Пулковская обсерватория - [2]
19 августа 1839 года (по новому стилю) состоялось торжественное открытие обсерватории, на которое были приглашены астрономы из всех русских обсерваторий и университетов.
По своему устройству, полноту и качеству оборудования Пулковская обсерватория сразу заняла одно из первых мест в мире. Главное здание обсерватории, расположенное в направлении с востока на запад, состояло из трех каменных частей, соединенных двумя деревянными галереями-павильонами. Каждая каменная часть венчалась круглой башней с конической крышей, которая могла поворачиваться для направления открывающегося в ней люка в нужное место небосвода. В центральной, большей башне был установлен самый большой и совершенный телескоп того времени — рефрактор с объективом диаметром в 38 см работы немецких оптиков Мерца и Малера, преемников знаменитого Фраунгофера в Мюнхене. Деревянные галереи имели по две закрывающиеся ставнями сквозные щели, через которые можно было наблюдать светила при их прохождении через меридиан. Здесь были установлены главные инструменты обсерватории: большой пассажный инструмент и вертикальный круг — в западной галерее, меридианный круг — в восточной. В восточной галерее оставалось свободное место для одного из будущих меридианных инструментов.
Поясним назначение этих инструментов. Одной из основных задач астрономии во все времена было и остается определение видимых положений звезд. Для этой цели на воображаемой небесной сфере проводится система кругов, вполне соответствующая меридианам и параллелям, мысленно проводимым на земном шаре. На Земле с помощью этих кругов исчисляются географические координаты — широта и долгота, определяющие положение точек на земной поверхности. В полной аналогии с этим на небесной сфере положения светил определяются астрономическими координатами — склонением, соответствующим географической широте, и прямым восхождением, соответствующим географической долготе.
Список звезд с определенными из наблюдений прямыми восхождениями и склонениями каждой звезды называется звездным каталогом. Первый каталог, дошедший до нас из глубокой древности, был составлен во II веке до н. э. греческим астрономом Гиппархом и содержал свыше 1 000 звезд.
Пулковская обсерватория. Вид с северной стороны (1868 год).
Сравнивая между собой звездные каталоги, составленные в разное время, можно выявить изменения в положениях звезд, происходящие с течением времени. Изменения эти вызываются разными причинами. Во-первых, постепенно изменяется положение Земли в пространстве, в частности меняется направление земной оси, вследствие чего и плоскость земного экватора медленно поворачивается, вызывая этим изменения координат звезд. Это явление называется прецессией; оно было открыто около 2 тысяч лет тому назад и объяснено Ньютоном в конце XVII столетия действием притяжения Луны и Солнца на экваториальную выпуклость Земли. Оказалось, что под влиянием этого притяжения, стремящегося опрокинуть земной шар, ось Земли, подобно оси волчка, совершает большое колебательное движение, описывая поверхность большого конуса, с периодом около 26 тысяч лет. Наряду с этим земная ось подвержена мелким колебаниям — вибрациям — с периодом в 18 лет. Такие колебания называются нутацией. Это явление было открыто в 1737 году английским астрономом Брадлеем и объяснено им как результат переменного по направлению притяжения Луны.
Далее имеется кажущееся изменение координат звезд вследствие того, что свет распространяется не мгновенно, и в течение того времени, пока световой луч проходит длину воспринимающего свет аппарата — будь ли то зрительная труба, фотографический телескоп или даже просто глаз — этот аппарат вместе с Землей, движущейся по своей орбите, успевает немного сместиться, что вызывает небольшое отклонение в видимом направлении наблюдаемой звезды. Это явление, называемое аберрацией света, также было открыто Брадлеем в 1725 году и требует детального изучения для того, чтобы можно было точно учитывать его влияние при составлении звездных каталогов и производстве астрономических наблюдений для определения географических координат.
Наконец, существует еще одно явление, тоже зависящее от свойств светового луча,— преломление света в земной атмосфере. Нижние слои воздуха плотнее верхних, и поэтому луч света, пронизывая нашу атмосферу, преломляется и постепенно искривляет свой путь, приходя к нам по измененному направлению. Вследствие этого все светила кажутся нам немного приподнятыми над горизонтом. Это явление, называемое астрономической рефракцией, сильнее проявляется на светилах, находящихся низко над горизонтом, а в самом горизонте достигает величины, превосходящей в угловой мере видимый диаметр Солнца, благодаря чему солнечный диск при восходе кажется нам уже поднявшимся из-за горизонта, тогда как в действительности Солнце еще полностью погружено под горизонт.
Для всех практических применений астрономии необходимо знать с большой точностью влияние перечисленных явлений на координаты светил. Теория этих явлений хорошо и подробно разработана, но для того, чтобы в каждом отдельном случае вычислить величину этих явлений, нужно знать особые числовые величины, которые должны быть определены из наблюдений. Эти числовые величины называются соответственно постоянными прецессии, нутации, аберрации и рефракции. Чем точнее они будут определены, тем точнее можно учитывать эти влияния на координаты светил, тем более точно можно определять время и географические координаты, делать геодезические съемки и составлять карты. Таким образом, определение из наблюдений числовых значений этих четырех постоянных относится к важнейшим задачам астрономии и было с самого начала включено в план работ Пулковской обсерватории.
