученый решил измерить параллакс одной из ярчайших звезд северного неба — Беги, главной звезды созвездия Лиры.

Раз звезда Вега кажется столь яркой, рассуждал ученый, то она, очевидно, находится на сравнительно близком расстоянии от нас. Опорной точкой в своих исследованиях он выбрал слабенькую, а значит, по-видимому, очень далекую звездочку по соседству с Вегой. Три года затратил Струве на наблюдение за взаимным расположением Беги и соседней звездочки. Создатель точных астрономических методов сумел уловить смещение этих звезд относительно друг друга. Параллакс Веги был измерен.

Русский астроном сторицей был вознагражден за свой труд. Найдя параллакс Веги, он определил тем самым угол при скрывающейся в небесных далях вершине гигантского треугольника, образованного Солнцем, Землей и звездой Вегой. Величина радиуса земной орбиты — основания этого треугольника — была уже давно известна. Теперь был найден параллакс Веги. Стало доступным с помощью простых математических вычислений определить величину длинных сторон треугольника. Вычислить расстояние до звезды! Словно чудесным лотом коснулся Струве миров в глубине вселенной. Результат его измерения показал, насколько удалены от земли звезды, каков масштаб вселенной. Обнаружив изменения в картине звездного неба при наблюдении его в разные времена года, Струве получил сильнейшее подтверждение учения Коперника о движении Земли вокруг Солнца, вырвал из рук противников этого учения аргумент, которым они столько лет пользовались. Измерение, сделанное русским ученым, было великой победой астрономии.

Мировую славу завоевали и классические работы Струве, посвященные исследованию двойных звезд.

двойная звезда
Двойная звезда — это два светила, обращающиеся вокруг общего центра.

Двойная звезда — это как бы содружество двух светил. Неразлучно связанные силами тяготения, кружатся они вокруг лежащего между ними их общего центра тяжести.

Отыскать двойную звезду — дело нелегкое. Невооруженному глазу все двойные звезды кажутся обычными, одиночными звездами. Даже сильнейшие телескопы не могут иногда показать, двойные ли это звезды. Часто их приходится разгадывать только по косвенным признакам. Например, некоторые двойные звезды выдает периодическое изменение их яркости: орбиты звездной пары расположены по отношению к наблюдателю так, что звезды, вращаясь, попеременно заслоняют друг друга.

И наоборот, существует немало звезд, только кажущихся двойными. Наблюдая такие звезды, астроном видит на небе две тесно сближенные звезды. Но близость их обманчива. Эти звезды лишь видны приблизительно в одном направлении, но на самом деле находятся на огромном расстоянии одна от другой.

Нужно было быть таким проницательным и неутомимым следопытом вселенной, как Струве, чтобы в то время, при слабой еще технике наблюдения, суметь найти в глубинах неба многие двойные звезды. Великий астроном обнаружил более трех тысяч двойных звезд. Струве
тщательно исследовал их, определял расстояние между звездами, их взаимоположение, орбиты звезд. Изучение многих из двойных звезд, начатое В. Струве, было продолжено его сыном, астрономом О. Струве. Периоды обращения звезд в целом ряде звездных пар исчисляются многими десятилетиями, и человеческой жизни мало, чтобы проследить их орбиты.

Изучение двойных звезд имеет большое значение. Наблюдения за движением звездных пар дали могучее подтверждение всеобщности законов тяготения. Наблюдения эти позволили, кроме того, вычислить массы звезд. И в наше время точно «взвесить» звезды можно, только пользуясь наблюдениями над двойными звездами.

В 1847 году Струве опубликовал свой знаменитый труд по звездной астрономии. В этой книге был впервые подробно изложен и применен созданный ее автором метод звездной статистики.

Звездная статистика — одна из важнейших областей астрономии.

Изучая густоту распределения звезд на различных участках небесного свода, классифицируя звезды по их видимым яркостям, по их видимым перемещениям, звездная статистика ищет ответы на вопросы об истинном распределении звездных миров в пространстве, об их истинных яркостях, движениях, скоростях. Все эти вопросы необычайно важны для познания строения и развития звездной вселенной. В целом методы звездной статистики помогли, например, узнать, что область, занимаемая Галактикой — огромной звездной системой, в которую входит и наше Солнце с его семьей планет, имеет форму чечевицы.


Схема Галактики при наблюдении сбоку, справа — при взгляде сверху.

Обобщая результаты наблюдений над распределением звезд на небесном своде, Струве вывел замечательную формулу, показывающую, как уменьшается плотность распределения звезд в пространстве по мере удаления от плоскости экватора галактической системы к ее «полюсам».

Изучая вселенную, Струве пришел к замечательной мысли о том, что существует поглощение света звезд в межзвездном пространстве. Проходя в мировом пространстве, свет хотя и ничтожно, но все же ослабляется. Ученый утверждал, что космическое пространство, вопреки существовавшему мнению, не абсолютно прозрачно.

Дальнейшее развитие астрономии подтвердило справедливость предвидения русского ученого. В 1930 году астрономы сумели получить непосредственное доказательство существования поглощения света звезд в межпланетном пространстве. Доказано, что в пространстве между небесными телами есть мельчайшая космическая пыль.

Много сделал Струве и в геодезии. Сорок лет под его руководством трудились русские ученые, измеряя отрезок дуги меридиана между Дунаем и Ледовитым океаном. Длина меридиана была определена с точностью, давшей картографии надежные данные для составления карт. В истории науки это была одна из величайших геодезических работ.

Труд Струве открыл возможность определить форму Земли. Оказалось, что Земля несколько сплюснута со стороны полюсов.

Жизнь Струве была непрерывным напряженным трудом.

Дела замечательного ученого, основателя Пулковской обсерватории, в которой воспитывались многие поколения русских астрономов, бессмертны в истории науки о вселенной.