Василий Яковлевич Струве

Даже если бы этот немецкий филолог не сделал никаких открытий в астрономии, он навсегда вошёл бы в её историю как основатель Пулковской обсерватории — «астрономической столицы мира» XIX столетия. Фридрих Георг Вильгельм Струве (таково его настоящее имя), однако, не только сделал множество замечательных открытий, но явился по сути основателем российской астрономической школы. Его ученики заняли профессорские кафедры во всех ведущих университетах России. Струве стал и родоначальником династии учёных, которая почти полтора столетия работала в области астрономии. Его сын Отто Васильевич Струве (1819-1905) сменил в 1862-1889 гг. своего отца на посту директора Пулковской обсерватории. В Пулково, Кенигсберге и Харькове блистали его внуки Герман Оттович Струве (1854-1920) и Людвиг Оттович Струве (1858-1920). Из представителей этой династии наибольшую известность в астрономии приобрел его правнук Отто Людвигович Струве (1897-1963), который после Октябрьского переворота 1917 г. вынужден был уехать из России и получил всемирную известность уже как американский астрофизик.
Фридрих Георг Вильгельм Струве родился 15 апреля 1793 г. в Альтоне, тогда приграничном датском городке (ныне пригород Гамбурга). Он был пятым ребёнком в большой дружной семье. Его отец, директор гимназии, самостоятельно руководил домашним обучением Вильгельма. Он преподавал ему древние языки и классическую литературу.
Весной 1808 г. в Гамбурге Вильгельма схватили французские вербовщики. Тогда почти вся Западная Европа была оккупирована войсками Наполеона. 15-летний Вильгельм был рослым и сильным юношей. Он выпрыгнул из окна второго этажа, где его заперли французы, и добрался до Альтоны, которая принадлежала нейтральной Дании. Хотя Вильгельм избежал участи наёмного солдата, его родители были очень встревожены и отправили сына в Россию — в Дерптский университет (ныне Тартуский университет, Эстония). В 15 лет Вильгельм поступил на его филологическое отделение, которое закончил досрочно, получив золотую медаль за сочинение об александрийских грамматиках. Но под влиянием физика Георга Паррота он начал интересоваться физико-математическими науками, и особенно астрономией.
В 20 лет Струве присвоили учёную степень магистра. Его диссертация была посвящена определению географического положения Дерптской университетской обсерватории, астрономом-наблюдателем которой он являлся. В том же году он стал профессором университета. Несмотря на это, ему самому пришлось устанавливать и испытывать новые астрономические инструменты. Он организовал на обсерватории научную работу и начал публиковать её труды — «Летописи». В 1818г. Струве был назначен директором обсерватории и возглавил вновь созданную кафедру астрономии.
С 1819 г. Струве вёл наблюдения двойных и кратных звёзд, открытых Уильямом Гершелем. У этих звёзд в 1802 г. Гершель обнаружил обращение компонент (см. статью «Звёздные пары»). В 1822 г. Струве опубликовал первый каталог двойных звёзд, который содержал сведения о 795 системах. Он был удостоен Золотой медали Лондонского королевского астрономического общества. В декабре 1826 г. Струве избрали почётным членом Петербургской Академии наук, а в 1832 — её действительным членом. В 1834 г. он получил права русского дворянина и звание действительного статского советника.
В 1825-1827 гг. Струве с помощью самого крупного в мире рефрактора Дерптской обсерватории с объективом диаметром 244 мм, изготовленным Йозефом Фраунгофером, провёл наблюдения 120 тыс. звёзд ярче 9-й звёздной величины. На каждую звезду Струве в среднем тратил 12с. На основе этих наблюдений он опубликовал свой первый каталог 3112 двойных звёзд, которые систематизировал по группам в зависимости от углового расстояния между компонентами. В 1827 г. Струве был избран членом Лондонского королевского общества.
По мере наблюдений учёный публиковал новые каталоги в 1837 и 1852 гг. В предисловии к каталогу 1837 г. он писал о несомненном обращении спутника вокруг главной звезды в 58 парах. В описании каталога 1852 г. Струве вводит новый критерий физической двойственности звёзд. Двойные звёзды, у которых обе компоненты имеют близкие по величине и направлению собственные движения, можно считать физически двойными, даже если их период обращения слишком велик, чтобы его удалось заметить.
Десятилетиями Струве регулярно определял координаты избранных звёзд, чтобы по их изменению в течение года найти звёздные параллаксы. Это позволило ему сделать вывод, что у всех исследованных 19 звёзд абсолютный параллакс менее I», причём у значительного числа этих звёзд он существенно меньше 0,5″.
Это бьша первая точная оценка параллаксов звезд в истории науки. В 1822 г. Струве сумел найти и индивидуальные параллаксы звёзд. Для Полярной звезды он получил ошибочное значение, а вот для Альтаира (а Орла) его результат был точным: 0,181″ ± 0,094″ (современное значение 0,198″).
Очень тяжёлыми для Струве оказались годы с 1828 по 1834-й. Часто болели дети, от тифа умерли два сына и дочь, а в конце января 1834 г. скончалась от нервного истощения жена. Перед смертью она просила мужа найти для детей такую женщину, которая заменила бы им мать и сама назвала имя Иоганны Бартельс, своей подруги. В феврале 1835 г. состоялась их свадьба. Второй брак оказался более благополучным.
В последние годы работы в Дерптской обсерватории Струве возобновил исследования по определению звёздных параллаксов. Теперь он знал, что тригонометрический параллакс может быть измерен только у наиболее близких звёзд. Поэтому учёный указал ряд признаков, по которым можно судить об удалённости звезды. Во-первых, это видимый её блеск как правило, чем ярче звезда, тем она ближе. Во-вторых, это собственное движение звезды: чем она более удалена, тем меньше должна быть угловая величина её собственного движения. В-третьих, в случае двойных звёзд можно учитывать угловое расстояние между компонентами: чем оно меньше, тем более удалена система. Струве добавлял к этому, что линейные размеры пары можно определить по периоду её обращения.
Учёный понимал, что отмеченные признаки справедливы в полной мере, только если допустить, что все звёзды имеют одинаковые светимости, скорости и массы.
Струве не случайно остановил свой окончательный выбор на Веге. Для измерения он избрал метод относительного параллакса, предложенный ещё Галилеем. По счастливому совпадению рядом с Вегой всего в 43″ дуги от неё видна слабая, вероятно очень далёкая, звёздочка. Это оптическая, а не физическая пара. Вега, которая ярче и гораздо ближе к нам, имеет больший годичный параллакс, чем слабая звёздочка. Поэтому в течение года Вега должна смещаться относительно своей почти неподвижной визуальной соседки. Это угловое смещение и есть относительный параллакс и измерить его легче, чем определить абсолютный параллакс — изменение координат Веги в течение года относительно точки весеннего равноденствия.
Параллакс Веги, полученный Струве в 1837 г. (0,125″ ±0,055″), совпадает с его современным значением: (0,121 «±0,004″). В конце 1838 г. в Кенигсберге Фридрих Вильгельм Бессель (1784-1864) получил параллакс звезды 61 Лебедя, оказавшийся наиболее точным. Вскоре английский астроном Томас Гендерсон (1798-1844) измерил параллакс, как впоследствии оказалось, одной из ближайших к Солнцу звёзд — а Кентавра. Струве опубликовал свой результат, к сожалению, только в 1839 г., т. е. на год позже сообщения Бесселя. По этой причине приоритет первого определения звёздного параллакса принадлежит всё-таки Бесселю.
Измеренные параллаксы трёх звёзд позволили оценить расстояния до них. Их, конечно, было ещё недостаточно для того, чтобы определить средние расстояния до звёзд разных звёздных величин или групп звёзд с тем или иным собственным движением. Однако уже эти первые оценки расстояний до близких звёзд позволили составить представление о масштабах Вселенной. Это стало громадным научным достижением и положило начало новой эпохе в развитии астрономии.
В 1827 г. в России был поднят вопрос о строительстве крупной обсерватории. При участии Струве в Петербургской Академии наук был разработан проект и сделано заключение, что «наивыгоднейшим для сего предмета была бы вершина Пулковской горы по причине обширного горизонта, коим она обладает». Этот холм находился в 19 км к югу от города и имел высоту 75м над уровнем моря.
В начале 1834 г. на строительство обсерватории было ассигновано 100 тыс. рублей и будущим её директором назначен В. Я. Струве. Открытие обсерватории состоялось 19 августа 1839 г. Она была оснащена самым крупным в мире телескопом-рефрактором с 30-дюймовым диаметром объектива (около 0,75 м).
Струве детально разработал программу астрономических наблюдений. Он планировал определить собственные движения звёзд и расстояния до них. Помимо этого Струве проводил наблюдения двойных звёзд, составил каталог околополярных звёзд до 4-й величины и большую роспись звёзд до 7-й и осуществил другие исследования. Кроме тщательного исследования погрешностей инструментов было необходимо заново определить значения астрономических постоянных.
В 1840-1842 гг. Струве с помощью сконструированного им самим пассажного инструмента произвёл наблюдения семи близких к зениту звёзд. В первые же годы существования обсерватории он организовал наблюдения положений всех звёзд северного неба до 7-й звёздной величины. В этой работе ему помогали Егор Николаевич Фусс (1806-1854) и Андрей Петрович Шидловский (1818-1892). На основе собранного материала был подготовлен каталог положений 17 тыс. звёзд, изданный в 1843 г.
Система астрономических постоянных, полученная в Пулково, стала самой точной и общепринятой в науке XIX — начала XX в. Данные каталога позволили выявить некоторые закономерности в распределении звёзд. Выводы, сделанные Струве в области звёздной астрономии, собраны в его главном труде — «Этюды звёздной астрономии» (1847 г.). Учёный впервые указал на то, что плотность распределения звёзд увеличивается по мере приближения к средней линии Млечного Пути, потому что пространственная звёздная плотность увеличивается вблизи главной плоскости звёздной системы. Иначе говоря, явление Млечного Пути объясняется не только сплюснутостью звёздной системы, как это следовало из предположения У. Гершеля о равномерном распределении звёзд в пространстве, но и их реальной концентрацией к главной плоскости звёздной системы.
Струве определил, что средняя линия Млечного Пути образует на небесной сфере малый круг на угловом расстоянии 93°30′ от своего северного полюса. Из этого следует, что Солнце расположено выше главной плоскости звёздной системы. Найденное Струве смещение Солнца в современных единицах расстояний составляет 6 пк, что близко к принятому в настоящее время.
Струве совершил ещё одно важнейшее открытие. Он доказал, что свет поглощается в межзвёздном пространстве и оценил величину этого поглощения. Предположения о поглощении света в космическом пространстве высказывались задолго до Струве, например в 1744 г. Жаном Шезо (1718-1751). В 1826 г. немецкий астроном Генрих бльберс этим эффектом пытался объяснить фотометрический парадокс (вывод о ярком свечении всего неба, если принять, что Вселенная бесконечна). Но Струве сделал своё заключение на основе наблюдений, сравнивая теоретическую проницающую силу телескопа с реальной, которая для наиболее слабых звёзд оказалась почти в три раза меньше. Он писал: <<Я не вижу никакого другого объяснения, помимо допущения, что интенсивность света убывает быстрее, чем обратно пропорционально квадрату расстояния, что означает, что существует потеря света, ослабление при прохождении света через мировое пространство». Оценка поглощения, сделанная Струве, во многом согласуется с современными данными о поглощении вблизи галактической плоскости. Однако открытие учёного оказалось забытым. Лишь через 100 лет американский астроном Роберт Трюмплер вновь показал, что межзвёздное поглощение света существует.
В течение многих лет в зимние месяцы Струве читал популярные лекции по астрономии в Петербургском университете. Денежные сборы от них шли на благотворительные цели.
С труве умер 23 ноября 1864 г. — через три месяца после празднования 25-летнего юбилея Пулковской обсерватории. В Пулково он и похоронен.
В честь астрономов династии Струве малая планета 768 в 1913 г. названа Струвеаной. На Луне в Океане Бурь есть кратер, носящий имя Струве.