2. Звезды

 

Существует несколько тысяч достаточно ярких звезд, которые может увидеть невооруженным глазом каждый человек с нормальным зрением. Примерно половину этих звезд можно видеть в любую яс­ную ночь. Обычно мы считаем эти звезды неподвижными, хотя в на­стоящее время известно, что ни одна из них не является абсолютно неподвижной по отношению к другим звездам. Тщательное изучение звезд, проводимое в течение длительного времени, показывает, что все известные нам звезды имеют два типа движения.

По размерам доплеровского смещения света, идущего от галактик, определено, что большинство галактик удаляются от нас с большой скоростью, и эта скорость тем больше, чем дальше от нас находится звезда. Согласно современным представлениям, вся материя и энер­гия Вселенной содержались в небольшом объеме, который начал рас­ширяться 11 миллиардов лет тому назад (иногда это называют «тео­рией Большого Взрыва») [1]). Компоненты Вселенной, получившие в тот момент наибольшую скорость, теперь наиболее удалены. Свет тех из них, которые удаляются от нас, немного «покраснел» в соответст­вии с доплеровским эффектом. Поэту хватило двух строк, чтобы опи­сать эту теорию и дать нам понять, что сам он в нее не верит [2]).

Наше зрение не способно определять расстояния до звезд. Для нас все звезды лежат на поверхности так называемой небесной сферы, и нам кажется, что звезда имеет лишь угловые координаты. Поло­жения звезд на небесной сфере в течение длительного периода времени измерялись с достаточно высокой степенью точности, и эти измерения показывают, что угловые координаты звезд, так же как и расстояния до звезд, меняются. Все звезды движутся в пространстве с огромной скоростью, но они находятся на очень больших расстояниях от нас, и поэтому видимые положения меняются очень медленно. Для звезд, видимых невооруженным глазом, типичная  угловая скорость при­близительно равна 20" в столетие. За 20 веков, прошедших со време­ни   расцвета   греческой   астрономии,   такая   звезда    переместилась на небесной сфере примерно на 400" (около одной десятой части гра­дуса) [3]).

Точные измерения положений звезд, полученные величайшими греческими астрономами и их предшественниками, охватывали лишь несколько веков (речь, естественно, идет об измерениях, проведенных невооруженным глазом). Происшедшие за это время изменения в по­ложении звезд подобными измерениями обнаружить невозможно, так что для греков звезды были неподвижными. И, в соответствии с их представлениями, можно было раз и навсегда составить полные таблицы положений звезд.

Греческие астрономы установили кажущуюся неподвижность звезд, конечно же, путем наблюдений; они не могли делать выводы по таблицам, имеющимся в XX в. До нас дошла лишь малая часть проделанной работы. Работу-комментарий о звездах написал великий астроном Гиппарх [Гиппарх, ок.-135] [4]). Это единственный дошедший до нас труд Гиппарха. Почти три века спустя Птолемей в главе VII.1 «Синтаксиса» [5]) приводит данные Гиппархом описания нескольких звездных конфигураций и находит, что такое же описание верно и в его время. Отсюда Птолемей делает вывод, что звезды образуют не­подвижный фон.

Со слов некоторых  античных  авторов мы  знаем,  что  Гиппарх составил звездный каталог (имеется в виду работа, в которой приведены названия звезд и их положения на небесной сфере). Иногда го­ворят, что на составление звездного каталога Гиппарха вдохновило появление «новой». Однако достаточно надежного обоснования для такого предположения, кажется, нет [см., например, Паннекук, 1966, с. 142] [6]). В Книгах VII и VIII «Синтаксиса» Птолемей приводит каталог, содержащий немногим больше тысячи звезд. Веками не пре­кращались жаркие споры о каталоге Птолемея. В этой полемике одни придерживались того мнения, что Птолемей просто переписал каталог Гиппарха. Другие считают, что Птолемей составил таблицу на основе своих собственных наблюдений. Я вернусь к этой дискус­сии в главе IX и приведу там веские доводы в пользу того, что каталог из «Синтаксиса» принадлежит Гиппарху и он был лишь очевидным образом изменен Птолемеем в соответствии с его теорией.

В дальнейшем мы будем говорить об отдельных звездах и удобно именно сейчас описать правило их наименования. Это правило, ко­торым пользовались греки и которое используется и сегодня, осно­вывается на объединении звезд в созвездия. Первоначально звезды объединялись в созвездия, напоминающие некоторые объекты. Боль­шинству, наверное, лучше всего известны созвездия, которые мы часто называем Большой Ковш и Малый Ковш [7]). Сами эти названия под­сказывают нам очертания созвездий, но это довольно редкая ситуа­ция. Чаще всего воображение древних людей объединяло звезды в фигуры животных (например, Taurus - Телец) или в мифологиче­ские образы (например, Корабль Арго), хотя расположение звезд в созвездии вызывает лишь слабые ассоциации с названием.

В большинстве случаев в названиях улиц крупных городов или в других таких же множествах названий не видно никакой закономер­ности, но, несмотря на эту произвольность, пользоваться ими можно. Созвездия образуют единственный в своем роде пример названий, усвоив которые, можно научиться ориентироваться на небесной сфере так же, как в городе. Для того чтобы точно указать ту или иную звезду, мы называем созвездие, в котором она расположена, а затем должны определить ее положение внутри этого созвездия. Точно так же, найдя улицу, мы по номеру ищем нужный нам дом.

Именно такая система названий используется в каталоге Птоле­мея, и мы можем быть уверены, что она была использована в более раннем каталоге Гиппарха. Еще раньше такой системой названий пользовались вавилонские астрономы, и многие греческие обозначе­ния являются просто переводами соответствующих вавилонских описаний положения звезд. Звезды в каталоге Птолемея даны по со­звездиям. Для каждой звезды, принадлежащей к тому или иному созвездию, приведена некоторая описательная фраза. Например, в созвездии Скорпиона одна из звезд определяется как «средняя звезда на лбу скорпиона». Человек, умеющий находить созвездие Скорпиона и знающий, как скорпион «вписывается» в эти звезды, сразу опреде­лит «среднюю звезду на лбу скорпиона» и без труда сможет показать ее.

После того как Птолемей называет звезды из созвездий и дает их положения, он описывает и уточняет местонахождение некоторых звезд, которые хотя сами и не входят в какое-то созвездие, но видны рядом с ним. Таким образом Птолемей задает все звезды в своем каталоге.

В настоящее время процедура Птолемея несколько изменена. Вместо того чтобы делить звезды на те, которые входят в созвездия, а также на те, которые расположены около созвездий, мы делим всю небесную сферу на области, окружающие классические созвездия, и созвездием называем все звезды из соответствующей области. Вместо определения типа «средняя звезда на лбу скорпиона» мы приписываем звезде букву или номер. Немецкий астроном Иоганн Байер примерно в 1600 г. ввел такие обозначения: букву α он приписывал самой яркой звезде созвездия, (β - следующей по яркости и т. д. В этой системе «средней звездой на лбу скорпиона» становится δ Scorpii [8]).

Посмотрев на небо, мы не сможем определить, что δ Скорпиона - это четвертая по яркости звезда в созвездии Скорпиона. Чтобы поль­зоваться схемой Байера, мы должны просто запомнить положение δ Скорпиона и других обозначенных буквами звезд без помощи клас­сической картинки, изображающей скорпиона. Но краткость схемы Байера для астрономов, по-видимому, важнее, чем этот ее недоста­ток; для звезд, названных самим Байером, его обозначения до сих пор являются наиболее распространенными.

Почти век спустя Джон Флемстид, первый английский королев­ский астроном, дал другую схему. Число 1 он использовал для обо­значения самой западной звезды данного созвездия; из всех остальных звезд созвездия он снова выделял самую западную и приписывал ей число 2 и т. д. Его критерий более объективный, но пользоваться им при нерегулярных наблюдениях ничуть не проще. Поскольку система Байера появилась почти на столетие раньше, то для назван­ных Байером звезд сохранились его обозначения. Номера, введенные Флемстидом, обычно используются только для тех звезд, которые Байером не были названы. По системе Флемстида «средняя звезда на лбу скорпиона» будет 7-я Скорпиона. Чтобы избежать неопределен­ности, для звезд, встречающихся и у Байера, и у Флемстида, отдель­ные авторы объединяют обе системы названий. Так, «средняя звезда на лбу скорпиона» иногда называется 7δ Scorpii.

Другие составители таблиц вводили другие системы обозначений, но нет никакой необходимости здесь их описывать. В большинстве из них используются не цифры и не греческие буквы, а буквы латин­ского алфавита. Обозначения многих звезд по основным системам названий можно найти в атласе Бечваржа [1964].

Мы не будем вдаваться в те сложности, которые, конечно, суще­ствуют при введении обозначений для звезд. Нам хотелось только познакомить читателя с названиями, встречающимися в нашей книге. Вот единственная причина, по которой мы затронули данный вопрос.