Стеклянный небосвод: Как женщины Гарвардской обсерватории измерили звезды

«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.