Гершель

Вильям Гершель (1738-1822)

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

1

Вильям Гершель (1738-1822) Вильгельм Фридрих (Вильям) Гершель родился

в Ганновере в 1738 г. в семье музыканта Исаака Гершеля Получил музыкальное образование (гобой, скрипка) Учитель французского - Herr Hofschlager - возбудил интерес Вильяма к наукам 1753 г. – заканчивает гарнизонную школу и поступает гобоистом и скрипачом в гарнизонный оркестр.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

2

Вильям Гершель (1738-1822) В 1757 г. французы оккупировали Ганновер, и

Гершель уезжает в Англию Зарабатывает на жизнь переписыванием нот, а затем выступает как исполнитель, дирижер и композитор 1759-1770 гг., создана большая часть инструментальных произведений, включая симфонии, концерты и сонаты Март 1766 г. – органист в Галифаксе В 1766 г. приглашен в Бат 1767 г. - органист известной капеллы "Октагон" в г. Бат 1780 г. – директор оркестра в Бате.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

3

Запись в ежедневнике 1766: Jan

7. Concert at Concaster at Sir Bryan’s relations. Feb. 19. Wheatly. Observation of Venus. Feb. 24. Eclipse of the moon at 7 o’clock A.M. Kirby. Mar. 7. Halifax. The Messiah.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

4

Вильям Гершель (1738-1822) Телескопы Гершеля “Математическая теории

гармонии” Роберта Смита (профессор астрономии Кембриджского университета) Учебник по практической оптике "A Compleat System of Opticks“ (1738 г.) - методика изготовления телескопов и описание объектов, которые можно увидеть на небе с помощью подобных инструментов.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

5

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

Запись в ежедневнике 1773: May 1. Bought a Quadrant and Emerson’s Trigonometry. May 10. Sigra Farinelli’s Concert. May 24. Bought a book of Astronomy, and one astronomical tables. June 1. Bought many eyglasses, and tin tube made. A pairs of steps. June 7. Glasses paid for and use of a small reflector paid for…

42

6

Вильям Гершель (1738-1822) Телескопы Гершеля (Берри, стр

278) Письмо от 1783 г. “Я решил ничего не принимать на веру, но собственными глазами увидеть все, что другие видели до меня…” “Зеркальный сплав" меди с оловом Осень 1773 г. – первые зеркала и первые телескопы Январь 1774 г. - рефлектор с фокусным расстоянием - 5,5 фута (168 см) и диаметром главного зеркала – 20 см Затем – 7 и 10 футов Ему помогают брат Александр и сестра Каролина (с 1772 г.).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

7

Каролина Гершель (1750-1848)

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

8

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

9

“7-футовый рефлектор“

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

10

Телескопы Гершеля 1774-1776 гг

– первый 20-футовый телескоп (фокусное расстояние около 6 м). Диаметр главного зеркала – 12 дюймов (30 см) Труба подвешивалась к столбу. Наблюдатель находился на лестнице 1783 г. - “большой 20-футовый рефлектор“. Первичное зеркало диаметром 18 дюймов (~46 см). Уникальная монтировка.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

11

“Большой 20-футовый рефлектор“

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

12

Телескопы Гершеля 1787 г. - крупнейший инструмент Гершеля: 40-футовый

(12 м) телескопа. Диаметр рабочего отверстия - 4 фута (122 см). Вес – около 2 т Более 400 зеркал. (Климишин, стр. 217) до 200 7-футовых телескопов примерно 150 10-футовых около 100 20-футовых.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

13

“40-футовый рефлектор“ Зеркало – с третьей попытки 1777 г. – начало

работы 28 августа 1789 г. – “первый свет”.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

14

Наблюдения на телескопах 4 марта 1774 г.; 5.5 футовый телескоп; яркая

туманность в созвездии Ориона (открыта Гюйгенсом в 1656 г.).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

15

Наблюдения на телескопах “Coelorum perrupit claustra” – “Он сломал

засовы небес” Официально был признан как астроном за открытие Урана - Georgium Sidus (13 марта 1781 г.), но фактически открыл мир за пределами Солнечной системы – мир звезд и туманностей C 1782 г. – живет с сестрой Каролиной вблизи Виндзора (пожизненный королевский пенсион).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

16

В Троицин день 1782 года Вильям и Каролина Гершели играли и пели в

последний раз публично в часовне св. Маргариты в Бате Август 1782 г. – Датчет (вблизи Виндзора) 1785-1786 гг. – Клей-Холл (Старый Виндзор) 1786 г. – Слоу (30 км от Лондона).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

17

Открытие нашей Галактики Эммануил Сведенборг (1688-1772) – шведский

философ: звезды Млечного Пути объединяются в гигантскую звездную систему Томас Райт (1711-1786) в книге “Теория Вселенной” (1750) – наша звездная система имеет форму диска (теория “жерновов”) Иммануил Кант (1724-1804) – “Всеобщая естественная история и теория неба” (1755) – “островные вселенные”. Иоганн Ламберт (1728-1777) – “Космологические письма об устройстве Вселенной” (1761) – иерархическая структура Вселенной.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

18

Открытие нашей Галактики Гершель – первая количественная модель

Галактики Метод “звездных черпков” “Черпок” – поле зрения 20-футового телескопа – 15’ 1785 г. – 683 участка + 400 участков (! в течение четверти часа около 116 000 звезд).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

19

Открытие нашей Галактики Все звезды одной светимости (блеск – мерило

расстояния; для сравнения – два телескопа) Распределены равномерно (позже он признавал неравномерность распределения звезд) Телескопу доступны все звезды вплоть до границы системы (были видны звезды до 15 зв.величины) Модель Гершеля Солнце – недалеко от центра R/h примерно 5 R=5800 св.лет h=1100 св.лет (размеры преуменьшены в 15 раз!).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

20

Распределение и природа туманностей (звездных куч и скоплений) Николай

Луи де Лакайл (1713-1763) – наблюдал и описал в 1755 г. 42 туманности (при составлении каталога звезд при наблюдениях на м. Доброй Надежды – 1750-1754) Шарль Мессье (1730-1817) – каталог 103 туманных пятен (1/3 - галактики) (1771, 1781) (Климишин, стр. 215 – списки туманностей, стр. 216 – Краб).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

21

Распределение и природа туманностей (звездных куч и скоплений) 1786 г

- Гершель представил в Королевское Общество каталог 1000 новооткрытых туманностей и скоплений 1789 г. – второй каталог (1000 объектов) 1802 г. – третий каталог (500 объектов) (из 2.5 тыс. объектов – примерно 80% галактики) (Берри, стр. 288).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

22

Распределение и природа туманностей (звездных куч и скоплений)

Классификация туманностей Первым обнаружил “планетарные” и “кометарные” туманности (Климишин, стр. 215 – Лакайл) Допускал существование “самосветящейся диффузной материи” (Большая туманность Ориона).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

23

Распределение и природа туманностей (звездных куч и скоплений)

Классификация туманностей Выделял далекие звездные системы “типа нашей звездной системы” Попытался оценить расстояние до них Единица расстояния “Солнце-Сириус” – 6.4 св. года Расстояние до туманности Андромеды – примерно 13000 св. лет (ошибка в 200 раз) До далеких туманностей – примерно 1 млн. св.лет Первый вывод о большом возрасте туманностей!

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

24

Распределение и природа туманностей (звездных куч и скоплений)

Классификация туманностей.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

25

Распределение и природа туманностей (звездных куч и скоплений)

Скученность туманностей. “Пласт Волос Вероники” Диффузные туманности – материал для образования звезд.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

26

Распределение и природа туманностей (звездных куч и скоплений) Сжатие

и уплотнение туманностей. “Рост“ за счет притяжения к себе другие туманностей. Звезды под действием взаимного тяготения собираются в скопления. Заключительная стадия - плотное шаровое скопление (внизу справа), которое сжимается в направлении своего центра. (Климишин, стр. 221).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

27

Движение Солнца в пространстве Собственные движения были известны со

времен Галлея Раз Солнце рядовая звезда, то и она может двигаться в пространстве Товия Майер (1723-1762) – как определить это движение (в направлении движения звезды как бы расходятся, а в противоположном – сближаются).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

28

Движение Солнца в пространстве Гершель использовал наблюдения

Маскелайна и Лаланда о собственных движениях 14 звезд Апекс (вершина) – по направлению к созвездию Геркулеса (1783 г.). В дальнейшем этот результат несколько раз перепроверялся на лучшем материале Грубая оценка скорости – “не меньше скорости Земли по ее годовой орбите).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

29

Двойные звезды Попытки определить параллакс по изменениям ее

расстояния от ближайшей звезды Поиск тесных пар 1782 г. – первый каталог – 269 пар (227 новых) 1784 г. – второй каталог – 434 пары 1821 г. - третий каталог – 145 пар Положение, угловое расстояние, яркость.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

30

Двойные звезды Гершель начал с предположения о случайной близости

звезд Митчел уже в 1767 г. показал, что даже немногие известные пары не могут быть случайными Позже (20 лет спустя) с этим согласился Гершель.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

31

Двойные звезды 1803 и 1804 гг

– публикация двух работ об изменении направления линии, соединяющей две звезды. Всего 50(!) примеров В 3 случаях, включая Кастор (342 года, современное значение – 306 лет), определен период.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

32

Переменность блеска звезд Уже были известны звезды, меняющие свой

блеск 1596 г. – Давид Фабрициус – “звезда в шее Кита” Мира Кита – 1639 г. Фокилд Гольварда (Голландия) первый угадал ее переменный характер 1667 г. – Измаил Булио установил период – 11 месяцев Свою первую работу (1780 г.) Гершель опубликовал по этой звезде.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

33

Переменность блеска звезд Алголь (

Персея) – переменность открыта Геминиано Монтанари (1669 г.) Правильность изменений замечена Джоном Гудрайком (1783 г.) 1786 г. – каталог Пиггота - 12 таких звезд.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

34

Переменность блеска звезд Гершель задумал просмотреть всю “Британскую

историю неба” Флемстида (3000 звезд) Метод последовательности 1796 г. и 1799 г. – два каталога сравнительной яркости 1796 г. – ? Геркулеса. Период 60 дней.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

35

Исследование Солнечной системы 1781 г. – открытие Урана (Берри, стр

279).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

36

Исследование Солнечной системы Открытие Урана Орбита – А.И. Лексель

Имя – Иоганн Боде Ранние наблюдения Флемстид - 23 декабря 1690 г. (апрель 1712 г. и март-апрель 1715 г.) Пьер Лемонье (1715 - 1799) – 12 раз в журналах наблюдений 1750-1771 гг. Брадлей – 1753 г. Майер – 1756 г.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

37

Исследование Солнечной системы 1787 г. - два спутника Урана (Оберон и

Титания) – 20- футовый телескоп.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

38

Исследование Солнечной системы 1789 г. - два спутника Сатурна (Энцелад

– 6-ой и Мимас – 7-ой) – 40-футовый телескоп Период вращения Сатурна – 10h 16m Изменение вида полярных шапок на Марсе.

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

39

Оптика Открытие Гершелем инфракрасных лучей Термометр, помещаемый в

различные участки солнечного спектра, регистрирует наибольшую температуру сразу же за красной границей видимого спектра 1800 г. - "Опыты по преломлению невидимых лучей Солнца“ (Климишин, стр. 221 – слова Джона).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

40

Астрономические понятия и методы Световой год (Первый вывод о большом

возрасте туманностей!) Апекс Астероид (1802 г. - для малых планеты Пиацци и Ольберса) Обзоры Дифференциальные методы относительные положения относительные яркости (оценка Пикеринга) Эволюционный подход (Уитни, 87).

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

42

41

История астрономии XVIII век: становление звездной астрономии

1816 г. (1817 г.) Nec aspera terrent

42

42