1.2

2. Звезды

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

[1] Некоторые авторы называют «Большим Взрывом» лишь ту часть этой теории, согласно которой большинство атомных ядер образовались почти сразу после начала расширения, буквально в течение нескольких первых секунд.

[2] Хотя галактики, за небольшим исключением, удаляются от нас, это вовсе не означает, что мы находимся в центре Вселенной. В любой точке Вселенной наблюдатель увидит то же самое. Однако мы находимся в центре Вселенной, которую наблюдаем.

[3] Отметим, что яркая звезда, называемая Ригиль Центавра, смещается более чем на 3" в год. За последние 2 000 лет она изменила свое положение более чем на 2°. (Речь идет об известной звезде ± Центавра, носившей у арабов имя Ригиль-Кентаврус, что означает «нога Центавра». Не путать с звездой Ригель -І Ориона.- Примеч. ред.)

[4] Я записываю годы не в историческом, а в астрономическом стиле. Для годов нашей эры запись в обоих случаях одинаковая. Год, предшествующий 1 году, в историческом стиле записывается как 1 год до н. э; год, предшествующий 1 году до и. э., записывается как 2 год до н. э. и т. д. В соответствии с астрономическим стилем записи перед 1 годом был 0 год, перед 0 годом был (-1) год и т. д.

[5] Я часто использую это название, когда надо сослаться на работу Птолемея, написанную им примерно в 142 г. Многие авторы называют ее «Альмагест» Однако, то специфическое значение, которое имеет название «Альмагест», в данном случае определенно неприемлемо. Поэтому, ссылаясь на этот труд, я пользуюсь, на мой взгляд, более подходящим названием «Синтаксис», которое встречается у греков. Причины, заставившие меня отказаться от названия «Альмагест», изложены в разделе XIII.10

[6] Слова «появление «новой»» означают вспышку новой звезды, которая могла иметь место во времена Гиппарха (Примеч. ред.).

[7] Читатель, конечно, знает, что общепринятые астрономические названия созвездий Большой Ковш и Малый Ковш - Ursa Major и UrsaMinor, т. е. Большая Медведица и Малая Медведица.

[8] По принятой терминологии за буквенным или числовым обозначением следует родительный падеж латинского названия созвездия. Так, ґ Scorpii значит ґ Скорпиона. Звезда, которую я только что называл Ригиль Центавра, по системе Байера обозначается a Centauri. Ригиль-это название, данное ей мусульманскими астрономами