У гершель что открыл. Уран и "Звезда смерти": открытия Уильяма Гершеля. Дальнейшее изучение планеты Уран

26.06.2019

Рассказ об этой удивительной и во многом уникальной планете Солнечной системы мы начнём с истории её открытия. Как всё начиналось…

С древних времён люди знали о существовании пяти планет, которые видны невооруженным глазом: Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

Землю в древности, конечно, не считали планетой; она была центром мира, или центром Вселенной, пока не появился Коперник со своей гелиоцентрической системой мира.

Наблюдения невооруженным глазом Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна особой сложности не представляют, если, конечно, в данный момент планету не закрывает диск Солнца. Труднее всего наблюдать из-за его близости к Солнцу. Говорят, что Николай Коперник так и умер, ни разу не увидев этой планеты.

Следующая, располагающаяся за Сатурном, планета Уран была открыта уже в конце XVIII века знаменитым английским астрономом Уильямом Гершелем (1738-1822) . Похоже, что до той поры́ астрономы и не думали, что кроме наблюдавшихся многие века́ пяти планет, в Солнечной системе могут быть ещё какие-то неизвестные планеты. А ведь ещё Джордано Бруно (1548-1600) , родившийся через пять лет после смерти Коперника, был уверен, что в Солнечной системе могут быть и другие планеты, ещё не открытые астрономами.

И вот 13 марта 1781 г. во время очередного обычного обзора звёздного неба Уильям Гершель направил собственноручно изготовленный им телескоп-рефлектор в сторону созвездия Близнецов. Рефлектор Гершеля имел зеркало диаметром всего лишь 150 мм, но астроному удалось увидеть яркий объёмный, небольшой, но явно не точечный объект. Наблюдения в последующие ночи показали, что объект перемещается по небесному своду.

Гершель предположил, что он увидел комету. В сообщении об открытии «кометы» он, в частности, писал: "… когда я изучал слабые звёзды в соседстве с H Близнецов, я заметил одну, которая выглядела большей, чем остальные. Удивлённый её необычным размером, я сравнил её с H Близнецов и небольшой звездой в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и обнаружил, что она значительно больше любой из них. Я заподозрил, что это - комета".

Сразу после сообщения Гершеля за расчеты засе́ли лучшие математики Европы. Необходимо отметить, что во времена Гершеля подобные расчеты были исключительно трудоёмкими, потому что требовали выполнения вручную огромного количества вычислений.

Гершель продолжал наблюдать необычный небесный объект в виде небольшого ярко выраженного диска, который медленно смещался вдоль эклиптики. Через несколько месяцев два известных учёных - академик Петербургской академии наук Андрей Лескель и академик Парижской академии наук Пьер Лаплас закончили вычисление орбиты открытого небесного тела и доказали, что Гершель открыл планету, располагающуюся за Сатурном. Планета, названная позднее Ураном, отстояла от Солнца почти на 3 млрд. км. и превышала объём Земли́ более чем в 60 раз.

Это было величайшим открытием. Впервые в истории науки была обнаружена новая планета в дополнение к ранее известным пяти планетам, которые наблюдались на небе с незапамятных времён. С открытием Урана границы Солнечной системы как бы раздвинулись в два с лишним раза (, считавшийся до 1781 года самой дальней планетой Солнечной системы, находится на среднем расстоянии от Солнца в 1427 млн. км).

Как стало известно впоследствии, Уран наблюдали задолго до Гершеля не менее 20 раз, но всякий раз планету принимали за звезду. В практике астрономического поиска подобное не является редкостью.

Но этот факт нисколько не умаляет значение научного подвига Уильяма Гершеля. Здесь мы считаем уместным отметить трудолюбие и целеустремлённость этого выдающегося астронома, который, между прочим, начинал свою карьеру переписчиком нот в Лондоне, а потом дирижером и преподавателем музыки. Искусный наблюдатель и энергичный исследователь планет и туманностей, Гершель был также умелым конструктором телескопов. Для своих наблюдений он шлифовал зеркала вручную, работая без перерыва часто по 10 и даже 15 часов. В построенном им в 1789 году телескопе с длиной трубы 12 метров зеркало имело диаметр 122 см. Этот телескоп оставался непревзойденным до 1845 года, когда ирландский астроном Парсонс построил телескоп длиной около 18 метров с зеркалом диаметром 183 см.

Маленькая справка для интересующихся: телескоп, объективом которого является линза, называется рефрактором. Телескоп, объективом которого служит не линза, а вогнутое зеркало, называется рефлектором. Первый телескоп-рефлектор был построен Исааком Ньютоном.

Итак, уже в 1781 году учёные определили, что орбита Урана типично планетарная, почти круговая. Но хлопоты астрономов с этой планетой только начинались. Вскоре наблюдения показали, что движение Урана происходит не совсем по «правилам» движения, предписанным классическими ке́плеровскими законами движения планет. Проявлялось это в том, что Уран уходил вперед по сравнению с расчетным движением. Заметить это астрономам было не так уж трудно, ведь к концу XVIII века средняя точность наблюдений звёзд и планет была уже достаточно высокой - до трёх угловых секунд.

В 1784 году, через три года после открытия Урана, математики рассчитали более точную эллиптическую орбиту планеты. Но уже в 1788 году стало ясно, что корректировка элементов орбиты заметных результатов не дала, и расхождение между вычисленным и реальным расположе́ниями планеты продолжало увеличиваться.

Каждое явление в природе и жизни имеет свои причины. Учёным было понятно, что орбита Урана была бы строго эллиптической лишь в том случае, если бы на планету воздействовала только одна сила - тяготение Солнца. Для определения точной траектории и характера движения Урана необходимо было учесть гравитационные возмущения со стороны планет и, в первую очередь, со стороны Юпитера и Сатурна. Для современного исследователя, «вооруженного» мощным компьютером с возможностью моделирования самых различных ситуаций решение подобной задачи заняло бы не более одного-двух дней. Но в конце XVIII века для решения уравнений с десятками переменных ещё не было создано необходимого математического аппарата, вычисления превращались в длительный и кропотливый труд. В расчетах принимали участие такие известные учёные-математики как Лагранж, Клеро́, Лаплас и другие. Великий Леонард Эйлер также внёс свою лепту в эту работу, но не лично, конечно, т.к. уже в 1783 году его не стало, а своим методом определения орбит небесных тел из нескольких наблюдений, разработанным ещё в 1744 году.

Наконец в 1790 году были составлены новые таблицы движений Урана с учётом гравитационных воздействий со стороны Юпитера и Сатурна. Учёные понимали, конечно, что на движение Урана определенное влияние оказывают также планеты земной группы и даже крупные астероиды, но в тот период казалось, что возможные поправки в расчеты траектории, учитывающие это влияние, придётся вносить в достаточно отдалённом будущем. Задачу посчитали в целом решённой. А вскоре начались наполеоновские войны, и всей Европе стало не до науки. Людям, включая и любителей астрономии, нужно было гораздо чаще глядеть в ружейные и пушечные прицелы, нежели в окуляры телескопов.

Но после окончания наполеоновских войн научная активность европейских астрономов снова восстановилась.

И тут выяснилось, что Уран опять движется не так, как ему предписывали известные математики. Предположив, что в предыдущих расчетах была допущена ошибка, учёные перепроверили расчеты с учетом гравитационного влияния со стороны Юпитера и Сатурна. Возможное влияние других планет оказалось настолько незначительным по сравнению с наблюдаемым отклонением в движении Урана, что этим влиянием справедливо решили пренебречь. Математически расчёты оказались безупречными, но разница между расчетным положением Урана и его реальным положением на небосводе продолжала возрастать. Закончивший в 1820 году эти дополнительные расчеты французский астроном Алексис Бувард писал, что такая разница может объясняться "некоторым внешним и неизвестным влиянием". О характере «неизвестного влияния» были высказаны разные гипотезы, в том числе такие:
сопротивление газово-пылевых космических облаков;
воздействие неизвестного спутника;
столкновение Урана с кометой незадолго до открытия его Гершелем;
неприменимость в случаях больших расстояний между телами;
воздействие новой, пока ещё не открытой планеты.

К 1832 году Уран отставал от вычисленного А. Бувардом положения уже на 30 угловых секунд, и это отставание увеличивалось на 6-7 секунд в год. Для расчетов А. Буварда это означало полный крах. Из перечисленных гипотез проверку временем выдержали только две: несовершенство закона Ньютона и воздействие неизвестной планеты. Поиски неизвестной планеты начались, как и положено, с вычисления её положения на небе. Вокру́г открытия новой планеты развернулись события, полные драматизма. Кончилось тем, что новую планету в 1845 году открыл «на кончике пера», т.е. расчётным путём нашел место, где её нужно искать на небе, английский математик Джон Адамс. Год спустя, независимо от него такие же расчеты, но более точно, выполнил французский математик Урбе́н Лаверье́. А на небе новую планету открыли в ночь на 23 сентября 1846 года двое немцев: ассистент Берлинской обсерватории Иоганн Галле и его студент Генрих д‘Аррест. Планету назвали Нептуном. Но это уже другая история. Мы же коснулись истории открытия Непту́на исключительно потому, что на это открытие астрономов подтолкнуло «ненормальное» поведение Урана на орбите, ненормальное с точки зрения классической теории движения планет.

Как Уран получил своё название

А теперь кратко о том, как Уран получил это название. Французские учёные, всегда соперничавшие в науке с англичанами, не имели ничего против того, чтобы новую планету назвали именем Гершеля, её открывателя. Но Английское Королевское общество и сам Гершель предложили назвать планету Георгиумом Сидусом в честь короля Англии Георга III. Надо сказать, что это предложение было сделано не только из политических соображений. Этот английский монарх был большим любителем астрономии и, назначив в 1782 году Гершеля «Королевским астрономом», выделил ему необходимые средства для строительства и оснащения отдельной обсерватории близ Виндзора.

Но это предложение не было принято учёными многих стран. Тогда немецкий астроном Иоганн Боде, видимо, следуя установившейся традиции называть планеты и другие небесные тела именами мифических богов, предложил назвать новую планету Ураном. По греческой мифологии, Уран - бог неба и отец Сатурна, а Сатурн Хро́нос - бог времени и судьбы.

Но не всем нравились названия, связанные с мифами. И только через 70 лет, в середине XIX века, название Уран было принято научным сообществом.

Уважаемые посетители!

У вас отключена работа JavaScript . Включите пожалуйста скрипты в браузере, и вам откроется полный функционал сайта!

Открытие Урана было важным событием, и произошло в 1781 году. Сделал это Уильям Гершель, английский астроном. И случилось это благодаря его старательности, наблюдательности и целеустремленности.

Уильям Гершель — астроном первооткрыватель планеты Уран.

Уильям Гершель – одна из известнейших персон в астрономии. Ему принадлежит несколько открытий, в том числе и спутников Урана Титании и Оберона. Однако судьба этого человека была очень непростой, ведь изначально он был музыкантом в военном оркестре и им было написано 24 симфонии! Родился он в Германии в 1738 году, и переехал в Англию в 1775 году, во время службы в армии вместе со своим полком, откуда уволился ради музыки.

Путь к астрономии у Гершеля был извилистым. Сначала он увлекся математической теорией музыки, а математика привела его к оптике, а здесь уже заинтересовала и астрономия. А так как был он бедным, и купить готовый телескоп не мог себе позволить, то с 1773 года начал шлифовать зеркала и конструировать телескопы для себя и на продажу. Первым телескопом у него был с фокусным расстоянием в 7 футов (примерно 2 метра), с которым он тут же приступил к изучению неба.

Главное правило Гершеля при наблюдениях было простым – не оставлять неизученным ни одного, даже крохотного клочка неба. План, конечно, грандиозный, и до этого никто такого не делал. Помогала ему сестра, Каролина Гершель, которая тоже оставила свой след в истории астрономии благодаря своей самоотверженной работе с братом.

Открытие Урана

Спустя 7 лет упорных наблюдений необъятного неба, 13 марта 1781 года, Уильям направил свой 7-футовый телескоп в область между созвездиями Близнецов и Тельца. И был очень удивлен, когда одна из звезд рядом с ζ Тельца предстала перед ним не в виде яркой точки, а превратилась в диск. Гершель тут же сообразил, что видит вовсе не звезду, так как звезды при любом увеличении выглядят точками, меняется лишь их яркость.

7-футовый телескоп Гершеля, с помощью которого и был открыт Уран

Уильям попробовал наблюдать странный объект с разными окулярами, то есть меняя увеличение телескопа на все большее. Чем больше становилось увеличение, тем больше становился диск неизвестного объекта, хотя соседние звезды выглядели по-прежнему.

Озадаченный увиденным, Уильям продолжил наблюдения, и обнаружил, что неизвестное небесное тело обладает собственным движением относительно других звезд. Поэтому он решил, что обнаружил комету, хотя и странно, что у неё нет хвоста, и 17 марта сделал об этом запись в своем журнале.

В письме Королевскому обществу Гершель писал:

В первый раз я наблюдал эту комету с увеличением в 227 раз. Мой опыт показывает, что диаметр звёзд, в отличие от планет, не изменяется пропорционально при использовании линз с большей силой увеличения; поэтому я использовал линзы с увеличением 460 и 932 и обнаружил, что размер кометы увеличивался пропорционально изменению силы оптического увеличения, давая повод предположить, что это не звезда, так как размеры взятых для сравнения звёзд не изменялись. Более того, при большем увеличении, чем позволяла её яркость, комета становилась размытой, плохо различимой, тогда как звёзды оставались яркими и чёткими - как я и знал на основании проведённых мной тысяч наблюдений. Повторное наблюдение подтвердило мои предположения: это действительно была комета.

Как только о странной комете стало известно в кругу астрономов, она привлекла пристальное внимание. Уже в апреле Королевский астроном Невил Маскелайн предположил, что этот объект может быть как кометой, так и планетой, неизвестной ранее. Дальше последовала рутинная работа – наблюдения, вычисление орбиты. И в 1783 году Гершель признал факт, что открытый им странный объект является планетой и назвал её в честь короля Георгом. 11 января 1787 года в один день он открыл еще и пару спутников Урана – Титанию и Оберон. В следующие 50 лет никто не мог их увидеть – не хватало мощности телескопов. Сейчас у Урана известно 27 спутников. Однако открытие Урана стало одним из крупнейших в жизни этого ученого.

Дальнейшая судьба Уильяма Гершеля

За заслуги король Георг III назначил Уильяму Гершелю пожизненную стипендию в 200 фунтов, что по тем временам было немалыми деньгами. С 1782 года он вплотную занялся совершенствованием конструкции телескопов и в 1789 году построил самый большой телескоп в мире – с диаметром зеркала 126 см и фокусным расстоянием в 12 метров.

Крупнейший телескоп, построенный Уильямом Гершелем.

За свою жизнь Гершель сделал немало открытий. Например, раньше считалось, что двойные звезды на самом деле просто так расположены на небе, что кажутся близкими. Гершель доказал, что некоторые из них представляют собой звездные системы. Он первым сделал вывод, что наша галактика Млечный Путь на самом деле плоский звездный диск, а Солнечная система находится внутри него. Ему принадлежит немало других открытий, но это уже совсем другая история.

Стоит заметить, что по сути Уильям Гершель был астрономом-любителем, посвятившим немалую часть своей жизни этой науке. В его честь назван кратеры на Луне, на Марсе, и на Мимасе, и некоторые проекты.

Фотография Урана. Видны кольца.

А что касается Урана, то о нем долгое время было мало что известно. Эта планета внешне не представляет собой ничего примечательного – на нем даже не заметно никаких деталей, просто голубой диск. Однако 1977 году у нее были открыты кольца (еще в 1789 году Гершель утверждал, что видел кольцо Урана, но ему не поверили), а затем космические исследования дали немало новых данных. И оказалось, что Уран – довольно незаурядный мир, способный удивить своих исследователей. Но это – тема отдельной статьи.

> Уильям Гершель

Биография Уильяма Гершеля (1738-1781 гг.)

Краткая биография:

Место рождения : Ганновер, Брауншвейг-Люнебург, Священная Римская империя

Место смерти : Слау, Бакингемшир, Англия

– английский астроном: биография, фото, первооткрыватель планеты Уран, рефлекторный телескоп, двойные звезды, туманности, размеры Млечного Пути.

В конце XVII начале XVIII веков знания астрономии о космосе ограничивались Солнечной системой. Не было известно о том, что собой представляют звезды, как они распределены в космическом пространстве, сколько составляет расстояние между ними. Возможность более детального изучения устройства Вселенной с использованием более мощных телескопов, связывают с деятельностью, проводимой в данном направлении английским астрономом Уильямом Гершелем.

Родился Фридрих Уильям Гершель в Ганновере 15 ноября 1738 года. Его отец - военный музыкант Исаак Гершеля и мать – Анна Ильза Морицен, были родом из Моравии, которую вынуждены были оставить и переехать в Германию. В семье царила интеллектуальная атмосфера, а сам будущий ученый получил достаточно разностороннее, но не систематическое образование. Судя по «биографической записке», письмам и дневнику самого Вильгельма, воспоминаниям его сестры Каролины, Уильям Гершель был очень трудолюбивым и увлеченным человеком. Занимаясь математикой, философией и астрономией он проявлял недюжинные таланты к точным наукам. Этот незаурядный человек был одарен музыкальным талантом и в 14 лет стал играть в военном оркестре полка в Ганновере. Прослужив четыре года в ганноверском полку, он в 1757 году едет в Англию, куда ранее переехал его брат Яков.

Будучи бедным, Гершель зарабатывает в Лондоне, переписывая ноты. В 1766 году он переезжает в город Бат, где становится известным исполнителем, дирижером и педагогом по музыке и приобретает определенное положение в обществе. Музыка кажется ему слишком простым занятием, а тяга к естествознанию и самообразование влекут его к точным наукам и более глубокому познанию мира. Занимаясь изучением математических основ музыки, он постепенно переключается на математику и астрономию.

Он приобретает ряд известных книг по оптике и астрономии, а такие труды, как «Полная система оптики» Роберта Смита и «Астрономия» Джеймса Фергюсона, стали его главными настольными пособиями. Тогда же, в 1773 году он первый раз увидел звездное небо через телескоп, фокусное расстояние которого составляло 75 см. Столь малое увеличение абсолютно не удовлетворило исследователя и, купив все необходимые материалы и инструменты, он самостоятельно изготовил зеркало для телескопа.

Не смотря на значительные трудности, в том же году Уильям Гершель изготовил рефлектор, который имел фокусное расстояние больше 1,5 м. Он сам вручную выполнял шлифовку зеркал, трудясь над своим детищем до 16 часов в сутки. Специальную машину для такой обработки Гершель создал только спустя 15 лет. Работа была не только трудоемкой, но и очень опасной. Однажды при выполнении заготовки зеркала произошел взрыв в плавильной печи.

В работе ему всегда помогали брат Александр и младшая сестра Каролина. Тяжелый, самоотверженный труд был вознагражден хорошими результатами и зеркала, изготовленные из сплава олова и меди, получились качественными и позволяли увидеть круглые изображения звезд.

По словам американского астронома Ч. Уитни, семейство Гершелей за период с 1773 по 1782 полностью превратились из музыкантов в астрономов.

Свой первый обзор звездного неба Гершель провел в 1775 году. Он все еще зарабатывал себе средства на жизнь музыкой, но его страстным увлечением стали наблюдения за звездным небом. В свободное от музыкальных уроков время он изготавливал зеркала для телескопов, вечером давал концерты, а ночью снова наблюдал за звездами. Гершель предложил новый метод «звездных черепков», который позволял подсчитать количество звезд на отдельных участках неба.

Наблюдая небо ночью 13 марта 1781 года, Гершель наблюдал необычное явление. Изучая звезды, соседствующие с созвездием Близнецов, он заметил одну звезду, которая была больше всех остальных. Он визуально сравнил ее с Н Близнецов и другой небольшой звездой, расположенной в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и увидел, что она действительно больше любой из них. Гершель решил, что это комета. Большой объект имел выраженный диск и отклонялся от эклиптики. Ученый сообщил о комете другим астрономам и продолжил ее наблюдение. Позже известные ученые - академик Парижской академии наук П. Лаплас и академик Петербургской академии наук Д.И. Лексель,- вычислили орбиту этого объекта и доказали, что Вильгельм Гершель открыл новую планету, которая расположена за Сатурном. Эту планету назвали Уран, она была в 60 раз больше Земли и удалена на расстояние 3 млрд. км. от Солнца. Открытие новой планеты принесло Гершелю известность и славу. Это была самая первая планета, которую удалось обнаружить ученым.

Уже через девять месяцев после обнаружения планеты Уран, 7 декабря 1781 года, Уильяма Гершеля избирают членом королевского астрономического общества Лондона, он получил докторскую степень Оксфордского университета и золотую медаль Лондонского королевского общества. Был избран почетным членом Петербургской академии в 1789 году.

Это событие положило начало его карьере. Король Георг III, который сам проявлял интерес к астрономии, дал ему в 1782 году должность королевского астронома с доходом 200 фунтов в год. Король выделил средства для строительства обсерватории в городке Слоу, около Виндзора. С присущей ему увлеченностью Гершель приступил к астрономическим наблюдениям. Биограф ученого, Араго, писал, что тот покидал свою обсерваторию только лишь для того, чтобы доложить королевскому обществу о результатах своей самоотверженной деятельности.

Много времени Гершель уделяет усовершенствованию конструкций телескопов. Он убрал из привычной конструкции второе малое зеркало, что значительно улучшило яркость получаемого изображения. Свои работы он вел в направлении увеличения диаметра зеркал. В 1789 году был собран гигантский телескоп, который имел трубу 12 метров длиной, а диаметр зеркала составил 122 см. Возможности этого телескопа были превзойдены только в 1845 году, когда астроном из Ирландии Парсонс создал еще больший аппарат, длина которого достигала 18 метров, а диаметр зеркала – 183 см.

Возможности нового телескопа позволили Гершелю совершить открытие двух спутников планеты Сатурн и двух спутников Урана. Вильгельму Гершелю принадлежит заслуга в открытии сразу нескольких новых небесных тел, но его самые выдающиеся открытия состоят не только в этом.

Еще до исследований Гершеля было известно о существовании десятков двойных звезд. Их считали случайным сближением звезд, и не было сведений об их распространенности на просторах Вселенной. Исследуя различные участки звездного пространства, Гершель открыл более 400 таких объектов. Он провел исследования по измерению расстояния между ними, изучил видимый блеск и цвет звезд. Некоторые звезды, которые ранее считались двойными, оказались состоящими из трех или четырех объектов. На основании проведенных наблюдений ученый сделал вывод, что двойные и кратные звезды представляют из себя систему из физически связанных друг с другом звезд, которые вращаются вокруг единого центра тяжести в полном соответствии с законом всемирного тяготения.

Впервые в истории астрономии, Уильям Гершель занимался систематическим наблюдениям за двойными звездами. Еще с древних веков человечеству были известны две туманности – туманность в созвездии Ориона и в созвездии Андромеды, которые можно было увидеть без специальной оптики. В XVIII веке при помощи мощных телескопов было открыто множество новых туманностей. Философ Кант и астроном Ламберт считали туманности звездными системами, подобными Млечному Пути, но удаленными от Земли на огромные расстояния, из-за которых отдельные звезды различить не возможно.

Использую мощности своих постоянно совершенствующихся телескопов, Гершель открывал и изучал все новые туманности. Составленный им и выпущенный в 1786 году каталог описывал около 2500 таких объектов. Он не только искал новые туманности, но и изучал их природу. Благодаря мощным телескопам стало понятно, что туманность – это скопление отдельных звезд, значительно удаленных от нашей солнечной системы. Иногда туманность оказывалась единичной планетой, окруженной кольцом из тумана. Другие туманности не удалось разделить на отдельные звезды, даже используя телескоп с 122-сантиметровым зеркалом.

Первоначально Гершель считал, что все туманности и есть скопления отдельных звезд, а те, которые невозможно рассмотреть, расположены очень далеко и разложатся на отдельные звезды при использовании более мощного телескопа. Но он допускал, что отдельные из существующих туманностей, могут быть самостоятельными звездными системами, расположенными за пределами Млечного пути. Исследование туманностей показали их сложность и многообразие.

Неутомимо продолжая свои наблюдения, Уильям Гершель пришел к заключению, что некоторые из туманностей невозможно разложить на отдельные звезды, потому что они состоят из более разреженного вещества, которое он называл светящейся жидкостью.

Ученый сделал вывод, что во вселенной широко распространены звезды и туманное вещество. Была интересна роль этого вещества и его участие в образовании звезд. Гипотеза об образовании звездных систем из рассеянного в космосе вещества была выдвинута в 1755 году. Вильгельм Гершель высказал оригинальную гипотезу, что туманности, которые не разлагаются на отдельные звезды и есть первоначальная стадия процесса образования звезды. Туманность постепенно уплотняется и образует либо одиночную звезду, первоначально окруженную туманной оболочкой, либо скопление нескольких звезд.

Кант предполагал, что все звезды, составляющие Млечный Путь образовались в одно время, а Гершель первым высказал мысль о том, что звезды могут иметь различный возраст, их образование имеет непрерывный характер и продолжается в настоящее время.

Такая идея не нашла поддержки и понимания, и представление о единовременном образовании всех звезд долгое время преобладало в науке. И только во второй половине прошлого века в результате достижений астрономии, особенно работ советских ученых, было доказано различие в возрасте звезд. Было изучено множество звезд, возраст которых составлял от нескольких миллионов до миллиардов лет. Современная наука в общих закономерностях подтвердила гипотезы и предположения Гершеля о природе туманностей. Было установлено, что в нашей галактике и других галактиках широко распространены газовые и пылевые туманности. Природа этих образований оказалась гораздо сложнее, чем мог предполагать ученый.

Он правильно полагал, как Кант и Ламберт, что отдельные туманности являются системами звезд и расположены слишком далеко, но со временем можно будет увидеть их отдельные звезды при помощи более совершенных приборов.

В XVIII веке было выявлено, что многие звезды движутся. При помощи расчетов Гершель смог доказать движение солнечной системы в направлении созвездия Геркулеса.

Основной своей целью он считал изучение строения системы Млечный путь, определение ее размеров и формы. Деятельность в этом направлении он вел на протяжении нескольких десятков лет. Он не знал размеров звезд, расстояний между ними, из расположения, но предположил, что все звезды имеют примерно одинаковую светимость, расположены равномерно и расстояния между ними примерно равно, а к центру этой системы расположено солнце. При помощи своего гигантского телескопа он производил расчеты количества звезд на отдельном участке неба и таким образом пытался определить, насколько далеко и в каком направлении простирается галактика Млечный Путь. Ему было не известно явление поглощения света в космическом пространстве, и он считал, что гигантский телескоп позволит увидеть самые дальние звезды нашей галактики.

Сегодня известно, что звезды имеют разную светимость и распределяются в пространстве неравномерно. А размеры Галактики не дают возможности увидеть ее границы даже в гигантский телескоп. Поэтому Гершель не смог правильно определить форму, размеры Галактики и положение Солнца в ней. Высчитанные им размеры Млечного пути оказались значительно занижены.

Наряду с этим он занимался и другими исследованиями в области астрономии. Гершель смог разгадать природу излучения солнца и определил, что в его составе есть тепловые, световые и химические, невидимые глазом, лучи. Этим он предугадал открытие инфракрасного и ультрафиолетового излучения, выходящего за пределы солнечного спектра.

Начиная свою работу в области астрономии, как любитель, он отдавал своему увлечению все свободное время. Источником финансовых средств для него на протяжении долгого времени оставалась музыкальная деятельность. Только к старости Гершель получил достаточные финансовые возможности для проведения своих научных изысканий.

Этот человек являл в себе сочетание прекрасных человеческих качеств и талант настоящего ученого. Гершель был терпеливым и последовательным наблюдателем, целеустремленным и неутомимым исследователем, глубоким мыслителем. На самом пике своей известности он все равно оставался для окружающих простым, душевным и обаятельным человеком, что свидетельствует о его благородной и глубокой натуре.

Свой научный азарт и увлеченность исследовательской деятельностью он смог передать своим близким и родным людям. Огромную помощь в научных изысканиях оказала его сестра Каролина, которая с его помощью изучила астрономию и математику, обработала научные наблюдения брата, подготовила для опубликования каталоги туманностей и звездных скоплений, которые он открыл и описал. Проводя самостоятельные исследования, Каролина открыла 8 комет и 14 новых туманностей. Она была признана астрономами Англии и Европы, и избрана почетным членом королевского астрономического общества в Лондоне и Ирландской королевской академии. Каролина была первой женщиной, занимающейся исследованиями и удостоенной такими званиями.

Уильям Гершель. Фото: gutenberg.org

233 года назад, 13 марта 1781 года, в доме номер 19 на улице Нью Кинг в городе Бат, графства Сомерсет английский астроном Уильям Гершель открыл Уран. Седьмая планета Солнечной системы принесла ему славу и вписала его имя в историю..

Уран

До Уильяма Гершеля все, наблюдавшие Уран, принимали его за звезду. Свой шанс упустили Джон Флемстид в 1690 году, Пьер Лемонньер в промежутке между 1750 и 1769 годами (а он, надо отметить, видел Уран по меньшей мере 12 раз).

13 марта 1781 года, используя телескоп собственной конструкции, Гершель обнаружил небесное тело. В своем дневнике он отметил, что, возможно, увидел комету. Последующие недели показали, что объект перемещается по небу. Тогда ученый еще больше утвердился в своей гипотезе.

Уран и его спутник Ариель (белая точка на фоне планеты). Фото: solarsystem.nasa.gov

Однако несколько месяцев спустя русский астроном с финско-шведскими корнями Андрей Иванович Лексель совместно с парижским коллегой Пьером Лапласом рассчитали орбиту небесного тела и доказали, что открытый объект является планетой.

Планета находилась на расстоянии почти 3 мдрд километров от Солнца и превышала объем Земли больше чем в 60 раз. Гершель предложил назвать ее Georgium Sidus – "Звезда Георга" – в честь правящего короля Георга III. Он мотивировал это тем, что в просвещенное время давать планетам имена в честь греческих богов или героев было бы весьма странно. Тем более, по мнению Гершеля, при разговоре о любом событии всегда возникает вопрос – когда оно произошло. И название "Звезда Георга" точно бы указывало на эпоху.

Однако за пределами Британии предложенное Гершелем имя не снискало популярности, и вскоре появились альтернативные версии. Уран предлагали назвать в честь его первооткрывателя, также выдвигались версии "Нептун", "Нептун Георга III" и даже "Нептун Великобритании". В 1850 году было утверждено привычное сегодня имя.

Спутники Урана и Сатурна

В XVIII веке было открыто пять небесных тел, не считая кометы. И все эти достижения принадлежат Гершелю.

Через шесть лет после открытия Урана Гершель обнаружил у планеты первые спутники. 11 января 1787 года были открыты Титания и Оберон. Правда, имена они получили не сразу и более 60 лет фигурировали как Уран-II и Уран-IV. Под номерами I и III шли Ариель и Умбриель, открытые Уильямом Ласселем в 1851 году. Названия спутникам дал сын Гершеля, Джон. Отойдя от сложившейся традиции именовать небесные тела в честь персонажей греческой мифологии, он выбрал персонажей магических – королеву и короля фей Титанию и Оберона из комедии "Сон в летнюю ночь" Уильяма Шекспира и сильфиду Ариель и гнома Умбриель из поэмы "Похищения локона" Александра Поупа.
Кстати, спутники, открытые Гершелем, в те времена были различимы только в его телескоп.

Спутник Сатурна Мимас. Фото: nasa.gov

В 1789 году с разницей примерно в 20 дней астроном открыл два спутника у Сатурна: 28 августа он обнаружил Энцелад, а 17 сентября – Мимас. Первоначально – Сатурн I и Сатурн II, соответственно. Имена им также дал Джон Гершель. Но, в отличие от Урана, у Сатурна уже были открытые ранее спутники. Поэтому новые названия были связаны с греческой мифологией.

С Мимасом связано интересное наблюдение, сделанное фанатами фантастической саги "Звездные войны". Если смотреть на спутник под определенным углом, то он напоминает боевую станцию "Звезда смерти".

Двойные звезды

Начав заниматься астрономией, Гершель сфокусировал свои наблюдения на парах звездах, расположенных к друг другу слишком близко. Раньше считалось, что их сближение случайно. Но Гершель доказал, что это не так. Наблюдая за ними в телескоп, он обнаружил, что звезды обращаются одна вокруг другой по орбите, подобно вращению планет.

Так были открыты двойные звезды – звезды связанные в одну систему силами тяготения. Около половины звезд в нашей галактике являются двойными. В такую систему могут входить черные дыры или нейтронные звезды, поэтому для астрофизики открытие Гершеля имело большое значение.

Инфракрасное излучение

В феврале 1800 года Гершель тестировал фильтры различных цветов для наблюдения пятен на Солнце. Он заметил, что некоторые из них нагреваются больше остальных. Тогда при помощи призмы и термометра, он пытался определить температуру различных участков видимого спектра. При движении от фиолетовой полосы к красной столбик термометра полз вверх.

Открытие инфракрасного излучения. Фото: nasa.gov

Гершель думал, что там, где кончится видимая часть красного спектра, термометр покажет комнатную температуру. Но, к его удивлению, температура продолжала повышаться. Так было положено начало изучению инфракрасного излучения.

Кораллы

Гершель оставил свой след не только в астрономии, но и в биологии. Об этой стороне его деятельности известно не так много.Однако Гершель первым доказал, что кораллы – не растения. Несмотря на то, что средневековый азиатский ученый Аль-Бируни отнес губки и кораллы к классу животных, отмечая их реакцию на прикосновения, их продолжали считать растениями.

Уильям Гершель с помощью микроскопа определил, что у кораллы имеют клеточную мембрану, как у животных.

Знаете ли вы…

До такого как увлечься астрономией и совершить свои удивительные открытия, Уильям Гершель был музыкантом. Он был полковым гобоистом в Ганновере, затем перебрался в Англию, где устроился органистом и учителем музыки. Изучая теорию музыки, Гершель увлекся математикой, затем оптикой и наконец − астрономией.
Он написал в общей сложности 24 симфонии для больших и малых оркестров, 12 концертов для гобоя, два концерта для органа, шесть сонат для скрипки, виолончели и клавесина, 12 сольных произведений для скрипки и баса-континуо (генерал-бас), 24 каприччио и одну сонату для скрипки-соло, одно анданте для двух бассетгорнов, гобоев и фаготов.
Его произведения до сих пор исполняются оркестрами и их можно послушать .

Марьяна Пискарева

Уран - открыт Уильямом Гершелем в 1781 году. Уран имеет 27 спутников и 11 колец.
Среднее расстояние от Солнца	2871 млн. км.
Масса	8,68·10 25 кг
Плотность	1,30 г/см 3
Экваториальный диаметр	51118 км
Эффективная температура	57 К
Период вращения вокруг оси	0,72 земных суток
Период вращения вокруг Солнца	84,02 земных лет
Крупнейшие спутники	Титания, Оберон, Ариэль, Умбриэль
Титания - октрыта У.Гершелем в 1787 году
Среднее расстояние до планеты	436298 км
Экваториальный диаметр	1577,8 км
Период обращения вокруг планеты	8,7 земных суток

В ряду самых важных открытий, которые принадлежат исследователям Вселенной, одно из первых мест занимает открытие седьмой большой планеты Солнечной системы - Урана. События, подобного этому, в истории больше не было, и оно заслуживает, чтобы рассказать о нем подробнее. А началось с того, что в поисках заработка в Англию приехал молодой немецкий музыкант по имени Уильям Гершель (1738-1822).

Еще в детстве Уильяму попалась в руки книга Роберта Смита "Система оптики", и под ее влиянием у него появилась большая тяга к астрономии.

В начале 1774 года Уильям построил свой первый зеркальный телескоп с фокусным расстоянием около 2 м. В марте того же года он приступил к регулярным наблюдениям звездного неба, предварительно дав себе слово "не оставлять ни одного, даже самого ничтожного клочка неба без надлежащего исследования". Таких наблюдений еще никто не проводил. Так началась карьера Уильяма Гершеля как астронома. Верной помощницей Гершеля во всех его делах была Каролина Гершель (1750-1848). Эта самоотверженная женщина смогла подчинить свои личные интересы научным увлечениям брата. А брат ее, поставивший перед собой грандиозную "звездную цель", постоянно стремился совершенствовать средства наблюдений. Вслед за 7-футовым телескопом он сооружает 10-футовый, а затем и 20-футовый.

Позади уже было семь лет напряженных исследований неизмеримого звездного "океана", когда наступил вечер 13 марта 1781 года. Воспользовавшись ясной погодой, Уильям решил продолжить свои наблюдения; записи в журнале вела сестра. В тот памятный вечер он задался целью определить положение некоторых двойных звезд в области неба, расположенной между "рогами" Тельца и "ногами" Близнецов. Ничего не подозревая, Уильям направил туда свой 7-футовый телескоп и был поражен: одна из звезд светилась в виде маленького диска.

Все звезды без исключения видны в телескоп светящимися точками, и Гершель сразу понял, что странное светило - не звезда. Чтобы окончательно убедиться в этом, он дважды произвел замену окуляра телескопа на более сильный. С возрастанием увеличения трубы диаметр диска неизвестного объекта тоже увеличивался, в то время как у соседних звезд ничего подобного не наблюдалось. Отойдя от телескопа, Гершель стал вглядываться в ночное небо: таинственное светило было едва различимо простым глазом...

Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19,182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн. км. Эксцентриситет орбиты равен 0,047, то есть орбита довольно близка к круговой. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 0,8°. Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84,01 земного года. Период собственного вращения Урана составляет приблизительно 17 часов. Существующий разброс при определении значений этого периода обусловлен несколькими причинами, из которых основными являются две: газовая поверхность планеты не вращается как единое целое и, кроме того, на поверхности Урана не обнаружено заметных локальных неоднородностей, которые помогли бы уточнить длительность суток на планете.
Вращение Урана обладает рядом отличительных особенностей: ось вращения почти перпендикулярна (98°) к плоскости орбиты, а направление вращения противоположно направлению обращения вокруг Солнца, то есть обратное (из всех других больших планет обратное направление вращения наблюдается только у Венеры).

Дальнейшие наблюдения показали, что загадочный объект обладает собственным движением относительно окружающих его звезд. Из этого факта Гершель заключил, что он открыл комету, хотя никакого хвоста и туманной оболочки, присущих кометам, не было видно. О том, что это могла быть новая планета, Гершель даже не помышлял.

26 апреля 1781 года Гершель представил в Королевское общество (Английскую академию наук) "Сообщение о комете". Вскоре астрономы принялись наблюдать новую "комету". Они с нетерпением ждали того часа, когда гершелевская комета приблизится к Солнцу и подарит людям феерическое зрелище. Но "комета" по-прежнему медленно совершала свой путь где-то у границ солнечных владений.

К лету 1781 года количество наблюдений странной кометы было уже вполне достаточным для однозначного вычисления ее орбиты. Их выполнил с большим мастерством петербургский академик Андрей Иванович Лексель (1740-1784). Он первый установил, что Гершель открыл вовсе не комету, а новую, еще никому не известную планету, которая движется по почти круговой орбите, расположенной в 2 раза дальше от Солнца, чем орбита Сатурна, и в 19 раз дальше, чем орбита Земли. Лексель определил также период обращения новой планеты вокруг Солнца: он был равен 84 годам. Итак, Уильям Гершель оказался первооткрывателем седьмой планеты Солнечной системы. С ее появлением радиус планетной системы увеличился сразу в 2 раза! Такого сюрприза никто не ожидал.

Известие об открытии новой большой планеты быстро разнеслось по всему миру. Гершель был награжден золотой медалью, избран членом Королевского общества, ему были присвоены многие научные степени, в том числе почетного члена Петербургской Академии наук. И, конечно, скромного "любителя звезд", ставшего вдруг мировой знаменитостью, пожелал увидеть сам английский король Георг III. По повелению короля Гершеля вместе с его инструментами доставили в королевскую резиденцию, и весь двор увлекся астрономическими наблюдениями. Очарованный рассказом Гершеля, король произвел его в должность придворного астронома с ежегодным окладом в 200 фунтов. Теперь Гершель смог целиком посвятить себя астрономии, а музыка осталась для него лишь приятным развлечением. По предложению французского астронома Жозефа Лаланда планета некоторое время носила имя Гершеля, а в дальнейшем ей по традиции присвоили мифологическое название - Уран. Так в Древней Греции назывался бог неба.

Получив новое назначение, Гершель поселился с сестрой в местечке Слоу, поблизости от Виндзорского замка - летней резиденции английских королей. С удвоенной энергией принялся он за организацию новой обсерватории.

Невозможно даже перечислить все научные достижения Гершеля. Им были открыты сотни двойных, кратных и переменных звезд, тысячи туманностей и звездных скоплений, спутники у планет и многое другое. Но только открытия Урана было бы достаточно, чтобы имя пытливого астронома-самоучки навсегда вошло в историю развития мировой науки. А домик в Слоу, в котором когда-то жил и работал Уильям Гершель, ныне известен как "Дом-обсерватория". Доминик Франсуа Араго назвал его "уголком мира, в котором было сделано наибольшее число открытий".