Астрономическая тетрадь

«Астрономическая тетрадь» — так называется одна из тетрадей и блокнотов с записями и зарисовками наблюдений из числа архивных документов и фотографий, принадлежавших российскому астроному А. П. Ганскому и сохранившихся в составе фонда его коллеги, астронома Н. А. Морозова в Архиве Российской Академии наук.

Применение фотографии в астрономии имело громадное значение благодаря её многочисленным преимуществам перед визуальными наблюдениями. На смену дагеротипам пришел мокрый коллоидный способ, время экспозиций сократилось более чем в сто раз, изображения содержали многочисленные детали. Выполнены первые снимки Солнца и Луны, солнечной короны, спектра Солнца, звезд. Постепенно совершенствовалась техника фотографирования, улучшались фотоматериалы. Для фотографирования стали доступны жёлтая, красная и инфракрасная области спектра, фотография всё больше проникала в практику астрономических исследований.

Алексей Павлович Ганский (1870-1908) — астроном, геодезист и гравиметрист, родился в Одессе, после окончания физико-математического факультета Новороссийского университета (Одесса) был оставлен при нём для подготовки к профессуре. В то время Одесскую астрономическую обсерваторию возглавлял профессор А. К. Кононович, прогрессивный учёный и талантливый педагог, который одним из первых в России стал заниматься астрофизикой. Под его руководством в течение 1894-1896 гг. А. П. Ганский преимущественно фотографировал Солнце для изучения пятен. Пользуясь очень скромными инструментальными средствами (6,5-дюймовый рефрактор), он сумел получить отличные снимки. В отличие от фотосферы и хромосферы самая внешняя часть атмосферы Солнца — корона — обладает огромной протяжённостью: она простирается на миллионы километров, что соответствует нескольким солнечным радиусам, а её слабое продолжение уходит ещё дальше. Плотность вещества в солнечной короне убывает с высотой значительно медленнее, чем плотность воздуха в земной атмосфере. Уменьшение плотности воздуха при подъёме вверх определяется притяжением Земли. Солнечную корону лучше всего наблюдать во время полной фазы солнечного затмения. Правда, за те несколько минут, что она длится, очень трудно зарисовать не только отдельные детали, но даже общий вид короны. Глаз наблюдателя едва начинает привыкать к внезапно наступившим сумеркам, а появившийся из-за края Луны яркий луч Солнца уже возвещает о конце затмения. Поэтому часто зарисовки короны, выполненные опытными наблюдателями во время одного и того же затмения, сильно различались. Не удавалось даже точно определить её цвет.

Изобретение фотографии дало астрономам объективный и документальный метод исследования. Уже первые удачные фотографии позволили обнаружить в короне большое количество деталей: корональные лучи, всевозможные «дуги», «шлемы» и другие сложные образования, чётко связанные с активными областями. Главная особенность короны — ее лучистая структура. Корональные лучи имеют самую разнообразную форму: иногда они короткие, иногда длинные, бывают лучи прямые, а иногда они сильно изогнуты.

В 1896 году А. П. Ганский приехал в Пулково для дальнейшего совершенствования в астрофотографии. Летом того же года он был приглашён в научную экспедицию Пулковской обсерватории для наблюдения полного солнечного затмения 9 августа 1896 года на Новой Земле. Эта экспедиция оказалась успешной во всех отношениях. Кроме того, Алексей Павлович собрал фотографии и зарисовки полных солнечных затмений, полученные в разные годы многими астрономами. На основе анализа всего собранного научного материала он пришёл к важным выводам о зависимости формы короны от количества пятен на Солнце. При максимуме солнечных пятен корона образует сплошное сияние вокруг Солнца. При минимальном их количестве корона всё более вытягивается вдоль солнечного экватора, и блеск её, соответственно, ослабевает. Таким образом, Ганский открыл изменение формы солнечной короны с фазой 11-летнего цикла солнечной активности. Его предсказание формы короны для полного солнечного затмения 1900 года блестяще подтвердилось в дальнейшем многими астрономами. Тем самым Ганский впервые подчеркнул универсальность 11-летнего цикла для активных физических явлений, происходящих во всех слоях солнечной атмосферы. Он же, кстати, обнаружил и 80-летний цикл солнечной активности.

Тщательные исследования позволили установить, что между структурой короны и отдельными образованиями в атмосфере Солнца существует определённая связь. Например, над пятнами и факелами обычно наблюдаются яркие и прямые корональные лучи. В их сторону изгибаются соседние лучи. В основании корональных лучей яркость хромосферы увеличивается. Такую её область называют обычно возбуждённой. Она горячее и плотнее соседних, невозбуждённых областей. Над пятнами в короне наблюдаются яркие сложные образования. Протуберанцы также часто бывают окружены оболочками из корональной материи. На рубеже XIX–XX столетий, когда физика плазмы фактически ещё не существовала, наблюдаемые особенности короны представлялись необъяснимой загадкой. Корона оказалась уникальной естественной лабораторией, в которой можно наблюдать вещество в самых необычных и недостижимых на Земле условиях.

В 1897 году А. П. Ганский стал слушателем лекций по математике, физике и астрономии в Сорбонне, и одновременно занимался в Парижской обсерватории фотографированием Луны под руководством Леви. Затем работал в Медонской обсерватории, прославившейся на весь мир классическими способами фотографирования Солнца, совместно с выдающимся французским астрономом П. Ж. С. Жансеном. Ганский совершил в разные годы девять восхождений на Монблан, где располагалась обсерватория Жансена и выполнил там ценнейшие наблюдения. По поручению Жансена он занимался изучением солнечной постоянной при помощи актинометра Andre Crova. Здесь же, на Монблане, Ганский провёл большую работу по поиску методов фотографирования солнечной короны вне затмений. Он также провел наблюдения Венеры, и сделал оценку периода изменения ее блеска, выполнил гравиметрические измерения.

Конец XIX и начало XX вв. — время поиска новых путей, методов и технических возможностей в наблюдательной астрономии. Французские учёные Жансен и Фламмарион были энтузиастами астрономических наблюдений с воздушных шаров, и сами не раз поднимались на «монгольфьерах». Ганский поднимался на воздушных шарах с научными целями дважды в Париже и один раз в Петербурге.

Два лета — в 1899 и 1901 годах — Ганский участвовал в русско-шведской экспедиции по градусному измерению на острове Шпицберген. За свою работу в последней экспедиции он был удостоен премии государя, вручаемой от имени Русского астрономического общества, в котором состоял с 1896 года. В 1907 году Ганского изберут его вице-президентом. 1900 год он провёл в Потсдаме, где работал в астрофизической лаборатории у Фогеля, одного из основателей спектральной классификации звёзд. В 1903 году Ганский начал исследования солнечной грануляции. Только три астронома в начале XX века — Жансен, Ганский и Шевалье — достигли необычайного искусства в получении снимков Солнца, запечатлевая тончайшие детали солнечных пятен и грануляции. Качество фотографий Солнца и образований на нём, сделанных Алексеем Павловичем, оставалось непревзойдённым до 1959 года, когда Солнце сфотографировали с помощью телескопов, поднятых на воздушных шарах в стратосферу.

Неспособность других наблюдателей повторить такое высокое качество снимков приводило к тому, что некоторые выводы, сделанные Ганским по своим снимкам, например, о скорости распада гранул, подвергались сомнению. Но жизнь всё ставит на свои места. «Он делал на „ночном“ инструменте — Нормальном астрографе, установленном в Западной башне здания Обсерватории, в послеобеденную жару снимки такого качества, какого не смогли добиться пулковские астрономы спустя 60 лет на специализированных солнечных телескопах с применением автоматики и электронного анализатора качества изображения. Причём, Ганский получал не отдельные „рекордные“ фотографии, а устойчивые серии снимков, на которых можно было проследить биографию каждой гранулы. Для аналогичной работы в 70-х гг. XX века пришлось создать стратосферную солнечную обсерваторию весом 8 тонн, поднимаемую гелиевым аэростатом на высоту 20,5 км». В 1905 году Ганский установил, что средняя продолжительность жизни отдельных гранул составляет 2-5 минут, затем они распадаются и заменяются новыми. Свои результаты он публиковал в Пулково и в Париже. Работы Ганского «Фотографии солнечной грануляции, полученные в Пулково» (1907), «Движение солнечных гранул по поверхности Солнца» до последнего времени оставались непревзойденными.

В ноябре 1904 года при Академии наук была учреждена Комиссия по исследованию Солнца (КИСО). Ее секретарем стал Алексей Павлович Ганский. На первом рабочем заседании Комиссии 3 января 1905 года он выступил с основным докладом, изложив подробную программу исследования Солнца и необходимость создания в России высокогорной солнечной обсерватории. К концу XIX века стало ясно, что дальнейшее развитие новых направлений астрономических исследований (астрофизики, астрофотографии, спектроскопии и наблюдений Солнца), не могло в должной мере осуществляться в Пулково в силу его географических и климатических условий. Ганский был первым астрономом в России, который осознал необходимость организации Гелиофизической обсерватории на юге.

Комиссия поручила пулковским астрономам А. П. Ганскому и Г. А. Тихову подготовить проект экспедиции по исследованию климатических условий для основания солнечной обсерватории в Крыму. Ганский сам разрабатывал проект, просчитывал сметы строительства будущей обсерватории и в своих статьях того времени отмечал возможность строительства в Крыму, на Кавказе и даже на Памире. Однако неблагоприятная политическая обстановка в стране (война с Японией и революционная ситуация) не позволили осуществить этот план в 1905 году.

В мае 1906 года А. П. Ганский и Г. А. Тихов обратились в Академию наук с предложением послать экспедицию в Крым для исследования зодиакального света и изучения качеств изображений. Научные результаты этой поездки были невелики, но то, что в Симеизе А. Ганский случайно увидел частную обсерваторию Н. С. Мальцова было, наверное, самой большой её удачей.

Мальцов, довольный интересом к его увлечению, предложил обсерваторию в дар ученому. Алексей Павлович счел за лучшее передать ее Пулковской обсерватории. Это давало возможность организовать на юге страны астрофизическое отделение. Симеизская обсерватория стала со временем первой обсерваторией России, где проводились исследования по астрофизике. В начале 1907 года А. П. Ганский поехал в свою последнюю экспедицию для наблюдения полного солнечного затмения в Туркестан. В течение двух лет он произвёл целый ряд наблюдений поверхности Юпитера. Здесь оказали большую услугу его способности к рисованию. Результаты этих наблюдений полностью не обработаны.

В начале лета 1908г. А. П. Ганский выехал из Одессы в Симеиз для обустройства обсерватории. Через месяц активной работы по установке двойного цейссовского астрографа, подаренного Н. С. Мальцовым, и получения первых пробных снимков он трагически погиб. Как указал Г. А. Тихов, в 1908 году «однажды Алексей Павлович пошёл купаться на море. При сильном прибое его ударило головой о камень. Он потерял сознание и утонул». Похоронен Ганский на Поликуровском кладбище в Ялте.