Стеклянный небосвод: Как женщины Гарвардской обсерватории измерили звезды - Дава Собел

Мори. Пикеринг, нечасто пользовавшийся восклицательными знаками, написал миссис Дрейпер: «Теперь можно утверждать почти наверняка, что она то двойная, то одинарная!» Впрочем, он тут же добавлял: «Трудно сказать, что это значит». Он подозревал, что Мицар, известная также как Дзета Большой Медведицы, может оказаться парой звезд с почти одинаковыми спектрами, расположенных слишком близко, чтобы различить их по отдельности даже в мощный телескоп.

Мисс Мори представляла себе двойной Мицар в образе двух осторожных дуэлянтов, которые кружат друг перед другом, соперничая за преимущество. С ее далекого наблюдательного пункта было трудно различить два тела по отдельности – даже невозможно, когда один из них заслонял другой на луче зрения. Но бойцы-близнецы Мицара излучали свет. Их движение относительно друг друга изменяло частоту световых волн: свет приближающейся звезды чуть смещался к синему концу спектра, удаляющейся – к красному. Это смещение увеличивало небольшой зазор между линиями K и создавало эффект удвоения.

Несколько месяцев Пикеринг и мисс Мори отслеживали невнятные изменения линии K Мицара, пока 17 мая 1889 года снова не увидели ее удвоение. На снимках, сделанных за несколько ночей до и через несколько ночей после удвоения, линия выглядела размытой – не то одинарной, не то двойной. Догадка мисс Мори насчет размытых линий оказалась верной.

В ближайшее воскресенье, когда у мисс Мори был выходной, она написала своей тетке – Энн Ладлоу Дрейпер, жене Дэниела, брата Генри. Чуть ли не все, о чем она рассказывала в этом длинном письме, вертелось вокруг темы одинарного и двойного. На прогулке в Бостонском общественном саду она видела «чудесную выставку тюльпанов, с одинарным и двойным венчиком, всех цветов». Она получила двойное членство в Ассоциации выпускниц Колледжа Вассара, сразу в Бостонском и Нью-Йоркском отделениях. «Я им сказала, что теперь у меня будет право голосовать дважды, но они, похоже, не испугались». Но самое интересное она приберегла под конец:

«Скажи дяде Дэну, что на днях профессору Пикерингу удалось сфотографировать двойную линию K Дзеты Большой Медведицы. Другие одинарные линии тоже оказались двойными, это, на мой взгляд, подтверждает его теорию о том, что изменения обусловлены вращением двух близких звезд одного класса друг вокруг друга. Это замечательно. Ее несколько месяцев пытались поймать на удвоении. Профессор Пикеринг полагает, что ее период обращения должен составлять около 50 дней, но пока еще не закончил расчетов. Конечно, рассказывать об этом публике нельзя, пока все не прояснится». Письмо она подписала: «С любовью, Антония».

Пикеринг составил предварительный отчет о результатах, не забыв поблагодарить «мисс Мори, племянницу доктора Дрейпера» за внимательное изучение спектра Мицара. Он послал рукопись миссис Дрейпер, которая привезла ее в Филадельфию на ежегодное заседание Национальной академии наук, где их общий друг Джордж Баркер зачитал полученные материалы на секции 13 ноября 1889 года. Баркер заверил Пикеринга, что новость о линии K «вызвала живой интерес».

Несколько недель спустя, 8 декабря, когда миссис Дрейпер присутствовала в обсерватории, линия K Мицара снова удвоилась точно по расписанию. Через несколько дней мисс Мори обнаружила двойную линию K у другой звезды, Беты Возничего (второй по яркости в этом созвездии). Теперь имелось два примера новооткрытых звездных пар, обнаруженных исключительно по спектральным характеристикам. Не прошло и недели, как миссис Флеминг установила третью потенциальную «спектроскопическую двойную звезду» на нескольких фотопластинках из Перу.

«Если все эти результаты стали следствием вашего недавнего визита к нам, – заискивал Пикеринг перед миссис Дрейпер, – разве это не достаточный довод в пользу того, чтобы вы приходили чаще?»

Миссис Дрейпер отвечала, что хотела бы польстить себе мыслью о том, «будто любопытные результаты, полученные во время того визита, были следствием моего присутствия; друзья часто называют меня "талисманом", но я сомневаюсь в своей способности приносить удачу». Тем не менее она заявила о своем «восхищении» новыми открытиями. Новые примеры помогут убедить некоторых членов Академии из числа присутствовавших на недавнем заседании, которые «считали, что у нас слишком разыгралось воображение». Очередным подтверждением стало независимое открытие еще одной спектрально-двойной звезды, тоже в конце 1889 года, Германом Карлом Фогелем из Потсдамской обсерватории.

Фогель использовал спектроскопию, чтобы ответить на другой вопрос: не «Из чего состоят звезды?» или «Как их классифицировать по группам?», а «С какой скоростью они приближаются к Земле или удаляются от нее на луче зрения?». По степени смещения определенных линий в их спектрах в сторону синей или красной области Фогель рассчитывал их лучевую скорость[7]. Иные мчались со скоростью под 50 км/с, то есть около 180 000 км/ч.

Продолжая фиксировать спектральные изменения Мицара, мисс Мори заключила, что составляющие его звезды обращаются вокруг общего гравитационного центра с периодом 52 дня. Для Беты Возничего, спектрально-двойной звезды, открытой ею лично, расчеты давали совсем уж короткий период – четыре дня. Изменения спектра Беты Возничего наблюдались на снимках, сделанных в течение всего одной ночи. Она рассчитала орбитальную скорость в обеих двойных системах. Ей казалось, что «километр в минуту» – огромная скорость, но эти звезды мчались со скоростью чуть ли не 200 км/с. Когда-то ее дядя Генри изучал спектры звезд, чтобы разобраться в их химическом составе, а теперь спектры позволяли узнать их скорость.

В 1890 году состоялась публикация главного труда миссис Флеминг – «Каталог звездных спектров Дрейпера» – в 27-м томе «Анналов Гарвардской обсерватории». Пикеринг вознаградил ее, повысив жалованье и воздав должное в предисловии: «Обработка фотопластинок была начата мисс Н. Фаррар, но основная доля работы – измерение и классификация всех спектров, а также подготовка каталога к публикации – была выполнена миссис М. Флеминг». Теперь она подписывалась как «Мина Флеминг». Помимо подвижнического труда по измерению и классификации спектров 10 000 звезд, она также выполнила квалифицированную корректуру 400-страничного каталога. Большинство страниц содержало таблицы размером 20 столбцов на 50 строк, суммарно – около миллиона цифр.

В дрейперовском каталоге звезды были рассортированы по характеру их спектральных линий не просто ради упорядочения, а в надежде открыть новые направления исследования. В частности, эта классификация побудила Пикеринга проанализировать распределение звезд по спектральному классу. Разглядывая светящуюся полосу Млечного Пути, он обнаружил преобладание звезд класса B. Эти звезды концентрировались вдоль Млечного Пути, как будто они были связаны друг с другом или с этой областью космоса. Солнце, звезда класса G, показалось Пикерингу совсем неродственным светилам Млечного Пути.

Тем временем мисс Мори продолжала разрабатывать собственную усовершенствованную систему классификации. Она собиралась увеличить число классов с 15, выделенных миссис Флеминг, до 22 и подразделить каждый на три или четыре подкласса, основанных на дальнейших тонкостях, которые она выявила в спектрах ярких звезд. Из-за зрительного перенапряжения мисс Мори пришлось обратиться к бостонскому окулисту, который выписал ей очки.

«Дорогая тетушка, – написала она своей двоюродной бабке Дороти Кэтрин Дрейпер 18 февраля 1890 года, – ныне я подбиваю результаты своих трудов в последние два года. Мою классификацию открывает короткое введение. Я очень опасалась, что профессор Пикеринг ее не одобрит, но он счел ее удовлетворительной и говорит, что с некоторыми поправками она заслуживает публикации. Конечно, подготовка полного описания потребует времени, и, похоже, перечисление всех подробностей выльется в увесистый том… Я постоянно ношу вашу черную шляпу, а ваш вязаный плед согревает меня ночами».

В своем четвертом годовом отчете о Мемориале Генри Дрейпера, вышедшем в 1890 году вскоре после каталога миссис Флеминг, Пикеринг объявил, что общее число снимков, сделанных через различные телескопы, достигло 7883. Другие обсерватории, отмечал он, «часто совершают ошибку», когда накапливают снимки, но не извлекают из них данные путем измерений и обсуждения. В Гарварде группа расчетчиц изучает снимки вот уже несколько лет, поэтому «во многих отношениях фотографии замещают сами звезды, а открытия проверяются и ошибки исправляются при дневном свете с помощью лупы, а не ночью с помощью телескопа». Здесь, как и в «Анналах», он ссылался на миссис Флеминг и мисс Мори, указывая имена обеих. Не кто иная, как племянница Генри Дрейпера, подчеркивал он, открыла удвоение спектральных линий Беты Возничего.

Следуя своей обычной практике, Пикеринг распространял четвертый годовой отчет о Мемориале Генри Дрейпера везде, где только можно. Он был опубликован, в частности, в Nature и других научных журналах. Наибольший интерес этот отчет вызвал