Стеклянный небосвод: Как женщины Гарвардской обсерватории измерили звезды

Звезды, которые навели мисс Ливитт на вывод о связи между периодичностью и светимостью, назывались цефеидами по типовой представительнице группы – Дельте Цефея (в созвездии Цефея)[21]. Англичанин Джон Гудрайк в 1785 году первым описал характер изменчивости Дельты Цефея: резкий скачок и постепенный спад блеска, которые оказались типичными и для переменных в других созвездиях. К 1890-м годам было известно около 30 цефеид, а затем Солон Бейли стал открывать их десятками в звездных скоплениях Южного полушария. Впоследствии мисс Ливитт умножила их число до легиона. К середине января 1914 года, когда она завершила подсчет переменных в своей трети неба и подвела итог многолетней работы над Северным полярным рядом, цефеиды стали привлекать внимание новых поклонников.

Харлоу Шепли, молодой американский астроном, заканчивавший аспирантуру в Принстоне под руководством Генри Норриса Рассела, приехал в Гарвард в марте 1914 года. Пикеринг принял его, как всегда, радушно, предложив снабдить любыми материалами из обсерватории, какие ему понадобятся. Мисс Кэннон пригласила Шепли к себе домой ужинать, а когда он заглянул к Солону Бейли наверх под купол обсерватории, то получил совет, определивший его путь в науке.

«Бейли – чудесный человек, добрый и благочестивый, – расхваливал его впоследствии Шепли, – но до того пропитан духом Новой Англии, что тоска берет». Шепли был родом из сельских краев Миссури и работал репортером криминальной хроники в канзасской газете, прежде чем собрался получить высшее образование. По словам Шепли, в разговоре Бейли сказал: «Я надеялся, что вы зайдете сюда; я хотел попросить вас кое-что сделать. Мы слышали, что вы собираетесь в Маунт-Вилсон. Когда вы там будете, попробуйте поработать с большим телескопом и провести измерения звезд в шаровых скоплениях». Мало кто разделял интерес Бейли к этим звездным роям, а у самого Бейли не было доступа к телескопу достаточно большому, чтобы пристально рассмотреть их – ни в Кеймбридже, ни в Арекипе.

Всякий раз, когда Шепли в Маунт-Вилсон получал возможность самостоятельно работать с тамошним 60-дюймовым рефлектором, он выполнял просьбу Бейли. «Через месяц-другой после того, как я прибыл в Маунт-Вилсон, – писал Шепли в воспоминаниях, – Шепли и шаровые скопления сделались синонимами». В скоплениях он обнаружил новые примеры таких же звезд, как у мисс Ливитт. Вскоре он разработал теорию их природы: цефеиды были не парами на близких орбитах, как полагало большинство астрономов, а одиночными огромными звездами. Основанием для его утверждения стало то, что их внезапные колебания блеска, по-видимому, объяснялись какими-то вспышками, а не периодичностью затмений звездой-партнером. Причиной изменчивости цефеид, предполагал Шепли, были резкие изменения температуры и диаметра. Он описывал их как «пульсирующие или вибрирующие массы газа».

Многие из новых цефеид, открытых Шепли, имели длительные периоды, что, по закону мисс Ливитт, указывало на большую светимость. Так Шепли получил способ уточнить их координаты и распределение скоплений в космосе. Он адаптировал методы вычисления расстояний по периодичности и величине, использованные Эйнаром Герцшпрунгом, и принялся измерять расстояние до некоторых из сотни наблюдаемых им скоплений. Шепли заметил, что целая группа их – «скопление скоплений» – кучкуется на участке Млечного Пути рядом с созвездием Стрельца. Его заинтересовало, что отличает данный конкретный участок.

Начало Первой мировой войны в Европе затормозило там астрономические исследования и, с точки зрения Пикеринга, возложило на США новую обязанность – поддерживать все области науки. Казалось, что он получил идеальную возможность помогать собратьям-ученым – недавно его назначили исполнительным председателем нового «Комитета ста» по исследованиям, основанного в 1914 году Американской ассоциацией содействия развитию науки. Однако его председательство началось неважно – первые официальные заявки на финансирование четырех проектов по физике и астрономии, поданные в Институт Карнеги, были отклонены.

В отношении нужд собственной организации Пикеринг не уставал напоминать президенту Гарварда Лоуэллу, что университет не выделяет никаких средств на поддержку обсерватории. По-прежнему боясь пожара, директор умолял заменить остальные деревянные постройки кирпичными и всякий раз облегченно вздыхал, когда записи наблюдений публиковались в выпусках «Анналов». Несколько лет, до 1914 года включительно, расходы превышали доходы, и Пикерингу пришлось сократить масштаб деятельности. Но в декабре 1914 года обсерватория получила крупную сумму, правда при печальных обстоятельствах.