СКОЛЬКО ЗВЁЗД НА НЕБЕ

ЗАЧЕМ АСТРОНОМЫ СЧИТАЮТ ЗВЁЗДЫ

древнейших времён люди научились по расположе­нию звёзд определять своё местонахождение на зем­ной поверхности. Идея этого способа проста.

Представьте себе людей, находящихся в разных ме­стах земного шара (рис. 2). Для каждого человека на­правление «вниз» будет проходить через центр Земли. На нашем рисунке отвесные линии двух наблюдателей «внизу» пересекаются в центре Земли, а «вверху» расхо­дятся. Направление отвесной линии «вверх» определяет положение точки зенита наблюдателя — точки, ко­торая помещается на небе у него точно над головой. Каж­дому пункту на земной поверхности соответствует своя отвесная линия и своя точка зенита на небе. Если опре­делить в данный момент, где среди звёзд находится наша точка зенита, то можно узнать, в каком - месте земной поверхности мы находимся. Этим, как говорят, мы опре­делим наши координаты.

Земля вращается вокруг своей оси (следствием этого является суточное вращение небесного свода). За сутки она делает один полный оборот, поворачивается на 360 градусов. Следовательно, за один час Земля повора­чивается на 15 градусов, за одну минуту — на 15 угловых минут [8]), за секунду — на 15 угловых секунд и т. д.

Из-за вращения Земли положение точки зенита с^ди звёзд для наблюдателя всё время меняется, и только для каждого данного момента зенит наблюдателя занимает среди звёзд вполне определённое положение.

Следовательно, чтобы определить координаты какой - нибудь точки земной поверхности, нужно точно устано­вить, где среди звёзд находится её зенит и в какой момент это происходит.

Представим себе корабль, плывущий в открытом море, вдали от берегов.

Корабль должен безошибочно найти путь в тот порт, в который он плывёт. Если он собьётся с пути, то может наскочить на подводные камни или сесть на мель. Ко­нечно, у капитана корабля есть компас. По компасу можно держать неизменный курс, т. е. заставить корабль двигаться всё время в одном и том же направлении. Но даже самое правильное направление движения ещё не обеспечивает того, что корабль выйдет прямо к цели своего морского перехода. Ведь его относит в сторону силой ветра и морских течений. Поэтому, чтобы знать, в какую сторону нужно двигаться, необхфщмо время от времени проверять, где находится корабль в данный мо­мент. А как это узнать, если кругом корабля видны только морские волны?

Вот тут-то и приходят на помощь звёзды. У моряков есть небольшой прибор с подзорной трубой, называемый секстаном (рис. 3). Секстан позволяет определять угол между направлениями на какую-нибудь звезду и на зенит. Если установить такие углы не у одной, а у двух или трёх звёзд, положение которых на небе заранее изве­стно, можно точно определить положение зенита, а тем са­мым и координаты неизвестного места. Таким же путём устанавливают своё место и на суше.

Таким образом, для определения координат необхо­димо знать точные положения на небе большого числа звёзд. В какой бы части неба ни оказалась точка вашего зенита, по соседству с ней обязательно должно быть не­сколько звёзд, положение которых известно. По отноше­нию к ним и определяют положение зенита.

Вот почему издавна человек стремился точно опреде­лить положения как можно большего числа звёзд.

Списки звёзд с вычисленными положениями на небе

* называются звёздными каталогами.

Ещё в древней Греции астроном Гиппарх, а в Китае Ши-Шен за несколько веков до нашей эры состави­ли первые звёздные каталоги. Каталог Гиппарха содер­жал около тысячи звёзд, для которых были определены

Положения. Позднее этот каталог неоднократно переписы­вали и дополняли другие древние астрономы.

В XV веке в Средней Азии крупнейший узбекский учё­ный Улугбек составил свой знаменитый звёздный ка­талог, который содержал положения более тысячи звёзд. Для этой цели он построил в Самарканде большую астро­номическую обсерваторию и в ней с помощью огромных угломерных инструментов с большой точностью опреде -

Лял положения звёзд. Каталог Улугбека позволял опре­делять местонахождение на земной поверхности с точ­ностью до 25—30 километров.

Знания точного положения звёзд на небе требовали и работы, связанные с составлением сухопутных и мор­ских карт.

В России карты государства начали составлять в,

XVIII веке. В 1727 году в России была основана Астроно^ мическая обсерватория. Наблюдения за звёздами русские учёные проводили в различных местах государства. Вскоре был создан «Атлас Российский», который содер­жал 19 тщательно изготовленных, очень точных карт.

Большое участие в составлении нового, улучшенного издания «Атласа» принимал великий русский учёный М. В. Ломоносов. В последние семь лет жизни он возглав­лял всю работу над «Атласом». По его указаниям первые

Русские астрономы А. Д. Красильников, Н. Г. Курганов,

Н. И. Попов производили астрономические наблюдения в далёких и опасных экспедициях. А. Д. Красильников, на­пример, участвовал в экспедиции известного мореплава­теля Беринга, 13 лет он вёл наблюдения за звёздами на Камчатке.

Благодаря работам русских астрономов картография в России была, как сказал знаменитый математик того времени Эйлер, «приведена в гораздо исправнейшее со­стояние, нежели география немецкой земли».

В 1839 году близ Петербурга была основана лучшая и самая большая в мире Пулковская астрономическая обсерватория. Она каждые 20 лет стала выпускать новый каталог звёзд.

Пулковские каталоги и до сих пор являются не­превзойдёнными по точности. Если в конце XVII века иностранные каталоги позволяли определять местона­хождение на земле с точностью до 300—400 метров, то Пулковские каталоги довели точность определения до 2—3 метров!

Однако, как это часто бывает, едва только задача была как будто полностью решена, выяснилось, что возникли новые, неожиданные трудности, требующие для своего разрешения дальнейшего развития науки.

Дело в том, что пользоваться точными положениями звёзд имеет смысл только в том случае, если звёзды остаются действительно неподвижными на своих местах. Раньше так и думали, их и’ называли «неподвижными звёздами» в отличие от нескольких «блуждающих звёзд», или планет'(от греческого слова «планао» — блуждаю). В действительности оказалось, что «неподвижные» звёзды тоже перемещаются по небу, хотя и несравненно медлен­нее планет. Это новое обстоятельство обнаружилось в на­чале XVIII столетия. Сравнивая положения отдельных звёзд в новых каталогах с их положениями в каталоге Улугбека или в ещё более древнем каталоге Гиппарха, астрономы установили, что часть звёзд сдвинулась со своих прежних мест.

За две тысячи лет, прошедших со времени составле­ния Гиппархом своего каталога, некоторые звёзды пере­местились со своих мест на расстояние, равное 1—2 види­мым поперечникам Луны. Если бы астрономы не заметили этого и продолжали считать эти звёзды неподвижными,

То при определении с их помощью местонахождения су­дов в море они ошибались бы при этом на 100—150 кило­метров. Этого, конечно, совершенно достаточно, чтобы сбиться с пути.

Когда астрономы стали проверять положения осталь­ных звёзд, то сразу же выяснилось, что и эти звёзды тоже движутся. Правда, перемещения звёзд очень невелики. Для того чтобы они стали заметны невооружённым глазом, должны пройти тысячи лет. Однако с хорошим те­лескопом перемещения звёзд можно подметить и даже определить величину их за один год. Годовые перемеще­ния звёзд по небу назвали их собственными дви­жениями.

Собственное движение звезды указывает, на какой угол перемещается она в течение одного года. Обычно этот угол измеряется долями угловой секунды. Это очень малая величина. Угол в одну угловую секунду равен углу, под которым видна толщина человеческого волоса с расстояния в 20 метров. Самое большое собственное дви­жение имеет одна из звёздочек в созвездии Змееносца, однако и она перемещается на величину видимого попе­речника Луны только за 170 лет.

Перед астрономами встала задача — как можно точнее определить собственные движения звёзд, что дало бы воз­можность вычислять их положение заранее. Чтобы решить эту задачу, нужно было изучить расположение звёзд в пространстве, т. е. изучить строение звёздного мира. А для этого звёзды нужно было также подсчитать.