Стеклянный небосвод: Как женщины Гарвардской обсерватории измерили звезды - Дава Собел
Пикеринг не сомневался, что звезды своими колебаниями блеска телеграфируют какие-то важные сведения о своем поведении. Если расположение спектральных линий рассказывало о химическом составе звезд, то диапазон изменения блеска во времени нес информацию о глубинных истинах, природу которых предстояло еще постичь. На данный момент оставалось лишь отслеживать и фиксировать изменения, надеясь, что когда-нибудь массив данных удастся интерпретировать. Пикеринг был не из тех, кто занимается праздными домыслами, когда можно было накапливать данные.
Мисс Кэннон собирала оценки величин, сделанные коллегами и корреспондентами, и объединяла их с оценками энтузиастов из зарубежных обсерваторий, от Потсдама до Кейптауна, публиковавших свои данные в профессиональных журналах типа Astronomische Nachrichten и Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. С 1900 года, когда она стала отвечать за гарвардский карточный каталог переменных звезд, он пополнился 20 000 новых карточек. В 1903 году она свела неподъемную базу данных в серию таблиц, доступных для чтения любой заинтересованной стороне. Главный труд мисс Кэннон, «Предварительный каталог переменных звезд», был опубликован в «Анналах» обсерватории и немедленно получил широкое распространение.
Каталогу мисс Кэннон предшествовало много других каталогов переменных – один только Сет Карло Чандлер выпустил три, и тем не менее она назвала свой «предварительным». Это слово отражало ускоряющийся темп непрерывных открытий, которые стали возможными благодаря фотографии. Каталог дофотографической эры, изданный в 1865 году в Вене, содержал 113 известных на тот момент переменных. Книга мисс Кэннон содержала 1227. Свыше половины из них (694) были обнаружены на гарвардских фотопластинках: 509 – в шаровых скоплениях Солона Бейли из Южного полушария и 166 открыты миссис Флеминг, заметившей характерные яркие линии водорода при анализе звездных спектров для Мемориала Генри Дрейпера.
Таблицы мисс Кэннон содержали огромное количество информации, от координат каждой переменной и ее названия либо обозначения до максимума и минимума ее блеска, периодичности и спектральной категории по дрейперовской классификации. В одной колонке конкретизировался характер переменности каждой звезды – была ли она, например, разовым чудом типа сверхновой или обладала периодичностью, краткой или долгой. Здесь мисс Кэннон опиралась на систему, выработанную в 1880 году Пикерингом, который разделил переменные на пять типов.
Как карты в колоде космического пасьянса, звезды могли тасоваться и раскладываться разнообразными способами. Можно было классифицировать их, так сказать, по «мастям», в соответствии со спектрами, или по их блеску, выраженному в звездных величинах. Пять типов переменных звезд можно было представить в виде картинок – валетов, дам, королей, тузов и джокеров.
Свыше половины из тысячи с лишним звезд в каталоге мисс Кэннон подпадали под тип II по Пикерингу – долгопериодических переменных. Полный цикл изменчивости составлял у них год и даже больше. Она не могла установить причин медленных колебаний их блеска – как и более быстрых скачков и спадов, характерных для типов I, III и IV. Только у сравнительно редких переменных V типа блеск менялся по известной причине. Это были так называемые «затменно-двойные» звезды, то есть пары близко обращающихся звезд, по очереди заслонявших свет друг друга. Эталонный образец V типа – Алголь (арабск. «демон») в созвездии Персея – менял блеск с величины в 2,1 до 3,5 каждые три дня, когда более тусклый объект пары проходил перед более ярким. Получившееся частичное затмение длилось десять часов, после чего Алголь, как по расписанию, снова становился ярким. Его регулярные и явственные изменения блеска, заметные внимательному невооруженному глазу, привлекали наблюдателей с XVII века и принесли Алголю прозвища «мигающей звезды» и «бесовской звезды».
Миссис Флеминг, которая любила придумывать и шить костюмированных кукол для больниц и ярмарок, отобразила двойственную натуру Алголя в ряду кукол на астрономическую тематику, изготовленных ею как-то на Рождество для арекипских семей: большая мужская фигура, изображающая Алголь, рядом с миниатюрной черной куклой-девочкой. В мае 1902 года она сама открыла переменную типа Алголя, отслеживая на фотопластинках траекторию кометы. Ее находка стала самым свежим пополнением предварительного каталога мисс Кэннон. К сожалению, миссис Флеминг не располагала подходящим спектром, чтобы уточнить классификацию новой переменной по Дрейперу. Хотя сам Алголь она отнесла к классу B8A, а большинство из остальных 22 звезд, подобных Алголю, к классу A, искать для новой звезды место в гарвардско-дрейперовской системе было преждевременно. Мисс Кэннон довольствовалась тем, что оставила в колонке спектров напротив новооткрытой звезды типа Алголя пустое место. В ее таблицах было немало таких пустых мест, указывавших на другие пробелы – отсутствие данных о минимумах блеска, неясную периодичность, неизвестный спектр или неуточненный тип переменной. Но ведь на то каталог и предварительный, чтобы выявлять пробелы в знаниях, разве не так?
Генриетта Ливитт, выпускница и бывшая сотрудница Колледжа Рэдклифф, вернулась в Кеймбридж осенью 1903 года. Она дважды побывала в Европе, несколько лет проработала преподавателем в Белойтском колледже, штат Висконсин, неподалеку от места, где теперь жили ее родные, а потом поняла, что соскучилась по обсерватории. Когда она написала об этом Пикерингу, он предложил ей вернуться на условиях 30 центов в час – это была дань уважения к ее способностям, поскольку обычное жалованье расчетчиц составляло 25 центов в час. На этих условиях она и присоединилась к новому штату «читательниц», спонсированному Карнеги.
Несмотря на первоначальную благожелательность мистера Карнеги, в декабре 1903 года его институт резко прекратил поддержку Гарвардской обсерватории. Надежд на возобновление гранта было мало, и миссис Флеминг пришлось распустить команду только что обученных сотрудниц – всех, за исключением мисс Ливитт. Пикеринг изыскал другие средства на оплату ее полной ставки в качестве дешифровщицы «текстов» в «библиотеке» фотопластинок. Первым ее заданием по дешифровке стала Большая туманность Ориона.
Туманность Ориона – центральное украшение меча Охотника – уже была скрупулезно зарисована и картирована Джорджем Филипсом Бондом; имелся и знаменитый фотоснимок Генри Дрейпера. Она оставалась таинственной чащей звезд среди темных аллей чего-то вроде пыли и газа. Не так давно Макс Вольф из Гейдельберга, изучая эту туманность, обнаружил, что она изобилует переменными. Кто-то должен был проверить наблюдения Вольфа и подтвердить переменный характер всех его звезд. Пикеринг был уверен, что располагает и подходящей кандидатурой в лице мисс Ливитт, и несравненной коллекцией снимков с длительной выдержкой, порой до нескольких часов, которые упростят ей поиск. Так как созвездие Ориона видно и из Северного, и из Южного полушария, имелись его снимки со всех гарвардских телескопов за более чем 10-летний период.
Мисс Ливитт взялась за туманность, вооружившись хитроумным приспособлением для оценки блеска – стеклянным прямоугольничком с изображениями эталонных звезд разных величин. Этот миниатюрный эталон, примерно 2,5 × 7,5 см, в металлической оправе на длинной ручке, больше всего напоминал уменьшенную мухобойку. Мисс Ливитт называла его «мухошлепкой», так как вещица была «слишком мала, чтобы убить муху – разве только отшлепать». Через шесть месяцев она подтвердила 16 переменных Вольфа и открыла еще свыше 50 новых, в свою очередь подтвержденных миссис Флеминг.
Следующую волну открытий мисс Ливитт сделала благодаря другому методу. Эдвард Кинг, главный фотограф обсерватории, отпечатал для нее позитив с одного из стеклянных негативов туманности Ориона. На стеклянном позитиве звезды выглядели белыми на зернистом сером фоне. Каждый негатив мисс Ливитт накладывала на этот позитив и рассматривала наложение через лупу. Неизменные звезды нейтрализовали друг друга, но восемь новых переменных проявились. Через два месяца этого труда к послужному списку мисс Ливитт добавилось еще 77 переменных. Она перешла к другим туманностям в созвездиях или поблизости от них и насчитала еще 200 переменных в двух туманностях, замеченных Магелланом во время кругосветного плавания в 1520-х годах. Магеллану они показались парой светящихся облаков, плывущих в ночном южном небе. Позднее астрономы выяснили, что это звездные скопления, но оставили им название Магеллановых Облаков. В начале 1905 года только в Малом Магеллановом Облаке мисс Ливитт обнаружила 900 новых переменных.
«По части переменных звезд мисс Ливитт просто чертовка, – восторженно отзывался Чарльз Янг из Принстона в письме Пикерингу от 1 марта 1905 года. – За валом новых открытий уследить
