Вряд ли сослуживцы майора Хаббла, командира 2 батальона 343 пехотного полка 86 дивизии, с таким интересом вглядывались в ночное небо. Части предстояла переброска во Францию, и все мысли были о том, как не остаться навсегда на полях сражений уже заканчивающейся мировой бойни.
К счастью, дивизия не приняла участия в боях, и наука не понесла невосполнимой утраты в лице майора Хаббла, выдержанного и аккуратного офицера, отчасти принятого в среде кадровых военных, хотя и типичного «штафирки». Двухмиллионный американский экспедиционный корпус прибыл в Европу, что называется, к шапочному разбору и, простояв в резерве всю осень, в начале 1919 года вернулся домой.
Для майора Хаббла это было уже не первое путешествие в Старый Свет. В 1910–1913 годах он учился в Оксфорде, став лауреатом стипендии Родса. Правда, распорядители почему-то посчитали, что способному студенту-астроному из Чикагского университета будет полезней в Англии заниматься… международным правом в стенах Queen’s College. Фемида музой Эдвина Хаббла не стала, но тем не менее, будучи порядочным человеком, он отказался от любимой работы и променял телескопы на грязные траншеи, отдавая долг стране, давшей ему хорошее, но не совсем нужное образование. А отрываться было от чего: в начале XX века в Америке сложилась блестящая астрономическая школа, вооруженная передовыми инструментами, многие из которых и по сей день остаются непревзойденными.
В захватывающую атмосферу научного поиска Хаббл окунулся еще в Чикаго. В числе его преподавателей были выдающиеся ученые Форест Мултон, автор одной из теорий образования Солнечной системы, и не нуждающиеся в представлении Альберт Майкельсон и Роберт Милликен. В лаборатории последнего Хаббл даже немного поработал ассистентом, получив навыки обработки больших объемов информации.
При всем этом Хаббл вовсе не был сутулым «ботаником», отгородившимся баррикадами из учебников от прелестей студенческой жизни. Наоборот, его тренеры по американскому футболу и боксу вполне серьезно считали, что в профессиональном спорте он бы добился успеха. К счастью, Эдвин не принял всерьез чемпионские посулы и выбрал иную стезю, на которой ему предстояло встать вровень с Коперником, Галилеем и Кеплером.
И, как это часто бывает, жизнь сама разложила на пути ключи от нужных дверей. К началу 1920-х в южнокалифорнийской Пасадене замечательный астроном и организатор науки Джордж Хейл, сумев привлечь значительные средства фондов Карнеги и Хукера, превратил небольшую солнечную обсерваторию в мировой научный центр, название которого для любого астронома звучит музыкой, – Маунт Вилсон! 200 солнечных дней в году (и еще 100 переменно облачных, ограниченно пригодных для наблюдений), комплекс жилых и служебных зданий на 813, Santa-Barbara street и, самое главное, два новейших рефлектора с зеркалами 60 и 100 дюймов, установленные на вершине главного пика горного массива Сан-Габриэль. Долгие десятилетия маунтвилсоновские телескопы удерживали пальму первенства, а последнему суждено было совершить открытия, в корне изменившие наши представления о Вселенной.
Хейлу пришлось немало поискать изготовителя стеклянной болванки для гигантского по тем временам 100-дюймового (2,5 м) зеркала. Ни американцы, ни немцы, лидировавшие в телескопостроении, не рискнули взяться за уникальный заказ. Таких «авантюристов» удалось найти только во Франции. Ими стали инженеры фирмы Saint-Gobain, бывшей Королевской стеклянной мануфактуры, основанной не кем-нибудь, а самим Людовиком XIV в 1665 году. В 1906 году французы отлили 10-тонную стеклянную шайбу и на специальной станине оставили охлаждаться (эта процедура называется «отжигом» и необходима для снятия внутренних напряжений в стеклянном массиве) на долгих два года.
В 1908 году заготовку с величайшими предосторожностями перевезли в Пасадену в специально построенный оптический цех и начали шлифовку зеркала, а через шесть (!) лет в стерильном помещении с постоянной температурой инженеры приступили к финальной полировке и тестированию будущей основы телескопа. Параллельно шел монтаж механической системы телескопа, общая масса подвижных частей которого составляла более 100 тонн, а цена превысила 40 тысяч долларов (в пересчете на современные цены – больше 1,2 миллиона). Все работы шли под неусыпным контролем самого Хейла, а также астрономов Фрэнсиса Пиза и Джорджа Ричи, и к ноябрю 1917 года самый «глазастый» (до 1948 года, когда в обсерватории Маунт Паломар был установлен 200-дюймовик, названный именем Хейла) в мире телескоп был готов к работе. Он прослужил до 1985 года, после чего подвергся модернизации и был вновь введен в строй в 1993 году.
С какой же радостью и рвением окунулся в работу демобилизованный майор Хаббл! В отделе фотографирования туманностей, для которого, собственно говоря, и предназначались новейшие рефлекторы, работали хорошо знакомые Эдвину по Американскому астрономическому обществу специалисты: Джон Дункан, уже упоминавшийся Фрэнсис Пиз и Роско Сэнфорд. В их число не входил Милтон Хьюмасон, ставший потом самым близким другом и единомышленником. Хьюмасон вообще был крайне интересной личностью. Сын местного банкира, с малых лет питавший стойкое отвращение к учетным ставкам и депозитам, предпочел уйти из дома и поступить в Маунт Вилсон… дворником!
Да и на какую еще должность мог претендовать юный недоучка? Благо служебная жилплощадь полагалась, а скромная зарплата вполне удовлетворяла нехитрые запросы. Зато атмосферу обсерватории, в которой работали специалисты высочайшей квалификации, занятые исследованиями на переднем крае науки, нельзя было купить за все золото Калифорнии! И в ней Хьюмасон чувствовал себя как рыба в воде, всего за два года преодолев путь от дворника до ночного ассистента-исследователя, до последнего винтика изучив непростое устройство телескопов и весьма преуспев в обращении с фотографической техникой.
Утверждать, что с приходом Хаббла открытия посыпались как из рога изобилия – значит погрешить против истины. Порой энтузиазм играл злую шутку. Как писал позже известный астроном Дональд Остерброк, директор Ликской обсерватории, «…Хаббл, как показывают его старые маунтвилсоновские пластинки, технически был довольно плохим наблюдателем, но он обладал огромной энергией и творческой проницательностью. Трудно сказать, чего не хватало Хабблу – умения ли наблюдать или решимости бросать работу при плохом состоянии атмосферы. Может быть, именно второго, а тогда, естественно, среди множества пластинок замечательных окажется не так уж много, ведь Маунт Вилсон никогда не славилась особенным спокойствием атмосферы».
Понадобилось несколько лет напряженной работы, прежде чем Хаббл определил область научных приоритетов. Ими стали слабосветящиеся туманности, о которых он знал почти все. Авторитетный астроном Николас Мейол, коллега Хаббла по Маунт Вилсону, с восхищением отмечал: «Его познания отдельных туманностей были энциклопедичны. Сто с лишним объектов Мессье (каталога астрономических объектов. – Ред.) были известны ему, как азбука… Млечный Путь с его сложной структурой ярких и темных областей, звездными скоплениями, планетарными туманностями, туманными звездами он знал так же основательно, как лоцман, по бакенам прокладывающий путь через запутанную систему протоков и мелководья. Однажды, когда на Маунт Вилсон новичок из Беркли безуспешно пытался навести 60-дюймовик на объект, Хаббл вошел в башню, оценил боевую обстановку, с пола взглянул вдоль трубы и скомандовал: “К склонению плюс пять градусов!”»
Вряд ли такая осведомленность была бы возможна без стройной и логичной классификации. Ее созданию и посвятил Хаббл первые годы работы в Маунт Вилсоне, разложив таинственные туманности «по полочкам»: интегральной светимости, размеру, форме, расстоянию и лучевой скорости (то есть скорости приближения/удаления относительно земного наблюдателя). Оказалось, что далекие друг от друга туманности обладают рядом схожих параметров, в том числе и по абсолютной звездной величине.
Тогда считалось, что в роли «наполнителя» таких объектов выступают газ и пыль, подсвеченные мощной центральной звездой, и если удастся ее разглядеть (как это сделал Уильям Гершель в 1795 году, наблюдая планетарную туманность NGC 1514), то будет возможно оценить светимость и расстояние до нее. Метод можно применить и для туманностей, в которых никакие звезды неразличимы, и определить расстояние до них.
Телескоп Хукера позволил обнаружить и еще одну любопытную закономерность: чем слабее туманности, тем больше их обнаруживается на фотопластинках. «Загадка» объясняется просто: туманности распределены в пространстве равномерно, отстоя друг от друга на 0,6 Мегапарсека. Однако при этом существовали и сравнительно большие области вблизи плоскости Млечного пути, названные «Угольным мешком», в которых никаких туманностей не было. Это обстоятельство сильно досаждало ученым, до поры до времени не подозревавшим о существовании эффекта галактического поглощения: газ и пыль, сконцентрированные в плоскости Млечного пути, «съедают» большую часть света от внегалактических источников.
Впрочем, для статистической обработки хватало и тех 120 тысяч туманностей, открытых к третьей декаде XX века. Само собой подразумевалось, что все они принадлежат нашей галактике или близким ее окрестностям, и парадокс «Угольного мешка», казалось бы, только подтверждал их связь с системой Млечного пути. Правда, смущало одно странное обстоятельство: лучевые скорости разных туманностей сильно отличались друг от друга и были положительными (то есть объекты удаляются от нас). Данные, опубликованные в 1925 году Весто Слайфером, работавшим в аризонской обсерватории Флагстафф, говорили: средняя лучевая скорость 41 исследованной туманности составляет +375 км/с, а максимальная достигает +1125 км/с.
Только один объект, М31, знаменитая туманность Андромеды, приближалась к нам со скоростью 300 км/с, внося в умы астрономов еще большее смятение. Разумного объяснения столь большому разбросу скоростей в пределах даже такой гигантской звездной системы, как Млечный путь, найти никто не смог. Смущал и еще один факт: спектры слабых туманностей были сплошными (в отличие от спектров сравнительно близких планетарных туманностей, на которых были заметны линии поглощения), но сдвинутыми в сторону длинноволнового («красного») излучения.
Возможное объяснение выглядело безумным и шло вразрез с общепринятыми воззрениями: «неправильные» туманности находятся вне Млечного пути. Доказать теорию можно было только одним способом – определить расстояния до них, причем сделать это надо методом, не противоречащим актуальным астрофизическим данным и воспроизводимым в любой обсерватории, располагающей нужным оборудованием и квалифицированным персоналом. Самым подходящим стал метод цефеид. Желтые гиганты и сверхгиганты (наиболее известный представитель – Полярная звезда) спектральных классов F и G и светимостью, на 3–5 порядков превышающей солнечную, меняют свою яркость в пределах 2,0 m с периодом до 200 суток. Именно по такой переменности цефеиды легко идентифицируются и используются в качестве своеобразных космических «маяков».
Их и нашел дворник-астроном Хьюмасон в первых сериях наблюдений на телескопе Хукера. На фотопластинках с изображением туманности Андромеды он отметил несколько звездных объектов, изменявших светимость с периодом 2 недели, но, к сожалению, ему не хватило научного авторитета. Ученые коллеги, обремененные степенями, сочли замечания Хьюмасона абсурдными, отметив, что в газовой туманности звезд быть не может!
Когда о факте научной «дедовщины» узнал Хаббл, он счел догадку Хьюмасона весьма перспективной. Так началось многолетнее и плодотворнейшее сотрудничество выдающихся ученых, обогатившее человечество бесценными знаниями о мироздании. Они прочно оккупировали телескоп Хукера, заняв половину наблюдательного времени, и за считанные месяцы получили 36 надежно идентифицированных цефеид, весьма схожих по амплитуде и периодам колебаний с уже известными в нашей галактике.
Это эпохальное открытие доказало: слабые «туманности» на самом деле представляют собой колоссальные звездные острова, удаленные от нас на миллионы и миллионы световых лет! Масштабы нашего космического дома поистине безграничны, а загадок в нем хватит не на одно поколение бывших юристов и дворников. Смотрите в небо, господа!
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.