Загадки космоса. Планеты и экзопланеты

При дворе Гершель продолжал методично наблюдать за небом, изучая звезды и туманности. В 1784 году, проделав большую работу, он опубликовал статью под названием «Отчет о некоторых наблюдениях, направленных на исследование строения небес»[59], где утверждал, что туманности – это гигантские скопления звезд, собранных вместе гравитацией. В статье описана Вселенная, главной силой в которой является сила притяжения: более тяжелые звезды притягивают более легких соседей, и это приводит к тому, что образуются скопления, воспринимаемые нами с большого расстояния как размытые пятнышки света. Гершель первый предположил, что туманности Ориона и Андромеды могут иметь огромные размеры и содержать невообразимое число звезд, то есть, выражаясь современным языком, представлять собой другие, отличные от Млечного Пути, галактики. Заметив, что одни скопления звезд более плотные, тогда как другие более разреженные, и поразмышляв над этим, Гершель решил, что кластер звезд со временем становится все плотнее и плотнее, пока не сожмется под действием гравитации. Возможно, думал он, именно этот механизм в конечном итоге приводит к появлению планет.

В 1785 году стало совершенно понятно, что точности существующих рефлекторов недостаточно и нужно строить инструменты с более значительным фокусным расстоянием. Летом 1785 года проект нового, 40-футового (~12 м) телескопа был представлен королю. Георг III, который хотел войти в историю как покровитель науки, согласился финансировать этот проект. Но денег, выделенных монархом, все равно не хватило. Большую часть стоимости телескопа оплатил сам Гершель из собственных средств.

Примерно раз в 15 лет Сатурн поворачивает свои кольца к Земле так, что становится удобно наблюдать их во всей красе и исследовать спутники этой планеты. Со времен Гюйгенса и Кассини, живших во второй половине XVII века, было известно пять спутников Сатурна: Титан, Япет, Рея, Тефия, Диона. В 1787 году, когда «окольцованный» гигант снова повернулся к Земле боком, Гершель направил на него свой 20-футовый (~6 м) телескоп и, наблюдая за планетой почти 17 ночей, как будто бы заметил у нее шестой, неизвестный до сих пор спутник. Но полной уверенности у астронома не было. Через год погодные условия помешали провести полноценные наблюдения. Еще через год, 28 августа 1789 года, когда 40-футовый рефлектор уже достроен, Гершель вновь наблюдает Сатурн и понимает: ошибка исключена. То, что он видит в телескоп, лежит в плоскости колец, а значит, является новым, еще не описанным спутником Сатурна. Гершель срочно пишет официальное письмо о своем открытии президенту Лондонского королевского общества сэру Джозефу Бэнксу. Переживая, что его первенство могут оспорить, Гершель, уже в личном письме, добавляет, что открытие было сделано еще два года назад, но дела не позволили объявить о нем вовремя. За шестым спутником почти сразу последовало открытие седьмого – 17 сентября того же года. Это был триумф Гершеля и его телескопов. Сегодня мы знаем эти спутники Сатурна как Энцелад и Мимас.

Как только Уильям забрал Кэролайн из родительского дома, он посвятил ее в свои астрономические увлечения. Первое время она помогала брату, шлифуя стекла и систематизируя его наблюдения. В Виндзоре Уильям сконструировал для нее маленький телескоп, с помощью которого она могла наблюдать за небом. Кэролайн хотела проводить собственные исследования. Поскольку ее телескоп не обладал такой точностью, как большие телескопы брата, она посвятила себя поискам комет, а параллельно занималась созданием каталога звезд. Первую комету Кэролайн обнаружила в 1786 году. Всего за 11 лет наблюдений она нашла восемь комет.

На этом месте мы остановим наше краткое жизнеописание Уильяма и Кэролайн Гершель. Стоит добавить лишь, что в последующие годы они продолжили свои плодотворные наблюдения. Брат и сестра нашли 2 500 новых туманностей и 800 двойных звезд, совершив четыре полных обзора северного неба за все годы наблюдений. Уильям также обнаружил, что шапки Марса меняются с течением года, популяризовал термин «астероид» для обозначения нового класса небольших тел Солнечной системы. Он первым начал изучать форму нашей галактики и правильно предположил, что она дискообразная. В 1800 году Гершель открыл существование «невидимой формы света» – инфракрасного излучения Солнца. Кроме того, он участвовал в создании Королевского астрономического общества и даже был избран иностранным членом Шведской королевской академии наук. Умер Уильям Гершель 25 августа 1822 года. Эпитафия на его могиле гласит: «Он прорвался сквозь небесные барьеры».

Рисунок 18. 40-футовый рефлектор. Рисунок Гершеля с посвящением королю Георгу III, сделанный для журнала Philosophical Transactions of the Royal Society, 1795 год