Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии - Эмили Левеск

Штатов, простирающуюся от Орегона до Южной Каролины, чтобы увидеть полное солнечное затмение: траектория затмения отмечала тень, отбрасываемую Луной на Землю, когда она проходила между нами и Солнцем.

Астрономы, которые посвящают жизнь изучению такого рода событий, обречены гоняться за космическими тенями по всей Земле, нагрузившись оборудованием. Поскольку эти события чаще всего проходят вне поля зрения обсерваторий, приходится обсерваторию отправлять за ними, так что экспедиция превращается в некий цирк-шапито с массой оборудования, которое нужно упаковать и доставить туда, где может оказаться искомая тень.

А определить такое место иногда бывает трудно. Астрономы имеют довольно хорошее представление о движении Земли, Луны и Солнца друг относительно друга и могут идеально рассчитать время и местонахождение тени от солнечных затмений. Однако нелегко проводить математические расчеты, когда мы имеем дело, скажем, с далеким астероидом, который проходит перед слабой фоновой звездой и у которого мы лишь очень приблизительно знаем размер, массу, расстояние и орбиту. Исследовательской группе, которая надеется увидеть, как этот конкретный астероид пройдет перед этой конкретной звездой, потребуется направить несколько экспедиций в разные места, откуда его, возможно, удастся увидеть, и запастись временем для наблюдений. При этом затмения совершенно не обязаны проходить над идеальными местами наблюдения с благоприятными условиями на земле и в небе, и бывает, что астрономы, приложив огромные усилия, чтобы попасть точно в нужное место в нужное время, в итоге видят только, как их планы нарушает одно не вовремя появившееся облако.

Слова «научная экспедиция», как правило, вызывают в воображении исследователей прошлого, которые упорно держат путь по неизведанной дикой местности, полагаясь только на лошадей, ружья и собственную смекалку. Действительно, некоторые знаменитые приключения прошлого были связаны с наблюдением затмений; но и в наши дни без приключений не обходится.

Экспедициям прошлых столетий по изучению затмений посвящено много книг, в том числе книга Дэвида Барона «Американское затмение», в которой рассказывается об истории наблюдения солнечного затмения, произошедшего в Северной Америке в 1878 году, в эпоху, которую прозвали «позолоченным веком». Самое известное с научной точки зрения наблюдение — это, несомненно, экспедиция Артура Эддингтона, предпринятая в 1919 году с целью проверить общую теорию относительности Альберта Эйнштейна. Согласно Эйнштейну, Солнце должно «линзировать» фоновые звезды, проходя перед ними, то есть искривлять их свет в силу влияния гравитации Солнца на пространство-время, из-за чего видимое положение этих звезд на небе будет немного меняться. Проверить эту гипотезу не удавалось потому, что обычно Солнце настолько яркое, что затмевает свет всех других звезд на небе. Затмение могло решить эту проблему, удобно закрыв Солнце и позволив Артуру Эддингтону измерить положение ближайших звезд. Ему всего-то нужно было собрать самое современное на 1919 год астрономическое оборудование и отправиться туда, где будет видно затмение.

В 2017 году многие обычно тихие места Соединенных Штатов оказались переполнены энтузиастами астрономии, которые вместе со своими автомобилями и камерами набились в тень солнечного затмения. Но дорожная пробка в Вайоминге — ерунда по сравнению с испытаниями, выпавшими на долю экспедиции Эддингтона в 1919 году. Он отплыл из Англии на остров Принсипи у побережья Западной Африки 29 мая, более чем за два месяца до затмения, взяв с собой огромный телескоп, позаимствованный в обсерватории Оксфорда, и множество хрупких стеклянных фотопластинок. Оборудование было установлено и подготовлено за несколько недель до события, ученые затаили дыхание в ожидании затмения, но… проливной дождь и густые облака закрыли небо на все утро. К счастью, незадолго до затмения небо прояснилось, и они смогли сделать несколько ценных фотографий, которые подтвердили теорию Эйнштейна.

Этой экспедиции очень повезло, потому что отказ оборудования или неожиданные облака всегда могут помешать наблюдениям, а когда путешествуешь несколько месяцев в надежде на несколько минут для сбора данных, это, мягко говоря, неприятно.

Французский астроном XVIII века Гийом Ле Жантиль приобрел печальную известность тем, что потерпел, возможно, самую грандиозную неудачу в истории наблюдений за затмениями. Он отправился в индийский город Пондишери, чтобы наблюдать в 1761 году транзит Венеры (прохождение планеты перед Солнцем), и почти сразу же столкнулся с проблемами. Пока он туда плыл, разразилась война между Францией и Великобританией, и, когда Пондишери был захвачен англичанами, французская команда корабля Ле Жантиля решила вместо Индии отправиться на остров Маврикий у восточного побережья Мадагаскара. Ле Жантиль отважно попытался понаблюдать за прохождением Венеры с качающейся палубы корабля, но его усилия оказались тщетными.

Прохождения (транзиты) Венеры крайне редки и происходят парами. Промежуток между парами транзитов составляет не меньше сотни лет, зато два транзита в паре разделены всего восемью годами, и транзит 1761 года был в своей паре первым. Зная, что в 1769 году он получит еще один шанс, Ле Жантиль решил просто провести восемь лет в Индийском океане и еще раз попытаться взглянуть на Венеру во время следующего транзита. На этот раз начало было многообещающим. К 1768 году Пондишери снова перешел под контроль Франции и радостно принял Ле Жантиля. Тот больше года потратил на подготовку обсерватории. Следующий транзит состоялся 4 июня 1769 года, но… день выдался пасмурным и густые облака закрыли небо на все время прохождения Венеры по поверхности Солнца (причем сразу после транзита небо прояснилось).

Подавленный и больной, Ле Жантиль отправился обратно во Францию и обнаружил, что напрасно он за прошедшие одиннадцать лет ни разу не написал домой. Зная только, что он уплыл в Индию и не вернулся, его семья и друзья во Франции решили его не дожидаться: его официально объявили умершим, жена снова вышла замуж, наследники перессорились из-за его имущества, а в довершение всего, его выгнали из Французской академии наук (которая, вообще-то, и отправила его в это путешествие). Так Ле Жантиль поставил недосягаемый рекорд, побывав в худшей командировке в истории человечества.

Сегодня самолеты и мобильные телефоны значительно облегчают путешествия, но ученым, занимающимся астрономией Солнца, по-прежнему приходится колесить по нашей планете каждые несколько лет, чтобы попасть на траекторию затмения. Шадия Хаббал, которой затмения дают возможность изучать солнечный ветер и магнитные поля, возглавила десять экспедиций по наблюдению солнечных затмений по всему земному шару. Таким образом она и ее коллеги получают дополнительные шансы исследовать внешние области Солнца именно тогда, когда они больше всего доступны для наблюдения — когда само Солнце полностью закрыто Луной.

На долю Шадии, разумеется, тоже выпадали неудачи с погодой: снежная буря в Монголии в 1997 году, очень несвоевременное облако прямо в момент затмения в Южной Африке в 2002 году, песчаная буря в Кении в 2013 году. Бывали у нее и