Кривая блеска Алголя
Кривая блеска Беты Лиры
Из этих двух гипотез более правдоподобной казалась гипотеза о затмениях. Она хорошо объясняла строгую периодичность изменения блеска и потому была принята большинством астрономов. Однако вплоть до 1889 года оставалась хотя и красивой, но всего лишь гипотезой. Доказал правоту Гудрайка астроном Герман Фогель, который работал в Потсдамской обсерватории. Для того чтобы показать, что Алголь состоит из двух компонентов, он применил спектральный анализ — метод, который в ту пору только входил в научный обиход. С помощью призмы Фогель разложил свет Алголя в спектр. Удивительным было то, что темные линии поглощения различных химических элементов то расходились, то сходились, так, как если бы принадлежали двум разным звездам. Это говорило о движении объектов: вследствие эффекта Доплера смещение линий в красную сторону спектра свидетельствует об удалении звезды от наблюдателя, а в фиолетовую — об ее приближении.
Наблюдения показали, что полный цикл расхождения и схождения линий составлял 2,87 суток, в точности совпадая с периодом переменности Алголя! Так гениальная догадка Гудрайка нашла свое подтверждение в строгих наблюдениях.
Сегодня нам известно, что две звезды, Алголь A и Алголь B, образуют очень тесную двойную систему: расстояние между ними в 16 раз меньше расстояния от Земли до Солнца.
Гудрайк продолжал поиск переменных звезд. Он обнаружил переменность звезды Бета Лиры (собственное ее имя — Шелиак). Ее период он определил, как 12 дней и 20 часов. По последним данным он составляет 12 дней и примерно 21,8 часов.
Блеск Беты Лиры колеблется от 3m,3 до 4m,1. Как известно сейчас, это двойная звездная система с двумя гигантскими солнцами, которые находятся друг от друга на таком небольшом расстоянии, что деформируют друг друга и обмениваются веществом, которое накапливается в огромном аккреционном диске вокруг звезды.
Изменение яркости Шелиака происходит за счет деформации звездной атмосферы. Если звезда, которая под действием гравитации своей близкой соседки приобрела дынеобразную форму, поворачивается к нам своей вытянутой стороной, то для зрителя она выглядит ярче, нежели в случае, в котором звезда кажется круглой. Но разница в блеске обеих звезд тоже играет роль. Основной минимум блеска (4m,1) имеет место, когда более темный красный гигант показывает свою наименьшую видимую поверхность; вторичный минимум (3m,7) имеет место, когда менее яркая звезда стоит перед большей звездой.
Еще одна звезда, переменность которой обнаружил Джон Гудрайк, — знаменитая звезда, обозначенная на звездных картах как Дельта Цефея, ставшая прототипом целого класса переменных звезд. Гудрайк не смог объяснить характер изменения ее блеска: быстрый его подъем и более медленный спад (форма кривой на графике напоминает акулий плавник). Сейчас мы знаем, что звезды типа Дельты Цефея, или, как называют их астрономы, цефеиды — это массивные яркие гигантские звезды желтого цвета. Они светят в тысячи или даже в десятки тысяч раз мощнее Солнца Причиной переменности является пульсация внешних слоёв цефеид, что приводит к периодическим изменениям радиуса и температуры их фотосфер. В цикле пульсации звезда становится то больше и холоднее, то меньше и горячее. Наибольшая светимость достигается при наименьшем диаметре.
Кривая блеска Дельты Цефея
Кривая блеска Миры Кита
В 1912 году американский астроном Генриетта Суон Ливитт обнаружила связь между средней яркостью и периодом пульсации цефеид. Эта связь означает, что, зная период, можно определить абсолютную яркость такой звезды, а затем, сравнив ее с видимым блеском, вычислить расстояние до нее. Цефеиды, таким образом, оказались полезны для определения расстояния до галактик, которые достаточно близки к нам, чтобы их можно было разрешить на отдельные звезды, среди которых можно найти цефеиды. Для более далеких галактик такими «маяками» служат вспышки сверхновых звезд.
Заметим еще, что упомянутая выше Мира, которую открыл Дэвид Фабрициус, тоже пульсирует, но характер ее пульсаций иной. Звезды такого типа выделены в отдельный класс — мириды. Мира — красная звезда-сверхгигант.
Джон Гудрайк был принят в Королевское общество 16 апреля 1786 года в возрасте 21 года. Но, возможно, он даже не узнал об этом событии, потому что всего через четыре дня, 20 апреля 1786 года, он умер от пневмонии. Один из залов университета Йорк назван в честь него в знак памяти.
Любой любитель астрономии может сейчас повторить наблюдения Джона Гудрайка и проследить за изменением блеска Алголя, Дельты Цефея и Беты Лиры. А для многих астрономов-любителей наблюдение переменных звезд, которых открыто уже многие тысячи, — серьезное, увлекательное дело, которое к тому же приносит пользу науке.
5. Вокруг Планеты Икс
С середины XIX в. все новые и новые методы и технологии приходят на службу астрономам.
Появляется фотография — и вскоре она становится основным методом, вытесняя визуальные наблюдения. Строятся все более крупные телескопы…
Открытия тоже не заставляют себя ждать. В 1846 году «на кончике пера», путем математических расчетов на основе анализа неправильностей в движении Урана, была открыта планета Нептун.
Но отклонения Урана от предвычисленного движения, пусть небольшие, все равно оставались. В течение долгого времени принято было считать, что они объясняются только существованием девятой планеты, лежащей за орбитой Нептуна. В научных кругах ее называли «планетой Икс».
Среди горячих сторонников этой гипотезы был американец Персиваль Лоуэлл (1855–1916). Это очень колоритная и своеобразная фигура в истории астрономии. Выходец из богатой семьи, наследник семейного бизнеса он получил образование в Гарварде, где изучал математику. Однако в дальнейшем Лоуэлл не захотел посвящать себя ни бизнесу, ни карьере профессора математики в том же Гарварде, отвергнув предложение этой должности. В 1880–1890 гг. он путешествует по Востоку — в основном по Японии и Корее. Итогом длительных (каждая по нескольку месяцев) поездок стали четыре книги, посвященные этим странам.
