Planeta ma dekoracje widziane w XX wieku. Biografia Williama Herschela. Odkrycia astronomiczne Herschela

26.06.2019

Odkrycie Urana było ważnym wydarzeniem i miało miejsce w 1781 roku. Dokonał tego William Herschel, angielski astronom. A stało się to dzięki jego pracowitości, obserwacji i determinacji.

William Herschel – astronom i odkrywca planety Uran.

William Herschel to jedna z najbardziej znanych osobistości w astronomii. Jest odpowiedzialny za kilka odkryć, w tym satelity Urana, Tytanii i Oberona. Los tego człowieka był jednak bardzo trudny, gdyż początkowo był muzykiem w orkiestrze wojskowej i napisał 24 symfonie! Urodził się w Niemczech w 1738 r., a w 1775 r. przeniósł się do Anglii, służąc w wojsku ze swoim pułkiem, skąd wyjechał w imię muzyki.

Droga Herschela do astronomii była kręta. Początkowo zainteresował się matematyczną teorią muzyki, matematyka zaprowadziła go do optyki i tutaj zainteresował się astronomią. A ponieważ był biedny i nie było go stać na zakup gotowego teleskopu, w 1773 roku zaczął polerować zwierciadła i konstruować teleskopy dla siebie i na sprzedaż. Jego pierwszy teleskop miał ogniskową 7 stóp (około 2 metrów), za pomocą którego natychmiast zaczął badać niebo.

Główna zasada Herschela podczas obserwacji była prosta – nie pozostawiać bez badania ani jednego, nawet najmniejszego kawałka nieba. Plan jest oczywiście imponujący i nikt wcześniej tego nie zrobił. Pomagała mu jego siostra Caroline Herschel, która również dzięki oddanej pracy z bratem pozostawiła swój ślad w historii astronomii.

Odkrycie Urana

Po 7 latach wytrwałych obserwacji rozległego nieba, 13 marca 1781 roku William skierował swój 7-metrowy teleskop na obszar pomiędzy konstelacjami Bliźniąt i Byka. I był bardzo zaskoczony, gdy jedna z gwiazd obok ζ Tauri pojawiła się przed nim nie jako jasny punkt, ale zamieniła się w dysk. Herschel natychmiast zdał sobie sprawę, że w ogóle nie widzi gwiazdy, ponieważ gwiazdy przy dowolnym powiększeniu wyglądają jak kropki, zmienia się tylko ich jasność.

Teleskop Herschela o długości 7 stóp, za pomocą którego odkryto Urana

William próbował obserwować dziwny obiekt za pomocą różnych okularów, czyli zmieniając powiększenie teleskopu na coraz większe. Im większe było powiększenie, tym większy stawał się dysk nieznanego obiektu, chociaż sąsiednie gwiazdy wyglądały tak samo.

Zaskoczony tym, co zobaczył, William kontynuował swoje obserwacje i odkrył, że nieznane ciało niebieskie ma swój własny ruch względem innych gwiazd. Dlatego zdecydował, że odkrył kometę, chociaż dziwne było, że nie ma ona ogona, i 17 marca napisał o tym w swoim dzienniku.

W liście do Towarzystwa Królewskiego Herschel napisał:

Po raz pierwszy zaobserwowałem tę kometę przy powiększeniu 227 razy. Z mojego doświadczenia wynika, że średnica gwiazd, w przeciwieństwie do planet, nie zmienia się proporcjonalnie przy stosowaniu soczewek o większym powiększeniu; Dlatego użyłem soczewek o powiększeniach 460 i 932 i stwierdziłem, że rozmiar komety zwiększał się proporcjonalnie do zmiany mocy powiększenia optycznego, co sugeruje, że nie była to gwiazda, ponieważ rozmiary gwiazd wziętych do porównania nie uległy zmianie . Co więcej, przy większych powiększeniach, niż pozwalała na to jasność, kometa stawała się rozmazana, trudna do rozróżnienia, a gwiazdy pozostały jasne i wyraźne - co wiedziałem z tysięcy przeprowadzonych obserwacji. Wielokrotne obserwacje potwierdziły moje przypuszczenia: to naprawdę była kometa.

Gdy tylko dziwna kometa stała się znana astronomom, przyciągnęła szczególną uwagę. Już w kwietniu astronom Royal Neville Maskelyne zasugerował, że obiekt ten może być albo kometą, albo nieznaną wcześniej planetą. Potem była rutynowa praca – obserwacje, obliczenia orbity. W 1783 roku Herschel rozpoznał fakt, że odkryty przez niego dziwny obiekt był planetą i nazwał go George na cześć króla. 11 stycznia 1787 roku tego samego dnia odkrył także parę satelitów Urana - Tytanię i Oberona. Przez następne 50 lat nikt ich nie widział – nie było wystarczającej mocy teleskopu. Obecnie Uran ma 27 znanych księżyców. Jednak odkrycie Urana było jednym z największych w życiu tego naukowca.

Dalsze losy Williama Herschela

Za swoje zasługi król Jerzy III przyznał Williamowi Herschelowi dożywotnie stypendium w wysokości 200 funtów, co było wówczas znaczną sumą pieniędzy. Od 1782 roku zaczął ściśle pracować nad udoskonalaniem konstrukcji teleskopów i w 1789 roku zbudował największy teleskop na świecie - o średnicy zwierciadła 126 cm i ogniskowej 12 metrów.

Największy teleskop zbudowany przez Williama Herschela.

W ciągu swojego życia Herschel dokonał wielu odkryć. Na przykład wcześniej sądzono, że gwiazdy podwójne są w rzeczywistości tak umiejscowione na niebie, że wydają się blisko. Herschel udowodnił, że niektóre z nich to układy gwiezdne. Jako pierwszy doszedł do wniosku, że nasza galaktyka Droga Mleczna jest w rzeczywistości płaskim dyskiem gwiazd, a Układ Słoneczny znajduje się w jego wnętrzu. Jest odpowiedzialny za wiele innych odkryć, ale to już zupełnie inna historia.

Warto zauważyć, że tak naprawdę William Herschel był astronomem-amatorem, który poświęcił tej nauce znaczną część swojego życia. Na jego cześć nazwano kratery na Księżycu, Marsie i Mimasie, a także niektóre projekty.

Zdjęcie Urana. Pierścienie są widoczne.

Jeśli chodzi o Urana, przez długi czas niewiele o nim wiedziano. Ta planeta nie wygląda niczym niezwykłym - nie widać na niej żadnych szczegółów, jedynie niebieski dysk. Jednak w 1977 r. odkryto jego pierścienie (w 1789 r. Herschel twierdził, że widział pierścień Urana, ale mu nie wierzyli), a następnie badania kosmiczne dostarczyły wielu nowych danych. I okazało się, że Uran to dość niezwykły świat, który może zaskoczyć swoich badaczy. Ale to temat na osobny artykuł.

Odkrycie planety Uran miało miejsce 13 marca 1781 roku przez astronoma Williama Herschela, który patrząc na niebo przez teleskop optyczny, początkowo pomylił tę planetę ze zwykłą kometą. To W. Herschel zaproponował podejście do badania układów gwiazdowych za pomocą potężnych teleskopów poprzez uważne i pracochłonne obserwacje - podejście, które w zasadzie położyło podwaliny pod „naukową” astronomię.

Później odkryto, że Uran był już wielokrotnie obserwowany na niebie, ale został wzięty za jedną z wielu gwiazd. Świadczy o tym najwcześniejsza wzmianka o pewnej „gwiazdie” pochodząca z roku 1690 Johna Flamsteeda, który zaklasyfikował ją jako 34. gwiazdę Byka, zgodnie z jednym z przyjętych wówczas systemów notacji wielkości gwiazdowych.

Angielski astronom William Herschel – odkrywca planety Uran

W dniu odkrycia Urana, podczas rutynowych wieczornych obserwacji, Herschel zauważył w sąsiedztwie słabych gwiazd niezwykłą gwiazdę, która wyglądała na większą od swoich sąsiadów. Obiekt poruszał się wzdłuż ekliptyki i miał wyraźny dysk. Myśląc, że to kometa, astronom podzielił się z innymi astronomami swoimi obserwacjami dotyczącymi jej odkrycia.

Kilka miesięcy później znany naukowiec - akademik petersburskiej Akademii Nauk Andriej Iwanowicz Leksel i akademik Paryskiej Akademii Nauk Pierre-Simon Laplace udało się obliczyć orbitę nowego ciała niebieskiego. Udowodnili, że W. Herschel odkrył nie kometę, ale nową planetę znajdującą się po Saturnie.

Sam Herschel nadał nazwę planecie Georgium Sidus(Lub Planeta Georga) na cześć króla Anglii Jerzego III, jego patrona. Wśród naukowców planeta została nazwana imieniem samego astronoma. Ustalona nazwa planety „Uran” została początkowo wzięta tymczasowo, jak tradycyjnie przyjęto, ze starożytnej mitologii. I dopiero w 1850 roku ostatecznie ustalono tę nazwę.

Uran jest gazową planetą-olbrzymem. Na rysunku widać porównawczą wielkość Urana w stosunku do naszej planety

Dalsze badania planety Uran

Planeta Uran znajduje się w odległości około 3 miliardów kilometrów od Słońca i jest prawie 60 razy większa od Ziemi. Odkrycie planety tej wielkości było pierwszym w historii nauki, w którym wykryto planety za pomocą potężnego teleskopu, ponieważ znane wcześniej pięć planet od dawna obserwowano tylko na niebie.

Nowa planeta pokazała, że Układ Słoneczny jest ponad dwukrotnie szerszy i przyniosła chwałę swojemu odkrywcy.

W dzisiejszych czasach Uran został odwiedzony tylko raz przez statek kosmiczny. Podróżnik 2, przeleciał obok w odległości 81 500 kilometrów 24 stycznia 1986 roku.

Voyagerowi 2 udało się przesłać ponad tysiąc zdjęć powierzchni planety oraz wiele innych danych na temat planety, jej satelitów, obecności pierścieni, składu atmosfery, informacji o polu magnetycznym i przestrzeni wokółplanetarnej.

Korzystając z różnych instrumentów, statek zbadał skład znanego wcześniej jednego pierścienia i odkrył dwa kolejne nowe pierścienie okołoplanetarne Urana. Według uzyskanych danych okazało się, że okres rotacji planety wynosi 17 godzin 14 minut.

Odkryto, że Uran ma magnetosferę o znacznych rozmiarach i równie niezwykłą.

Do dziś badanie Urana jest trudne ze względu na znaczne oddalenie planety. Mimo to duże obserwatoria astronomiczne nadal obserwują planetę. W ciągu zaledwie kilku ostatnich lat wokół Urana odkryto sześć nowych księżyców.

Opowieść o tej niesamowitej i pod wieloma względami wyjątkowej planecie Układu Słonecznego zaczniemy od historii jej odkrycia. Jak to się wszystko zaczeło…

Od czasów starożytnych ludzie wiedzieli o istnieniu pięciu planet widocznych gołym okiem: Merkury, Wenus, Mars, Jowisz i Saturn.

Ziemia w czasach starożytnych oczywiście nie była uważana za planetę; było to centrum świata, czyli centrum Wszechświata, aż do pojawienia się Kopernika ze swoim heliocentrycznym systemem świata.

Obserwacja Wenus, Marsa, Jowisza i Saturna gołym okiem nie jest szczególnie trudna, chyba że planeta jest aktualnie zasłonięta przez tarczę Słońca. Najtrudniej ją obserwować ze względu na bliskość Słońca. Mówią, że Mikołaj Kopernik zmarł, nie widząc tej planety.

Następną planetę, znajdującą się za Saturnem, Uran, odkrył pod koniec XVIII wieku słynny angielski astronom William Herschel (1738-1822). Wydaje się, że do tego czasu astronomowie nawet nie myśleli, że oprócz pięciu planet obserwowanych przez wiele stuleci w Układzie Słonecznym mogą znajdować się inne nieznane planety. Ale nawet Giordano Bruno (1548-1600), urodzony pięć lat po śmierci Kopernika, był pewien, że w Układzie Słonecznym mogą istnieć inne planety, które nie zostały jeszcze odkryte przez astronomów.

I tak 13 marca 1781 roku podczas kolejnego rutynowego przeglądu gwiaździstego nieba William Herschel skierował wykonany własnoręcznie teleskop zwierciadlany w stronę gwiazdozbioru Bliźniąt. Odbłyśnik Herschela miał zwierciadło o średnicy zaledwie 150 mm, ale astronom był w stanie zobaczyć jasny, wolumetryczny, mały, ale wyraźnie nie punktowy obiekt. Obserwacje prowadzone przez kolejne noce wykazały, że obiekt poruszał się po niebie.

Herschel zasugerował, że widział kometę. W wiadomości o odkryciu „komety” napisał w szczególności: „…gdy badałem słabe gwiazdy w sąsiedztwie H Gemini, zauważyłem jedną, która wyglądała na większą od pozostałych. Zaskoczył mnie jej niezwykły rozmiar , porównałem ją z H Gemini i „małą gwiazdą w kwadracie pomiędzy konstelacjami Aurigi i Bliźniąt i odkryłem, że była znacznie większa od któregokolwiek z nich. Podejrzewałem, że była to kometa”.

Natychmiast po przesłaniu Herschela najlepsi matematycy w Europie zasiedli do obliczeń. Należy zaznaczyć, że w czasach Herschela obliczenia tego typu były niezwykle pracochłonne, gdyż wymagały ręcznego wykonywania ogromnej liczby obliczeń.

Herschel w dalszym ciągu obserwował niezwykły obiekt niebieski w postaci małego, wyraźnego dysku, który powoli poruszał się wzdłuż ekliptyki. Kilka miesięcy później dwóch znanych naukowców - akademik petersburskiej Akademii Nauk Andrei Leskel i akademik paryskiej Akademii Nauk Pierre Laplace zakończyło obliczenia orbity otwartego ciała niebieskiego i udowodniło, że Herschel odkrył planetę położoną poza Saturnem. Planeta, nazwana później Uranem, znajdowała się w odległości prawie 3 miliardów km od Słońca. i przekroczył objętość Ziemi ponad 60 razy.

To było największe odkrycie. Po raz pierwszy w historii nauki odkryto nową planetę, oprócz znanych wcześniej pięciu planet, które od niepamiętnych czasów obserwowano na niebie. Wraz z odkryciem Urana granice Układu Słonecznego zdawały się rozszerzać ponad dwukrotnie (do 1781 r. uważano go za najdalszą planetę w Układzie Słonecznym, a średnia odległość od Słońca wynosi 1427 mln km).

Jak się później okazało, Uran był obserwowany na długo przed Herschelem co najmniej 20 razy, ale za każdym razem planetę mylono z gwiazdą. W praktyce poszukiwań astronomicznych nie jest to rzadkością.

Ale fakt ten w żaden sposób nie umniejsza znaczenia naukowego wyczynu Williama Herschela. W tym miejscu uważamy za stosowne zwrócić uwagę na ciężką pracę i determinację tego wybitnego astronoma, który swoją karierę rozpoczynał notabene jako kopista muzyczny w Londynie, a następnie jako dyrygent i nauczyciel muzyki. Herschel, utalentowany obserwator i zapalony badacz planet i mgławic, był także utalentowanym projektantem teleskopów. Na potrzeby swoich obserwacji polerował lustra ręcznie, często pracując bez przerwy po 10, a nawet 15 godzin. W zbudowanym przez niego w 1789 r. teleskopie o tubusie o długości 12 metrów zwierciadło miało średnicę 122 cm Teleskop ten nie miał sobie równych aż do 1845 r., kiedy to irlandzki astronom Parsons zbudował teleskop o długości około 18 metrów ze zwierciadłem o średnicy 183cm.

Trochę informacji dla zainteresowanych: teleskop, którego obiektywem jest soczewka, nazywa się refraktorem. Teleskop, którego obiektywem nie jest soczewka, ale zwierciadło wklęsłe, nazywa się reflektorem. Pierwszy teleskop zwierciadlany został zbudowany przez Izaaka Newtona.

Tak więc już w 1781 roku naukowcy ustalili, że orbita Urana jest typowo planetarna, prawie okrągła. Ale kłopoty astronomów z tą planetą dopiero się zaczynały. Obserwacje wkrótce wykazały, że ruch Urana nie do końca jest zgodny z „zasadami” ruchu określonymi przez klasyczne prawa ruchu planet Keplera. Przejawiało się to w tym, że Uran poruszał się do przodu w stosunku do obliczonego ruchu. Astronomom nie było tak trudno to zauważyć, ponieważ pod koniec XVIII wieku średnia dokładność obserwacji gwiazd i planet była już dość wysoka - do trzech sekund łukowych.

W 1784 roku, trzy lata po odkryciu Urana, matematycy obliczyli dokładniejszą orbitę eliptyczną planety. Ale już w 1788 roku stało się jasne, że dostosowanie elementów orbity nie przyniosło zauważalnych rezultatów, a rozbieżność między obliczoną a rzeczywistą pozycją planety nadal rosła.

Każde zjawisko w przyrodzie i życiu ma swoje przyczyny. Dla naukowców było jasne, że orbita Urana byłaby ściśle eliptyczna tylko wtedy, gdyby na planetę działała tylko jedna siła - grawitacja Słońca. Aby określić dokładną trajektorię i charakter ruchu Urana, należało wziąć pod uwagę zaburzenia grawitacyjne pochodzące od planet, a przede wszystkim od Jowisza i Saturna. Dla współczesnego badacza, „uzbrojonego” w potężny komputer, potrafiący symulować najróżniejsze sytuacje, rozwiązanie takiego problemu nie zajmie więcej niż jeden lub dwa dni. Jednak pod koniec XVIII wieku nie stworzono jeszcze niezbędnego aparatu matematycznego do rozwiązywania równań z dziesiątkami zmiennych, a obliczenia stały się długą i żmudną pracą. W obliczeniach brali udział tak znani matematycy, jak Lagrange, Clairaut, Laplace i inni. Wielki Leonhard Euler również przyczynił się do tego dzieła, ale oczywiście nie osobiście, ponieważ zmarł już w 1783 r., ale z własną metodą określania orbit ciał niebieskich na podstawie kilku obserwacji, opracowaną w 1744 r.

Wreszcie w 1790 r. Opracowano nowe tabele ruchów Urana, biorąc pod uwagę wpływy grawitacyjne Jowisza i Saturna. Naukowcy rozumieli oczywiście, że na ruch Urana w pewnym stopniu wpływają także planety ziemskie, a nawet duże asteroidy, ale wówczas wydawało się, że ewentualne poprawki w obliczeniach trajektorii uwzględniające ten wpływ musiałyby zostać wprowadzone w sposób dość odległa przyszłość. Problem uznano za ogólnie rozwiązany. Wkrótce rozpoczęły się wojny napoleońskie i w całej Europie nie było czasu na naukę. Ludzie, w tym astronomowie-amatorzy, znacznie częściej musieli zaglądać przez celowniki karabinowe i armatnie niż przez okulary teleskopów.

Ale po zakończeniu wojen napoleońskich aktywność naukowa europejskich astronomów ponownie się ożywiła.

A potem okazało się, że Uran znów nie porusza się tak, jak zalecali znani matematycy. Zakładając, że w poprzednich obliczeniach popełniono błąd, naukowcy ponownie sprawdzili obliczenia, biorąc pod uwagę grawitacyjny wpływ Jowisza i Saturna. Ewentualny wpływ innych planet okazał się tak nieistotny w porównaniu z obserwowanym odchyleniem w ruchu Urana, że słusznie postanowiono zaniedbać ten wpływ. Matematycznie obliczenia okazały się bezbłędne, jednak różnica między obliczoną pozycją Urana a jego rzeczywistą pozycją na niebie nadal rosła. Francuski astronom Alexis Bouvard, który przeprowadził te dodatkowe obliczenia w 1820 r., napisał, że taką różnicę można wytłumaczyć „jakimś zewnętrznym i nieznanym wpływem”. Wysuwano różne hipotezy na temat natury „nieznanego wpływu”, w tym następujące:
opór kosmicznych obłoków gazu i pyłu;
wpływ nieznanego satelity;
zderzenie Urana z kometą na krótko przed jej odkryciem przez Herschela;
niemożność zastosowania w przypadkach dużych odległości między ciałami;
wpływ nowej, jeszcze nieodkrytej planety.

W 1832 roku Uran był już 30 sekund łukowych opóźniony od pozycji obliczonej przez A. Bouvarda, a opóźnienie to zwiększało się o 6-7 sekund rocznie. Dla obliczeń A. Bouvarda oznaczało to całkowite załamanie. Z wymienionych hipotez tylko dwie przetrwały próbę czasu: niedoskonałość prawa Newtona i wpływ nieznanej planety. Poszukiwania nieznanej planety rozpoczęły się, zgodnie z oczekiwaniami, od obliczenia jej położenia na niebie. Wydarzenia pełne dramatyzmu rozegrały się wokół odkrycia nowej planety. Zakończyło się odkryciem w 1845 roku nowej planety „na czubku pióra”, czyli tzw. Obliczeniami angielski matematyk John Adams znalazł miejsce, w którym należy go szukać na niebie. Rok później niezależnie od niego te same obliczenia, ale dokładniejsze, wykonał francuski matematyk Urbain Laverrier. A nową planetę odkryło na niebie w nocy 23 września 1846 roku dwóch Niemców: asystent w Obserwatorium Berlińskim Johann Halle i jego uczeń Heinrich d’Arrest. Planetę nazwano Neptunem. Ale to już inna historia. Do historii odkrycia Neptuna dotknęliśmy wyłącznie dlatego, że to odkrycie astronomów było spowodowane „nienormalnym” zachowaniem Urana na orbicie, nienormalnym z punktu widzenia klasycznej teorii ruchu planet.

Skąd wzięła się nazwa Uran?

A teraz krótko o tym, jak Uran otrzymał tę nazwę. Francuscy naukowcy, którzy zawsze konkurowali naukowo z Brytyjczykami, nie mieli nic przeciwko temu, aby nowej planecie nadano imię Herschela, jej odkrywcy. Ale Angielskie Towarzystwo Królewskie i sam Herschel zaproponowali nazwanie planety Georgium Sidus na cześć króla Anglii Jerzego III. Trzeba powiedzieć, że propozycja ta została złożona nie tylko ze względów politycznych. Ten angielski monarcha był wielkim miłośnikiem astronomii i mianując Herschela „Królewskim Astronomem” w 1782 r., Przeznaczył mu niezbędne fundusze na budowę i wyposażenie osobnego obserwatorium w pobliżu Windsoru.

Ale propozycja ta nie została zaakceptowana przez naukowców w wielu krajach. Następnie niemiecki astronom Johann Bode, najwyraźniej podążając za utrwaloną tradycją nadawania nazw planetom i innym ciałom niebieskim imionami mitycznych bogów, zaproponował nazwanie nowej planety Uranem. Według mitologii greckiej Uran jest bogiem nieba i ojcem Saturna, a Saturn Chronos jest bogiem czasu i losu.

Ale nie wszystkim podobały się imiona kojarzone z mitami. I dopiero 70 lat później, w połowie XIX wieku, nazwa Uran została przyjęta przez społeczność naukową.

Drodzy goście!

Twoja praca jest wyłączona JavaScript. Włącz skrypty w swojej przeglądarce, a otworzy się przed Tobą pełna funkcjonalność serwisu!

Williama Herschela. Zdjęcie: Gutenberg.org

233 lata temu, 13 marca 1781 roku pod numerem 19 New King Street w Bath w Somerset angielski astronom William Herschel odkrył Urana. Siódma planeta Układu Słonecznego przyniosła mu sławę i zapisała się w historii..

Uran

Przed Williamem Herschelem wszyscy, którzy obserwowali Urana, mylili go z gwiazdą. John Flamsteed przegapił swoją szansę w 1690 r., Pierre Lemonnier między 1750 a 1769 r. (a on, warto zauważyć, widział Urana co najmniej 12 razy).

13 marca 1781 roku Herschel za pomocą teleskopu własnej konstrukcji odkrył ciało niebieskie. W swoim dzienniku zanotował, że mógł widzieć kometę. Kolejne tygodnie ukazywały obiekt poruszający się po niebie. Następnie naukowiec stał się jeszcze bardziej pewny swojej hipotezy.

Uran i jego satelita Ariel (biała kropka na tle planety). Zdjęcie: solarsystem.nasa.gov

Jednak kilka miesięcy później rosyjski astronom o fińsko-szwedzkich korzeniach Andriej Iwanowicz Lexel wraz ze swoim paryskim kolegą Pierrem Laplacem obliczyli orbitę ciała niebieskiego i udowodnili, że odkryty obiekt to planeta.

Planeta znajdowała się w odległości prawie 3 miliardów kilometrów od Słońca i miała ponad 60 razy większą objętość niż Ziemia. Herschel zaproponował nazwanie jej Georgium Sidus – „Gwiazdą Jerzego” – na cześć panującego króla Jerzego III. Motywował to faktem, że w czasach oświeconych bardzo dziwne byłoby nadawanie planetom nazw na cześć greckich bogów lub bohaterów. Co więcej, zdaniem Herschela, mówiąc o jakimkolwiek wydarzeniu, zawsze pojawia się pytanie - kiedy to się stało. A nazwa „Gwiazda Jerzego” z pewnością wskazywałaby na epokę.

Jednak poza Wielką Brytanią nazwa zaproponowana przez Herschela nie zyskała popularności i wkrótce pojawiły się wersje alternatywne. Zaproponowano nazwanie Urana na cześć jego odkrywcy, zaproponowano także wersje „Neptuna”, „Neptuna Jerzego III”, a nawet „Neptuna Wielkiej Brytanii”. W 1850 roku zatwierdzono nazwę, do której przywykliśmy dzisiaj.

Księżyce Urana i Saturna

W XVIII wieku odkryto pięć ciał niebieskich, nie licząc komety. A wszystkie te osiągnięcia należą do Herschela.

Sześć lat po odkryciu Urana Herschel odkrył pierwsze satelity planety. 11 stycznia 1787 roku odkryto Tytania i Oberon. To prawda, że \u200b\u200bnie otrzymali nazw od razu i przez ponad 60 lat pojawiali się jako Uran-II i Uran-IV. Numery I i III to Ariel i Umbriel, odkryte przez Williama Lassella w 1851 roku. Nazwy satelitów nadał syn Herschela, Jan. Odchodząc od utrwalonej tradycji nadawania nazw ciałom niebieskim imionami postaci z mitologii greckiej, wybrał postacie magiczne – królową wróżek i króla Tytanię oraz Oberona z komedii „Sen nocy letniej” Williama Szekspira oraz sylfę Ariel i krasnoludka Umbriela z poematu „Sen nocy letniej” Gwałt na zamku – Alexander Pope.
Nawiasem mówiąc, satelity odkryte przez Herschela były wówczas widoczne tylko przez jego teleskop.

Księżyc Saturna Mimas. Zdjęcie: nasa.gov

W 1789 roku, z różnicą około 20 dni, astronom odkrył dwa satelity Saturna: 28 sierpnia odkrył Enceladusa, a 17 września Mimasa. Początkowo - odpowiednio Saturn I i Saturn II. John Herschel nadał im także imiona. Ale w przeciwieństwie do Urana Saturn odkrył już wcześniej satelity. Dlatego nowe nazwy kojarzono z mitologią grecką.

Z Mimasem wiąże się ciekawe spostrzeżenie poczynione przez fanów fantastycznej sagi „Gwiezdne Wojny”. Jeśli spojrzysz na satelitę pod pewnym kątem, przypomina on stację bojową Gwiazdy Śmierci.

Podwójne gwiazdy

Kiedy Herschel zaczął studiować astronomię, skupił swoje obserwacje na parach gwiazd, które były zbyt blisko siebie. Wcześniej uważano, że ich zbliżenie było przypadkowe. Herschel udowodnił jednak, że tak nie jest. Obserwując je przez teleskop, odkrył, że gwiazdy krążą wokół siebie po orbicie, podobnej do obrotu planet.

W ten sposób odkryto gwiazdy podwójne – gwiazdy połączone w jeden układ siłami grawitacyjnymi. Około połowa gwiazd w naszej galaktyce to układy podwójne. W takim układzie mogą znajdować się czarne dziury lub gwiazdy neutronowe, dlatego odkrycie Herschela miało ogromne znaczenie dla astrofizyki.

Promieniowanie podczerwone

W lutym 1800 roku Herschel przetestował filtry o różnych kolorach, aby obserwować plamy słoneczne. Zauważył, że niektóre z nich stały się gorętsze niż inne. Następnie za pomocą pryzmatu i termometru próbował określić temperaturę różnych części widma widzialnego. Przechodząc od fioletowego paska do czerwonego, kolumna termometru pełzała w górę.

Odkrycie promieniowania podczerwonego. Zdjęcie: nasa.gov

Herschel sądził, że tam, gdzie kończy się widzialna część czerwonego widma, termometr wskazuje temperaturę pokojową. Jednak ku jego zdziwieniu temperatura nadal rosła. To był początek badań nad promieniowaniem podczerwonym.

Korale

Herschel odcisnął swoje piętno nie tylko w astronomii, ale także w biologii. Niewiele wiadomo o tej stronie jego działalności, jednak Herschel jako pierwszy udowodnił, że koralowce to nie rośliny. Pomimo tego, że średniowieczny azjatycki naukowiec Al-Biruni zaklasyfikował gąbki i korale jako zwierzęta, odnotowując ich reakcję na dotyk, nadal uważano je za rośliny.

William Herschel za pomocą mikroskopu stwierdził, że koralowce mają błonę komórkową, podobnie jak zwierzęta.

Czy wiedziałeś…

Zanim zainteresował się astronomią i dokonał swoich niesamowitych odkryć, William Herschel był muzykiem. Był oboistą pułkowym w Hanowerze, następnie przeniósł się do Anglii, gdzie znalazł pracę jako organista i nauczyciel muzyki. Studiując teorię muzyki, Herschel zainteresował się matematyką, potem optyką, a na końcu astronomią.
Napisał łącznie 24 symfonie na duże i małe orkiestry, 12 koncertów obojowych, dwa koncerty organowe, sześć sonat na skrzypce, wiolonczelę i klawesyn, 12 utworów solowych na skrzypce i basso continuo (bas ogólny), 24 kaprysy i jedną sonatę solową skrzypce, jedno andante na dwa rogi bassetowe, oboje i fagoty.
Jego utwory są nadal wykonywane przez orkiestry i mogą być Słuchać.

Maryana Piskarewa

(1738-1822) - twórca astronomii gwiazdowej, zagraniczny członek honorowy Akademii Nauk w Petersburgu (1789). Za pomocą skonstruowanych przez siebie teleskopów prowadził systematyczne przeglądy gwiaździstego nieba, badał gromady gwiazd, gwiazdy podwójne i mgławice. Zbudował pierwszy model Galaktyki, ustalił ruch Słońca w przestrzeni, odkrył Urana (1781), jego 2 satelity (1787) i 2 satelity Saturna (1789).

Pierwsze próby zgłębienia tajemnicy budowy gwiezdnego Wszechświata poprzez uważne obserwacje przy użyciu najpotężniejszych teleskopów kojarzą się z nazwiskiem astronoma Williama Herschela.

Friedrich Wilhelm Herschel urodził się 15 listopada 1738 roku w Hanowerze w rodzinie oboistów gwardii hanowerskiej Izaaka Herschela i Anny Ilse Moritzen. Protestanci Herschela pochodzili z Moraw, które prawdopodobnie opuścili ze względów religijnych. Atmosferę domu rodzinnego można nazwać intelektualną. „Nota biograficzna”, pamiętnik i listy Wilhelma oraz wspomnienia jego młodszej siostry Caroline wprowadzają nas w dom i świat zainteresowań Herschela oraz ukazują iście tytaniczną pracę i pasję, która stworzyła wybitnego obserwatora i badacza.

Herschel otrzymał obszerne, ale niesystematyczne wykształcenie. Zajęcia z matematyki, astronomii i filozofii ujawniły jego zdolności w naukach ścisłych. Ale poza tym Wilhelm miał wielkie zdolności muzyczne iw wieku czternastu lat dołączył jako muzyk do orkiestry pułkowej. W 1757 roku, po czterech latach służby wojskowej, wyjechał do Anglii, gdzie nieco wcześniej przeniósł się jego brat Jakub, kapelmistrz pułku hanowerskiego.

Nie mając ani grosza w kieszeni, William, przemianowany w Anglii na William, zaczął kopiować notatki w Londynie. W 1766 przeniósł się do Bath, gdzie wkrótce zyskał wielką sławę jako performer, dyrygent i nauczyciel muzyki. Ale takie życie nie mogło go całkowicie zadowolić. Zainteresowanie Herschela naukami przyrodniczymi i filozofią oraz ciągłe, niezależne kształcenie skłoniły go do zainteresowania się astronomią. „Jaka szkoda, że muzyka nie jest sto razy trudniejsza od nauki, uwielbiam aktywność i potrzebuję zajęcia” – napisał do brata.

W 1773 roku William Herschel nabył szereg prac z zakresu optyki i astronomii. Jego podręcznikami stały się Kompletny system optyki Smitha i Astronomia Fergusona. W tym samym roku po raz pierwszy spojrzał na niebo przez mały teleskop o ogniskowej około 75 cm, jednak obserwacje przy tak małym powiększeniu nie zadowalały badacza. Ponieważ nie było pieniędzy na zakup teleskopu o wyższej aperturze, postanowił zrobić to sam.

Po zakupie niezbędnych narzędzi i półfabrykatów William Herschel samodzielnie odlał i wypolerował zwierciadło swojego pierwszego teleskopu. Pokonując ogromne trudności, Herschel w tym samym 1773 roku wyprodukował reflektor o ogniskowej ponad 1,5 m. Herschel polerował lustra ręcznie (maszynę do tego celu stworzył dopiero piętnaście lat później), często pracując przez 10, 12 i 12 lat. nawet 16 godzin z rzędu, gdyż zatrzymanie procesu szlifowania pogorszyło jakość lustra. Praca okazała się nie tylko ciężka, ale i niebezpieczna – pewnego dnia podczas wykonywania wykroju na lustro eksplodował piec do topienia.

Siostra Karolina i brat Aleksander byli wiernymi i cierpliwymi pomocnikami Williama w tej trudnej pracy. Ciężka praca i zapał dały znakomite rezultaty. Lustra, wykonane przez Williama Herschela ze stopu miedzi i cyny, były doskonałej jakości i dawały idealnie okrągłe obrazy gwiazd.

Jak pisze słynny amerykański astronom Charles Whitney: „w latach 1773–1782 rodzina Herschelów była zajęta przekształceniem się z zawodowych muzyków w zawodowych astronomów”.

W 1775 roku William Herschel rozpoczął swój pierwszy „przegląd nieba”. W tym czasie nadal utrzymywał się z działalności muzycznej, jednak jego prawdziwą pasją stały się obserwacje astronomiczne. W przerwach między lekcjami muzyki robił zwierciadła do teleskopów, wieczorami koncertował, a noce spędzał obserwując gwiazdy. W tym celu Herschel zaproponował nową, oryginalną metodę „szuflad gwiazdowych”, czyli liczenia gwiazd w określonych obszarach nieba.

13 marca 1781 roku podczas obserwacji Herschel zauważył coś niezwykłego: „Między dziesiątą a jedenastą wieczorem, gdy badałem słabe gwiazdy w sąsiedztwie N Gemini, zauważyłem jedną, która wyglądała na większą od pozostałych. Zaskoczony jej niezwykłymi rozmiarami, porównałem ją z N Gemini i małą gwiazdą w kwadracie pomiędzy konstelacjami Aurigi i Bliźniąt i odkryłem, że była znacznie większa od któregokolwiek z nich. Podejrzewałem, że to kometa.” Obiekt miał wyraźny dysk i poruszał się wzdłuż ekliptyki. Po poinformowaniu innych astronomów o odkryciu „komety” Herschel kontynuował jej obserwacje.

Kilka miesięcy później dwóch znanych naukowców - akademik petersburskiej Akademii Nauk D.I. Lexel i akademik Paryskiej Akademii Nauk Pierre Simon Laplace, po obliczeniu orbity otwartego ciała niebieskiego, udowodnili, że Herschel odkrył planetę znajdującą się za Saturnem. Planeta, nazwana później Uranem, znajdowała się prawie 3 miliardy km od Słońca i była ponad 60 razy większa od Ziemi. Po raz pierwszy w historii nauki odkryto nową planetę, ponieważ znane wcześniej pięć planet obserwowano na niebie od stuleci. Odkrycie Urana ponad dwukrotnie rozszerzyło granice Układu Słonecznego i przyniosło sławę jego odkrywcy.

Dziewięć miesięcy po odkryciu Urana, 7 grudnia 1781 roku, William Herschel został wybrany na członka Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego w Londynie i otrzymał doktorat na Uniwersytecie Oksfordzkim oraz złoty medal Królewskiego Towarzystwa Londyńskiego (w 1789 r. Akademia Nauk w Petersburgu wybrała go na członka honorowego).

Odkrycie Urana ukształtowało karierę Herschela. Król Jerzy III, miłośnik astronomii i patron Hanoweru, w 1782 r. mianował go „astronomem królewskim” z roczną pensją w wysokości 200 funtów. Król zapewnił mu także fundusze na budowę oddzielnego obserwatorium w Slough, niedaleko Windsoru. Tutaj William Herschel z młodzieńczym zapałem i niezwykłą wytrwałością rozpoczął obserwacje astronomiczne. Według biografa Arago opuścił obserwatorium tylko po to, aby przedstawić społeczeństwu królewskiemu rezultaty swojej niestrudzonej pracy.

V. Herschel w dalszym ciągu skupiał się głównie na ulepszaniu teleskopów. Wyrzucił drugie, używane do tej pory, małe lusterko i tym samym znacznie zwiększył jasność obrazu. Stopniowo Herschel zwiększał średnice zwierciadeł. Jego zwieńczeniem był gigantyczny jak na tamte czasy teleskop zbudowany w 1789 r., z tubusem o długości 12 m i zwierciadłem o średnicy 122 cm Teleskop ten nie miał sobie równych aż do 1845 r., kiedy to irlandzki astronom W. Parsons zbudował jeszcze większy teleskop - prawie 18 metrów długości i średnica lustra 183 cm.

Za pomocą najnowszego teleskopu William Herschel odkrył dwa księżyce Urana i dwa księżyce Saturna. Zatem odkrycie kilku ciał niebieskich w Układzie Słonecznym wiąże się z imieniem Herschela. Ale nie w tym tkwi główne znaczenie jego niezwykłej działalności.

Jeszcze przed Herschelem znanych było kilkadziesiąt gwiazd podwójnych, ale takie pary gwiazd uważano za przypadkowe spotkania gwiazd składowych i nie zakładano, że gwiazdy podwójne są szeroko rozpowszechnione we Wszechświecie. Herschel przez wiele lat dokładnie badał różne części nieba i odkrył ponad 400 gwiazd podwójnych. Badał odległości między elementami (w miarach kątowych), ich kolor i pozorny połysk. W niektórych przypadkach gwiazdy uważane wcześniej za podwójne okazywały się gwiazdami potrójnymi i poczwórnymi (gwiazdami wielokrotnymi). Herschel doszedł do wniosku, że gwiazdy podwójne i wielokrotne to układy gwiazd fizycznie połączonych ze sobą i – jak był przekonany – krążących wokół wspólnego środka ciężkości, zgodnie z prawem powszechnego ciążenia.

William Herschel był pierwszym astronomem w historii nauki, który systematycznie badał gwiazdy podwójne. Od czasów starożytnych znana była jasna mgławica w gwiazdozbiorze Oriona, a także mgławica w konstelacji Andromedy widoczna gołym okiem. Jednak dopiero w XVIII wieku, wraz z udoskonaleniem teleskopów, odkryto wiele mgławic. Immanuel Kant i Lambert wierzyli, że mgławice to całe układy gwiezdne, inne Drogi Mleczne, ale oddalone na kolosalne odległości, w których nie można rozróżnić poszczególnych gwiazd.

V. Herschel wykonał świetną robotę, odkrywając i badając nowe mgławice. Wykorzystał do tego stale rosnącą moc swoich teleskopów. Dość powiedzieć, że opracowane przez niego na podstawie obserwacji katalogi, z których pierwszy ukazał się w 1786 roku, obejmują około 2500 mgławic. Zadaniem Herschela nie było jednak zwykłe odnajdywanie mgławic, ale odkrywanie ich natury. Dzięki jego potężnym teleskopom wiele mgławic zostało wyraźnie podzielonych na pojedyncze gwiazdy i w ten sposób okazało się, że są to gromady gwiazd oddalone od Układu Słonecznego. W niektórych przypadkach mgławica okazywała się gwiazdą otoczoną mgławicowym pierścieniem. Ale innych mgławic nie udało się podzielić na gwiazdy nawet przy pomocy najpotężniejszego – 122-centymetrowego teleskopu

Początkowo Herschel doszedł do wniosku, że prawie wszystkie mgławice to tak naprawdę zbiory gwiazd, a najbardziej odległe z nich również w przyszłości rozpadną się na gwiazdy – jeśli będą obserwowane przez jeszcze potężniejsze teleskopy. Jednocześnie przyznał, że część z tych mgławic to nie gromady gwiazd w Drodze Mlecznej, ale niezależne układy gwiezdne. Dalsze badania zmusiły Williama Herschela do pogłębienia i uzupełnienia swoich poglądów. Świat mgławic okazał się bardziej złożony i różnorodny niż wcześniej sądzono.

Kontynuując niestrudzone obserwacje i refleksje, Herschel zauważył, że wielu obserwowanych mgławic w ogóle nie można rozłożyć na gwiazdy, ponieważ składają się one ze znacznie bardziej rozrzedzonej substancji („świetlistej cieczy”, jak sądził Herschel) niż gwiazdy. W ten sposób Herschel doszedł do wniosku, że materia mgławicowa, podobnie jak gwiazdy, jest szeroko rozpowszechniona we Wszechświecie. Naturalnie pojawiło się pytanie o rolę tej substancji we Wszechświecie, czy jest to materiał, z którego powstały gwiazdy. Już w 1755 roku Imanuel Kant wysunął hipotezę o powstaniu całych układów gwiezdnych z pierwotnie istniejącej rozproszonej materii. Herschel zaproponował śmiały pomysł, że różne typy nierozkładalnych mgławic reprezentują różne etapy powstawania gwiazd. Zagęszczając mgławicę, stopniowo powstaje z niej cała gromada gwiazd lub jedna gwiazda, która na początku swojego istnienia jest jeszcze otoczona mgławicową otoczką. Jeśli Kant wierzył, że wszystkie gwiazdy Drogi Mlecznej powstały kiedyś jednocześnie, to Herschel jako pierwszy zasugerował, że gwiazdy mają różny wiek, a powstawanie gwiazd trwa nieprzerwanie i ma miejsce w naszych czasach.

Ta idea Williama Herschela została później zapomniana, a błędna opinia o jednoczesnym pochodzeniu wszystkich gwiazd w odległej przeszłości na długo zdominowała naukę. Dopiero w drugiej połowie XX wieku, bazując na ogromnych sukcesach astronomii, a zwłaszcza pracach naukowców radzieckich, ustalono różnice w wieku gwiazd. Badano całe klasy gwiazd, które niewątpliwie istnieją przez kilka milionów lat, w przeciwieństwie do innych gwiazd, których wiek określa się na miliardy lat. Poglądy Herschela na naturę mgławic są ogólnie potwierdzone przez współczesną naukę, która ustaliła, że mgławice gazowe i pyłowe są szeroko rozpowszechnione w naszej i innych galaktykach. Natura tych mgławic okazała się jeszcze bardziej złożona, niż Herschel mógł sobie wyobrazić.

Jednocześnie William Herschel jeszcze pod koniec życia był przekonany, że niektóre mgławice to odległe układy gwiezdne, które ostatecznie ulegną rozkładowi na pojedyncze gwiazdy. I w tym, podobnie jak Kant i Lambert, okazał się mieć rację.

Jak już wspomniano, w XVIII wieku odkryto ruch własny wielu gwiazd. Herschelowi udało się w 1783 roku przekonująco udowodnić, że nasz Układ Słoneczny zbliża się do gwiazdozbioru Herkulesa.

Ale William Herschel uważał, że jego głównym zadaniem jest wyjaśnienie struktury układu gwiazd Drogi Mlecznej, czyli naszej Galaktyki, jego kształtu i rozmiaru. Czynił to przez kilkadziesiąt lat. Nie dysponował wówczas żadnymi danymi ani o odległościach między gwiazdami, ani o ich położeniu w przestrzeni, ani o ich rozmiarach i jasności. Bez tych danych Herschel założył, że wszystkie gwiazdy mają tę samą jasność i są równomiernie rozmieszczone w przestrzeni, dzięki czemu odległości między nimi są mniej więcej takie same, a Słońce znajduje się blisko środka układu. Jednocześnie Herschel nie znał zjawiska absorpcji światła w przestrzeni kosmicznej i wierzył ponadto, że jego gigantycznemu teleskopowi dostępne są nawet najbardziej odległe gwiazdy Drogi Mlecznej. Za pomocą tego teleskopu liczył gwiazdy w różnych częściach nieba i próbował określić, jak daleko rozciąga się nasz układ gwiezdny w tym czy innym kierunku.

Jednak początkowe założenia Herschela były błędne.Teraz wiadomo, że gwiazdy różnią się między sobą jasnością i są nierównomiernie rozmieszczone w Galaktyce. Galaktyka jest tak duża, że jej granice nie były dostępne nawet dla gigantycznego teleskopu Herschela, dlatego nie mógł on dojść do prawidłowych wniosków na temat kształtu Galaktyki i położenia w niej Słońca, a także znacznie nie docenił jej rozmiarów.

William Herschel zajmował się także innymi zagadnieniami astronomii. Przy okazji rozwikłał złożoną naturę promieniowania słonecznego i doszedł do wniosku, że obejmuje ono światło, ciepło i promienie chemiczne (promieniowanie niewidzialne dla oka). Innymi słowy, Herschel przewidział odkrycie promieni wykraczających poza normalne widmo słoneczne - podczerwieni i ultrafioletu.

Herschel rozpoczynał karierę naukową jako skromny amator, który miał okazję poświęcić astronomii jedynie swój wolny czas. Nauczanie muzyki przez długi czas pozostawało jego źródłem utrzymania. Dopiero na starość zdobył środki finansowe na naukę.

Astronom połączył cechy prawdziwego naukowca i wspaniałego człowieka. Herschel był niezwykle utalentowanym obserwatorem, energicznym badaczem oraz głębokim i celowym myślicielem. U szczytu sławy pozostał osobą uroczą, życzliwą i prostą, co jest charakterystyczne dla natur głębokich i szlachetnych.

Williamowi Herschelowi udało się przekazać swoją pasję do astronomii rodzinie i przyjaciołom. W pracy naukowej bardzo pomagała mu siostra Caroline. Studiowała matematykę i astronomię pod kierunkiem swojego brata, Caroline samodzielnie przetwarzała jego obserwacje i przygotowywała do publikacji katalogi mgławic i gromad gwiazd Herschela. Poświęcając dużo czasu na obserwacje, Caroline odkryła 8 nowych komet i 14 mgławic. Była pierwszą kobietą-naukowcem, która została uznana na równi z kohortą astronomów angielskich i europejskich, która wybrała ją na członka honorowego Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego w Londynie i Królewskiej Akademii Irlandzkiej