Звездочёты. 100 научных сказок

В. М., фермерский сын, никаких проблем с выращиванием кабачков не имел, но вот незнакомое искусство спектрографии доставило ему немало мучений. Но он был очень упорным и в конце концов овладел секретами получения спектров планет. Он измерил скорости вращения Марса, Юпитера, Сатурна и Урана и доказал, что Венера вращается очень медленно, а Марс имеет в атмосфере слабые следы водяного пара…

Андрей воскликнул:

– Вот, наверное, Лоуэлл обрадовался этой новости – значит, вода в его марсианских каналах ещё не пересохла!

– В 1909 году Лоуэлл пишет В. М. письмо, в котором предлагает получить спектры светлых спиральных туманностей, видимых среди звёзд нашей Галактики. Спирали в них нашёл ещё граф Росс, но природа этих облачков оставалась до конца неясной. Некоторые учёные полагали, что облачка являются очень далёкими внегалактическими объектами, другие считали, что это внутригалактические туманности, закрученные спиралями вокруг отдельных звёзд.

Лоуэлл поставил перед В. М. очень сложную задачу!

Свет таких туманностей был слишком слаб, чтобы его можно было поймать обычным спектрографом и разложить в радугу, запечатлев её на фотопластинке. Чтобы получить обычное изображение такой туманности, требовалась тридцатичасовая выдержка фотопластинки, а спектрограф, с его несколькими призмами, отбирал столько света, что получение спектра таких слабых объектов становилось просто нереальным!

– Тридцать часов! – поразилась Галатея. – А наши фотоаппараты делают любое фото за долю секунды!

– Кэмпбелл, директор Ликской обсерватории, был специалистом в области измерения радиальных скоростей космических объектов. Кэмпбелл даже на крупном телескопе Ликской обсерватории не смог ещё измерить спектры спиральных туманностей и всюду говорил, как хорошо бы научиться определять скорости движения этих таинственных объектов. Ликская обсерватория была давним соперником Лоуэлловской обсерватории, и Весто Слайферу, патриоту своей обсерватории, очень хотелось утереть нос Кэмпбеллу на его собственном поле.

Невозможное часто становится возможным – но только если хорошенько подумать!

Начинать охоту нужно было, конечно, с туманности Андромеды – она самая яркая из туманностей. Но она не компактна, её свет распределён по большой площади – и накопить его непросто.

Для того чтобы поймать свет Андромеды, В. М. решил переделать спектрограф и выбросил все призмы, кроме одной, а также поставил в шесть раз более светосильную фотокамеру.

– А что такое призма? – спросила Галатея.

– У тебя есть стеклянный кубик? – спросила Никки.

– Есть! – утвердительно отозвалась Галатея.

– Его можно рассматривать как две соединённые призмы. Такой кубик тоже может раскладывать солнечный спектр в радугу. Как и алмазы в украшениях, которые тоже обточены так, что представляют собой большое количество призмочек, хорошо раскладывающих и отражающих свет. Потому-то алмазы так красиво сверкают.

– А почему стекло так не сверкает? – спросила Галатея.

– У него другие оптические свойства, поэтому оно не может преломлять свет так, как алмазные призмы.

Вернёмся к спектрографу Слайфера. После радикальной переделки количество света на пластинке значительно увеличилось, но спектральные полоски оказались такими слаборазличимыми, что их можно было изучать только в специальный микроскоп. Зато в итоге получился спектрограф, который работал в двести раз быстрее оригинального инструмента!

17 сентября 1912 года В. М. фотографирует первый спектр туманности Андромеды. Экспозиция (выдержка) снимка занимает почти семь часов! Исследовать получившуюся пластинку Слайфер пока не мог – в обсерватории не было микроскопа.

Наблюдения за пролетающей кометой отняли весь наблюдательный октябрь, но в середине ноября Слайфер возвращается к Андромеде и снимает ещё один спектр, накапливая свет в течение двух ночей: в первую – восемь часов, во вторую – шесть. Потом вмешалась Луна, засветившая небо.

В начале декабря Слайфер снимает ещё одну фотопластинку со спектром Андромеды, с экспозицией в тринадцать с половиной часов. Чтобы измерить смещение спектра космических элементов в Андромеде, Слайфер должен получить спектр этих же элементов и на Земле – для этого он раскаляет эти элементы в высоковольтной дуге, отчего в астрономической башне часто пахнет озоном.

В середине декабря на обсерваторию прибывает микроскоп и Слайфер приступает к изучению полученных спектров и убеждается, что они значительно смещены в фиолетовую сторону. Если это смещение вызвано скоростью Андромеды и эффектом Доплера, то это значит, что Андромеда движется в сторону Земли с большой скоростью!

Слайфер был удивлён и одновременно взволнован – не вкралась ли какая-нибудь ошибка в измерения? Он решает провести ещё один сеанс наблюдений и приступает к ним 29 декабря. Из-за плохой погоды в первую ночь удалось поработать лишь часа четыре.