Открытие планеты Уран состоялось 13 марта 1781 года астрономом Уильямом Гершелем , который, рассматривая небосвод в оптический телескоп, первоначально принял эту планету за обычную комету. Именно У. Гершелю принадлежит подход к изучению звездных систем с помощью мощных телескопов путем тщательных и трудоемких наблюдений — подход, положивший по сути начало «научной» астрономии.

Позже было выявлено, что и ранее Уран был неоднократно наблюдаем на небосводе, но принимался за одну из многочисленных звезд. Об этом свидетельствует самая ранняя запись о некой «звезде», сделанной еще в 1690 году Джоном Флэмстидом , который классифицировал её в виде 34-ой звезды Тельца по одной из принятых в то время системы обозначений звездных величин.

Английский астроном Уильям Гершель — первооткрыватель планеты Уран

В день открытия Урана, во время обычных вечерних наблюдений, Гершель заметил необычную звезду в соседстве со слабыми звездами , которая выглядела крупнее соседних. Объект смещался по эклиптике и имел ярко выраженный диск. Подумав, что это комета, астроном поделился своими наблюдениями с другими астрономами об её открытии.

Спустя несколько месяцев, известным ученым — академику Петербургской академии наук Андрею Ивановичу Лекселю и академику Парижской академии наук Пьеру-Симону Лапласу удалось вычислить орбиту нового небесного тела. Они доказали, что У. Гершель открыл не комету, а новую планету, располагающуюся после Сатурна.

Сам Гершель дал название планете Georgium Sidus (или Планета Георга ) в честь короля Англии Георга III, его покровителя. Среди ученых планету назвали в честь имени самого астронома. Устоявшееся же название планеты «Уран» изначально было взято временно, как это было принято традиционно, из античной мифологии. И лишь в 1850 году это название утвердилось окончательно.

Уран — планета газовый гигант. На рисунке можно видеть сравнительный размер Урана относительно нашей планеты

Дальнейшее изучение планеты Уран

Планета Уран удалена от Солнца примерно на 3 миллиарда километров и превышает объем Земли практически в 60 раз. Открытие планеты такого масштаба было первым в истории науки фактом обнаружения планет с помощью мощного телескопа, так как ранее известные пять планет издавна наблюдались лишь на небе.

Новая планета показала, что Солнечная система более чем в два раза шире, и принесла славу своему первооткрывателю.

В современное время Уран лишь один раз был посещен космическим кораблем «Вояджер 2» , пролетавшим мимо на расстоянии 81 500 километрах 24 января 1986 года.

«Вояджеру 2» удалось передать более тысячи снимков поверхности планеты и массу других данных о планете, её спутниках, присутствии колец, составе атмосферы, информации о магнитном поле и околопланетном пространстве.

С помощью различных инструментов корабль изучал состав ранее известного одного кольца, и открыл еще два новых околопланетных кольца Урана. По полученным данным стало известно, что период вращения планеты 17 часов 14 минут.

У Урана было обнаружено наличие магнитосферы, значительной по величине и настолько же необычной.

По сей день исследование Урана затруднено вследствие значительной удаленности планеты. Несмотря на это крупные астрономические обсерватории продолжают наблюдения за планетой. И всего лишь за несколько последних лет у Урана было обнаружено шесть новых спутников.

Уильям Гершель родился в семье музыкантов. Именно музыка натолкнула его на исследования звезд. Ученый проделал путь от музыкальной теории к математике, затем – к оптике и, наконец, к астрономии.

Фредерик Уильям Гершель родился в немецком административном округе Ганновере 15 ноября 1738 года. Его родители были евреями, выходцами из Моравии. Они приняли христианство и покинули родину по религиозным соображениям.

У Уильяма было 9 сестер и братьев. Его отец, Исаак Гершель, был гобоистом ганноверской гвардии. В детстве мальчик получил разностороннее, но не систематизированное образование. Он показывал склонность к философии, астрономии и математике.

В 14 лет юноша поступает в полковой оркестр. Через 3 года его переводят из герцогства Брауншвейг-Люнебург в Англию. А еще через 2 года он покидает военную службу ради занятий музыкой.

Вначале он переписывает ноты, чтобы «свести концы с концами». Затем становится учителем музыки и органистом в Галифаксе. После переезда в город Бат занимает должность распорядителя публичных концертов.

В 1788 году Уильям Гершель женится на Мэри Питт. Через 4 года у них рождается сын, который с ранних лет показывает унаследованную от отца склонность к музыке и точным наукам.

Увлечение астрономией

Обучая учеников игре на инструментах, Гершель вскоре находит, что занятия музыкой слишком просты и не удовлетворяют его. Он занимается философией, естествознанием, а в 1773 году заинтересовывается оптикой и астрономией. Уильям приобретает труды Смита и Фергюсона. Их издания – «Полная система оптики» и «Астрономия» – стали его настольными книгами.

В этом же году он впервые наблюдает звезды через телескоп. Однако средств на приобретение собственного у Гершеля нет. Поэтому он решает создать его самостоятельно.

В том же 1773 году он отливает зеркало для своего телескопа, создает рефлектор с фокусным расстоянием свыше 1,5 м. Его поддерживают брат Александр и сестра Каролина. Вместе они изготавливают зеркала из сплавов олова и меди в плавильной печи и шлифуют их.

Однако первыми полноценными наблюдениями Уильям Гершель занялся только в 1775 году. Одновременно он продолжал зарабатывать на хлеб преподаванием музыки и выступлениями на концертах.

Первое открытие

Событие, определившее дальнейшую судьбу Гершеля как ученого, произошло 13 марта 1781 года. Вечером, изучая объекты, находящиеся рядом с созвездием Близнецов, он заметил, что одна из звезд больше других. Она имела выраженный диск и смещалась вдоль эклиптики. Исследователь предположил, что это комета и сообщил о наблюдении другим астрономам.

Открытием заинтересовались академик Петербургской АН Андрей Лексель и академик Парижской АН Пьер Симон Лаплас. Проведя расчеты, они доказали, что обнаруженный объект не комета, а неизвестная планета, находящаяся за Сатурном. Ее размеры превышали объем Земли в 60 раз, а расстояние до Солнца составляло почти 3 млрд км.

Позже обнаруженный объект назвали . Он не только расширил представления о размерах в 2 раза, но и стал первой открытой планетой. До этого остальные 5 легко наблюдались на небе с античных времен.

Признание и награды

В декабре 1781 года за свое открытие Уильям Гершель был награжден медалью Копли и стал членом Лондонского королевского общества. Ему также присуждают степень доктора Оксфорда. Спустя 8 лет его избирает членом-корреспондентом Петербургская АН.

В 1782 году король Георг III назначает Гершеля Королевским астрономом с ежегодным жалованьем в 200 фунтов. Кроме того, монарх снабжает его средствами для постройки собственной обсерватории в Слоу.

Уильям Гершель продолжает работать над созданием телескопов. Он значительно совершенствует их: увеличивает диаметры зеркал, добивается большей яркости изображения. В 1789 году создает уникальный по размерам телескоп: с трубой длиной 12 м и зеркалом диаметром 122 см. Только в 1845 году ирландским астрономом Парсонсом был построен еще больший телескоп: длина трубы равнялась 18 м, а диаметр зеркала – 183 см.

(1738-1822) - основоположник звездной астрономии, иностранный почетный член Петербургской АН (1789). С помощью изготовленных им телескопов производил систематические обозрения звездного неба, исследовал звездные скопления, двойные звезды, туманности. Построил первую модель Галактики, установил движение Солнца в пространстве, открыл Уран (1781), его 2 спутника (1787) и 2 спутника Сатурна (1789).

Первые попытки глубже проникнуть в тайну строения звездной Вселенной путем тщательных наблюдений при помощи возможно более сильных телескопов связаны с именем астронома Вильяма Гершеля.

Фридрих Вильгельм Гершель родился 15 ноября 1738 года в Ганновере в семье гобоиста ганноверской гвардии Исаака Гершеля я Анны Ильзы Морицен. Протестанты Гершели были выходцами из Моравии, которую покинули, вероятно, из религиозных соображений. Атмосферу родительского дома можно назвать интеллектуальной. «Биографическая записка», дневник и письма Вильгельма, воспоминания его младшей сестры Каролины вводят нас в дом и мир интересов Гершеля и показывают тот воистину титанический труд и увлеченность, создавшие выдающегося наблюдателя и исследователя.

Гершель получил обширное, но несистематическое образование. Занятия по математике, астрономии, философии выявили его способности к точным наукам. Но, кроме этого, Вильгельм обладал большими музыкальными способностями и в четырнадцать лет вступил музыкантом в полковой оркестр. В 1757 году, после четырех лет военной службы, он уехал в Англию , куда несколько ранее переселился брат его Яков, капельмейстер ганноверского полка.

Не имея ни гроша в кармане, Вильгельм, переименованный в Англии в Вильяма, занялся в Лондоне перепиской нот. В 1766 году он переселился в Бат, где скоро достиг большой известности как исполнитель, дирижер и музыкальный педагог. Но такая жизнь не могла его полностью удовлетворить. Интерес Гершеля к естествознанию и философии, постоянное самостоятельное образование привели его к увлечению астрономией. «Как жаль, что музыка не в сотню раз труднее науки, я люблю деятельность и мне необходимо занятие», - писал он брату.

В 1773 году Вильям Гершель приобрел ряд трудов по оптике и астрономии. «Полная система оптики» Смита и «Астрономия» Фергюсона стали его настольными книгами. В том же году он впервые взглянул на небо в небольшой телескоп с фокусным расстоянием около 75 см, но наблюдения со столь малым увеличением не удовлетворили исследователя. Поскольку средств на покупку более светосильного телескопа не было, он решил сделать его сам.

Купив необходимые инструменты и заготовки, Вильям Гершель самостоятельно отлил и отшлифовал зеркало для своего первого телескопа. Преодолев большие трудности, Гершель в том же 1773 году изготовил рефлектор с фокусным расстоянием более 1,5 м. Шлифовку зеркал Гершель производил вручную (машину для этой цели он создал только через пятнадцать лет), часто работая по 10, 12 и даже 16 часов подряд, так как остановка процесса шлифовки ухудшала качество зеркала. Работа оказалась не только тяжелой, но и опасной, однажды при изготовлении заготовки для зеркала взорвалась плавильная печь.

Сестра Каролина и брат Александр были верными и терпеливыми помощниками Вильяма в этой нелегкой работе. Трудолюбие и энтузиазм дали превосходные результаты. Зеркала, изготовленные Вильямом Гершелем из сплава меди и олова, были прекрасного качества и давали совершенно круглые изображения звезд.

Как пишет известный американский астроном Ч. Уитни, «с 1773 по 1782 годы Гершели были заняты тем, что превращались из профессиональных музыкантов в профессиональных астрономов».

В 1775 году Вильям Гершель начал свой первый «обзор неба». В это время он еще продолжал зарабатывать себе на жизнь музыкальной деятельностью, но истинной его страстью стали астрономические наблюдения. В перерывах между уроками музыки он занимался изготовлением зеркал для телескопов, вечерами давал концерты, а ночи проводил за наблюдением звезд. Для этой цели Гершель предложил оригинальный новый способ «звездных черпков», т. е подсчета количества звезд на определенных площадках неба.

13 марта 1781 года, во время наблюдений, Гершель заметил нечто необычное: «Между десятью и одиннадцатью вечера, когда я изучал слабые звезды в соседстве с Н Близнецов, я заметил одну, которая выглядела большей, чем остальные. Удивленный ее необычным размером, я сравнил ее с Н Близнецов и небольшой звездой в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и обнаружил, что она значительно больше любой из них. Я заподозрил, что это - комета». Объект имел ярко выраженный диск и смещался вдоль эклиптики. Сообщив другим астрономам об открытии «кометы», Гершель продолжал ее наблюдать.

Через несколько месяцев два известных ученых - академик Петербургской академии наук Д.И. Лексель и академик Парижской академии наук Пьер Симон Лаплас , - вычислив орбиту открытого небесного объекта, доказали, что Гершель открыл планету, которая располагалась за Сатурном. Планета, названная позднее Ураном, отстояла от Солнца почти на 3 миллиарда км и превышала объем Земли более чем в 60 раз. Впервые в истории науки была обнаружена новая планета, так как известные ранее пять планет испокон веков наблюдались на небе. Открытие Урана раздвинуло границы Солнечной системы более чем в два раза и принесло славу ее первооткрывателю.

Через девять месяцев после открытия Урана, 7 декабря 1781 года, Вильям Гершель был избран членом Лондонского королевского астрономического общества, ему были присуждены степень доктора Оксфордского университета и золотая медаль Лондонского королевского общества (в 1789 году Петербургская академия наук избрала его почетным членом).

Открытие Урана определило карьеру Гершеля. Король Георг III, сам любитель астрономии и покровитель ганноверцев, назначил его в 1782 году «Королевским астрономом» с ежегодным жалованьем 200 фунтов. Король также снабдил его средствами для постройки отдельной обсерватории в Слоу, близ Виндзора. Здесь Вильям Гершель с юношеским жаром и необыкновенным постоянством принялся за астрономические наблюдения. По словам биографа Араго, он выходил из обсерватории только для того, чтобы представлять королевскому обществу результаты своих неусыпных трудов.

Главное внимание В. Гершель по-прежнему уделял усовершенствованию телескопов. Употреблявшееся до тех пор второе малое зеркало он вовсе отбросил и тем значительно усилил яркость изображения. Постепенно Гершель увеличивал диаметры зеркал. Его вершиной стал построенный в 1789 году телескоп-гигант по тому времени, с трубой длиной 12 м и зеркалом диаметром 122 см. Этот телескоп оставался непревзойденным до 1845 года, когда ирландский астроном В. Парсонс построил еще больший телескоп - длиной почти 18 метров с зеркалом диаметром 183 см.

При помощи новейшего телескопа Вильям Гершель открыл два спутника Урана и два спутника Сатурна. Таким образом, с именем Гершеля связано открытие сразу нескольких небесных тел в солнечной системе. Но не в этом главное значение его замечательной деятельности.

И до Гершеля было известно несколько десятков двойных звезд, но такие звездные пары рассматривались как случайные сближения составляющих их звезд, и не предполагалось, что двойные звезды широко распространены во Вселенной. Гершель тщательно исследовал разные участии неба на протяжении многих лет и открыл свыше 400 двойных звезд. Он исследовал расстояния между составляющими (в угловых мерах), их цвет и видимый блеск. В отдельных случаях звезды, считавшиеся ранее двойными, оказывались тройными и четверными (кратные звезды). Гершель пришел к выводу, что двойные и кратные звезды - это системы звезд, физически связанных между собой и, как он убедился, обращающихся вокруг общего центра тяжести, согласно закону всемирного тяготения.

Вильям Гершель был первым в истории науки астрономом, систематически исследовавшим двойные звезды. С давних времен были известны яркая туманность в созвездии Ориона, а также туманность в созвездии Андромеды, видимые невооруженным глазом. Но только в XVIII веке по мере совершенствования телескопов было открыто много туманностей. Иммануил Кант и Ламберт считали, что туманности - это целые звездные системы, другие Млечные Пути, но удаленные на колоссальные расстояния, на которых не могут быть различимы отдельные звезды.

В.Гершель проделал огромную работу, открывая и изучая новые туманности. Он использовал для этого все увеличивающуюся силу своих телескопов. Достаточно сказать, что составленные им на основе его наблюдений каталоги, первый из которых появился в 1786 году, насчитывают около 2500 туманностей. Задачей Гершеля было, однако, не просто отыскание туманностей, а раскрытие их природы. В его мощные телескопы многие туманности отчетливо разделялись на отдельные звезды и оказывались, таким образом, далекими от солнечной системы звездными скоплениями. В некоторых случаях туманность оказывалась звездой, окруженной туманным кольцом. Но другие туманности не разделялись на звезды даже при помощи самого мощного - 122-сантиметрового телескопа

Сначала Гершель заключил, что почти все туманности в действительности являются собраниями звезд и самые дальние из них также разложатся на звезды в будущем - при наблюдениях в еще более мощные телескопы. При этом он допускал, что некоторые из этих туманностей представляют собой не звездные скопления в пределах Млечного Пути, а самостоятельные звездные системы. Дальнейшие исследования заставили Вильяма Гершеля углубить и дополнить свои взгляды. Мир туманностей оказывался более сложным и многообразным, чем это ранее можно было предполагать.

Продолжая неутомимо наблюдать и размышлять, Гершель признал, что многие из наблюдаемых туманностей вообще нельзя разложить на звезды, так как они состоят из гораздо более разреженного вещества («светящейся жидкости», как думал Гершель), чем звезды. Таким образом, Гершель пришел к выводу, что туманное вещество, как и звезды, широко распространено во Вселенной. Естественно, возникал вопрос о роли этого вещества во Вселенной, о том, не является ли оно материалом, из которого возникли звезды. Еще в 1755 году Имануил Кант выдвинул гипотезу об образовании целых звездных систем из первоначально существовавшего рассеянного вещества. Гершель высказал смелую мысль, что различные виды неразложимых туманностей представляют собой разные стадии образования звезд. Путем уплотнения туманности из нее по степенно образуется либо целое скопление звезд, либо одна звезда, которая в начале своего существования еще окружена туманной оболочкой. Если Кант считал, что все звезды Млечного Пути когда-то образовались одновременно, то Гершель впервые предположил, что звезды имеют разный возраст и образование звезд продолжается непрерывно и происходит и в наше время.

Эта идея Вильяма Гершеля оказалась потом забыта, и ошибочное мнение о единовременном происхождении всех звезд в далеком прошлом долго господствовало в науке. Только во второй половине XX века на основе огромных успехов астрономии и в особенности трудов советских ученых установлено различие возраста звезд. Изучены целые классы звезд, бесспорно существующих немногие миллионы лет, в отличие от других звезд, возраст которых определяется миллиардами лет. Взгляды Гершеля на природу туманностей в общих чертах подтверждены современной наукой, установившей, что газовые и пылевые туманности широко распространены в нашей и в других галактиках. Природа этих туманностей оказалась еще сложнее, чем это мог предполагать Гершель.

Вместе с тем Вильям Гершель и в конце жизни был убежден, что некоторые туманности являются далекими звездными системами, которые со временем будут разложены на отдельные звезды. И в этом он, так же как Кант и Ламберт, оказался прав.

Как уже было сказано, в XVIII веке было обнаружено собственное движение многих звезд. Гершелю путем расчетов удалось в 1783 году убедительно доказать, что и наша солнечная система движется по направлению к созвездию Геркулеса.

Но главной своей задачей Вильям Гершель считал выяснение строения звездной системы Млечного Пути, или нашей Галактики, ее формы и размеров. Этим он занимался несколько десятилетий. В его распоряжении не было тогда данных ни о расстояниях между звездами, ни об их размещении в пространстве, ни об их размерах и светимости. Не имея этих данных, Гершель предположил, что все звезды имеют одинаковую светимость и распределены в пространстве равномерно, так что расстояния между ними более или менее одинаковы, а Солнце находится около центра системы. При этом Гершель не знал явления поглощения света в мировом пространстве и считал, кроме того, что его телескопу-гиганту доступны и даже самые далекие звезды Млечного Пути. С помощью этого телескопа он производил подсчеты звезд в различных участках неба и пытался определить, как далеко в том или ином направлении простирается наша звездная система.

Но исходные предположения Гершеля были ошибочны Теперь известно, что звезды различаются между собой по светимости и что распределены они в Галактике неравномерно. Галактика настолько велика, что границы ее не были доступны даже телескопу-гиганту Гершеля, поэтому он не мог прийти к правильным выводам о форме Галактики и о положении в ней Солнца, а размеры ее он сильно преуменьшил.

Вильям Гершель занимался и другими вопросами астрономии. Между прочим, он разгадал сложную природу солнечного излучения и сделал вывод, что в состав его входят световые, тепловые и химические лучи (излучение, не воспринимаемое глазом). Иначе говоря, Гершель предвосхитил открытие лучей, выходящих за пределы обычного солнечного спектра, - инфракрасных и ультрафиолетовых.

Гершель начал свою научную деятельность как скромный любитель, имевший возможность посвятить астрономии только свое свободное время. Преподавание музыки долго оставалось для него источником средств к существованию. Только в пожилом возрасте он приобрел материальные возможности для занятий наукой.

Астроном сочетал в себе черты настоящего ученого и прекрасного человека. Гершель был искуснейшим наблюдателем, энергичным исследователем, глубоким и целеустремленным мыслителем. В самом зените своей славы он оставался обаятельным, добрым и простым человеком, что свойственно глубоким и благородным натурам.

Свое увлечение астрономией Вильям Гершель сумел передать своим родным и близким. Его сестра Каролина много помогала ему в научных работах. Изучив под руководством брата математику и астрономию, Каролина самостоятельно обработала его наблюдения, подготовила к публикации каталоги туманностей и звездных скоплений Гершеля. Много времени посвящая наблюдениям, Каролина открыла 8 новых комет и 14 туманностей. Она была первой женщиной-исследователем, принятой на равных в когорту английских и европейских астрономов, избравших ее почетным членом Лондонского королевского астрономического общества и Ирландской королевской академии

В ряду самых важных открытий, которые принадлежат исследователям Вселенной, одно из первых мест занимает открытие седьмой большой планеты Солнечной системы - Урана. События, подобного этому, в истории больше не было, и оно заслуживает, чтобы рассказать о нем подробнее. А началось с того, что в поисках заработка в Англию приехал молодой немецкий музыкант по имени Уильям Гершель (1738-1822).

Еще в детстве Уильяму попалась в руки книга Роберта Смита "Система оптики", и под ее влиянием у него появилась большая тяга к астрономии.

В начале 1774 года Уильям построил свой первый зеркальный телескоп с фокусным расстоянием около 2 м. В марте того же года он приступил к регулярным наблюдениям звездного неба, предварительно дав себе слово "не оставлять ни одного, даже самого ничтожного клочка неба без надлежащего исследования". Таких наблюдений еще никто не проводил. Так началась карьера Уильяма Гершеля как астронома. Верной помощницей Гершеля во всех его делах была Каролина Гершель (1750-1848). Эта самоотверженная женщина смогла подчинить свои личные интересы научным увлечениям брата. А брат ее, поставивший перед собой грандиозную "звездную цель", постоянно стремился совершенствовать средства наблюдений. Вслед за 7-футовым телескопом он сооружает 10-футовый, а затем и 20-футовый.

Позади уже было семь лет напряженных исследований неизмеримого звездного "океана", когда наступил вечер 13 марта 1781 года. Воспользовавшись ясной погодой, Уильям решил продолжить свои наблюдения; записи в журнале вела сестра. В тот памятный вечер он задался целью определить положение некоторых двойных звезд в области неба, расположенной между "рогами" Тельца и "ногами" Близнецов. Ничего не подозревая, Уильям направил туда свой 7-футовый телескоп и был поражен: одна из звезд светилась в виде маленького диска.

Все звезды без исключения видны в телескоп светящимися точками, и Гершель сразу понял, что странное светило - не звезда. Чтобы окончательно убедиться в этом, он дважды произвел замену окуляра телескопа на более сильный. С возрастанием увеличения трубы диаметр диска неизвестного объекта тоже увеличивался, в то время как у соседних звезд ничего подобного не наблюдалось. Отойдя от телескопа, Гершель стал вглядываться в ночное небо: таинственное светило было едва различимо простым глазом...

Дальнейшие наблюдения показали, что загадочный объект обладает собственным движением относительно окружающих его звезд. Из этого факта Гершель заключил, что он открыл комету, хотя никакого хвоста и туманной оболочки, присущих кометам, не было видно. О том, что это могла быть новая планета, Гершель даже не помышлял.

26 апреля 1781 года Гершель представил в Королевское общество (Английскую академию наук) "Сообщение о комете". Вскоре астрономы принялись наблюдать новую "комету". Они с нетерпением ждали того часа, когда гершелевская комета приблизится к Солнцу и подарит людям феерическое зрелище. Но "комета" по-прежнему медленно совершала свой путь где-то у границ солнечных владений.

К лету 1781 года количество наблюдений странной кометы было уже вполне достаточным для однозначного вычисления ее орбиты. Их выполнил с большим мастерством петербургский академик Андрей Иванович Лексель (1740-1784). Он первый установил, что Гершель открыл вовсе не комету, а новую, еще никому не известную планету, которая движется по почти круговой орбите, расположенной в 2 раза дальше от Солнца, чем орбита Сатурна, и в 19 раз дальше, чем орбита Земли. Лексель определил также период обращения новой планеты вокруг Солнца: он был равен 84 годам. Итак, Уильям Гершель оказался первооткрывателем седьмой планеты Солнечной системы. С ее появлением радиус планетной системы увеличился сразу в 2 раза! Такого сюрприза никто не ожидал.

Известие об открытии новой большой планеты быстро разнеслось по всему миру. Гершель был награжден золотой медалью, избран членом Королевского общества, ему были присвоены многие научные степени, в том числе почетного члена Петербургской Академии наук. И, конечно, скромного "любителя звезд", ставшего вдруг мировой знаменитостью, пожелал увидеть сам английский король Георг III. По повелению короля Гершеля вместе с его инструментами доставили в королевскую резиденцию, и весь двор увлекся астрономическими наблюдениями. Очарованный рассказом Гершеля, король произвел его в должность придворного астронома с ежегодным окладом в 200 фунтов. Теперь Гершель смог целиком посвятить себя астрономии, а музыка осталась для него лишь приятным развлечением. По предложению французского астронома Жозефа Лаланда планета некоторое время носила имя Гершеля, а в дальнейшем ей по традиции присвоили мифологическое название - Уран. Так в Древней Греции назывался бог неба.

Получив новое назначение, Гершель поселился с сестрой в местечке Слоу, поблизости от Виндзорского замка - летней резиденции английских королей. С удвоенной энергией принялся он за организацию новой обсерватории.

Невозможно даже перечислить все научные достижения Гершеля. Им были открыты сотни двойных, кратных и переменных звезд, тысячи туманностей и звездных скоплений, спутники у планет и многое другое. Но только открытия Урана было бы достаточно, чтобы имя пытливого астронома-самоучки навсегда вошло в историю развития мировой науки. А домик в Слоу, в котором когда-то жил и работал Уильям Гершель, ныне известен как "Дом-обсерватория". Доминик Франсуа Араго назвал его "уголком мира, в котором было сделано наибольшее число открытий".

© Владимир Каланов,
сайт "Знания-сила".

Рассказ об этой удивительной и во многом уникальной планете Солнечной системы мы начнём с истории её открытия. Как всё начиналось…

С древних времён люди знали о существовании пяти планет, которые видны невооруженным глазом: Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна.

Землю в древности, конечно, не считали планетой; она была центром мира, или центром Вселенной, пока не появился Коперник со своей гелиоцентрической системой мира.

Наблюдения невооруженным глазом Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна особой сложности не представляют, если, конечно, в данный момент планету не закрывает диск Солнца. Труднее всего наблюдать из-за его близости к Солнцу. Говорят, что Николай Коперник так и умер, ни разу не увидев этой планеты.

Следующая, располагающаяся за Сатурном, планета Уран была открыта уже в конце XVIII века знаменитым английским астрономом Уильямом Гершелем (1738-1822) . Похоже, что до той поры́ астрономы и не думали, что кроме наблюдавшихся многие века́ пяти планет, в Солнечной системе могут быть ещё какие-то неизвестные планеты. А ведь ещё Джордано Бруно (1548-1600) , родившийся через пять лет после смерти Коперника, был уверен, что в Солнечной системе могут быть и другие планеты, ещё не открытые астрономами.

И вот 13 марта 1781 г. во время очередного обычного обзора звёздного неба Уильям Гершель направил собственноручно изготовленный им телескоп-рефлектор в сторону созвездия Близнецов. Рефлектор Гершеля имел зеркало диаметром всего лишь 150 мм, но астроному удалось увидеть яркий объёмный, небольшой, но явно не точечный объект. Наблюдения в последующие ночи показали, что объект перемещается по небесному своду.

Гершель предположил, что он увидел комету. В сообщении об открытии «кометы» он, в частности, писал: "… когда я изучал слабые звёзды в соседстве с H Близнецов, я заметил одну, которая выглядела большей, чем остальные. Удивлённый её необычным размером, я сравнил её с H Близнецов и небольшой звездой в квадрате между созвездиями Возничего и Близнецов и обнаружил, что она значительно больше любой из них. Я заподозрил, что это - комета".

Сразу после сообщения Гершеля за расчеты засе́ли лучшие математики Европы. Необходимо отметить, что во времена Гершеля подобные расчеты были исключительно трудоёмкими, потому что требовали выполнения вручную огромного количества вычислений.

Гершель продолжал наблюдать необычный небесный объект в виде небольшого ярко выраженного диска, который медленно смещался вдоль эклиптики. Через несколько месяцев два известных учёных - академик Петербургской академии наук Андрей Лескель и академик Парижской академии наук Пьер Лаплас закончили вычисление орбиты открытого небесного тела и доказали, что Гершель открыл планету, располагающуюся за Сатурном. Планета, названная позднее Ураном, отстояла от Солнца почти на 3 млрд. км. и превышала объём Земли́ более чем в 60 раз.

Это было величайшим открытием. Впервые в истории науки была обнаружена новая планета в дополнение к ранее известным пяти планетам, которые наблюдались на небе с незапамятных времён. С открытием Урана границы Солнечной системы как бы раздвинулись в два с лишним раза (, считавшийся до 1781 года самой дальней планетой Солнечной системы, находится на среднем расстоянии от Солнца в 1427 млн. км).

Как стало известно впоследствии, Уран наблюдали задолго до Гершеля не менее 20 раз, но всякий раз планету принимали за звезду. В практике астрономического поиска подобное не является редкостью.

Но этот факт нисколько не умаляет значение научного подвига Уильяма Гершеля. Здесь мы считаем уместным отметить трудолюбие и целеустремлённость этого выдающегося астронома, который, между прочим, начинал свою карьеру переписчиком нот в Лондоне, а потом дирижером и преподавателем музыки. Искусный наблюдатель и энергичный исследователь планет и туманностей, Гершель был также умелым конструктором телескопов. Для своих наблюдений он шлифовал зеркала вручную, работая без перерыва часто по 10 и даже 15 часов. В построенном им в 1789 году телескопе с длиной трубы 12 метров зеркало имело диаметр 122 см. Этот телескоп оставался непревзойденным до 1845 года, когда ирландский астроном Парсонс построил телескоп длиной около 18 метров с зеркалом диаметром 183 см.

Маленькая справка для интересующихся: телескоп, объективом которого является линза, называется рефрактором. Телескоп, объективом которого служит не линза, а вогнутое зеркало, называется рефлектором. Первый телескоп-рефлектор был построен Исааком Ньютоном.

Итак, уже в 1781 году учёные определили, что орбита Урана типично планетарная, почти круговая. Но хлопоты астрономов с этой планетой только начинались. Вскоре наблюдения показали, что движение Урана происходит не совсем по «правилам» движения, предписанным классическими ке́плеровскими законами движения планет. Проявлялось это в том, что Уран уходил вперед по сравнению с расчетным движением. Заметить это астрономам было не так уж трудно, ведь к концу XVIII века средняя точность наблюдений звёзд и планет была уже достаточно высокой - до трёх угловых секунд.

В 1784 году, через три года после открытия Урана, математики рассчитали более точную эллиптическую орбиту планеты. Но уже в 1788 году стало ясно, что корректировка элементов орбиты заметных результатов не дала, и расхождение между вычисленным и реальным расположе́ниями планеты продолжало увеличиваться.

Каждое явление в природе и жизни имеет свои причины. Учёным было понятно, что орбита Урана была бы строго эллиптической лишь в том случае, если бы на планету воздействовала только одна сила - тяготение Солнца. Для определения точной траектории и характера движения Урана необходимо было учесть гравитационные возмущения со стороны планет и, в первую очередь, со стороны Юпитера и Сатурна. Для современного исследователя, «вооруженного» мощным компьютером с возможностью моделирования самых различных ситуаций решение подобной задачи заняло бы не более одного-двух дней. Но в конце XVIII века для решения уравнений с десятками переменных ещё не было создано необходимого математического аппарата, вычисления превращались в длительный и кропотливый труд. В расчетах принимали участие такие известные учёные-математики как Лагранж, Клеро́, Лаплас и другие. Великий Леонард Эйлер также внёс свою лепту в эту работу, но не лично, конечно, т.к. уже в 1783 году его не стало, а своим методом определения орбит небесных тел из нескольких наблюдений, разработанным ещё в 1744 году.

Наконец в 1790 году были составлены новые таблицы движений Урана с учётом гравитационных воздействий со стороны Юпитера и Сатурна. Учёные понимали, конечно, что на движение Урана определенное влияние оказывают также планеты земной группы и даже крупные астероиды, но в тот период казалось, что возможные поправки в расчеты траектории, учитывающие это влияние, придётся вносить в достаточно отдалённом будущем. Задачу посчитали в целом решённой. А вскоре начались наполеоновские войны, и всей Европе стало не до науки. Людям, включая и любителей астрономии, нужно было гораздо чаще глядеть в ружейные и пушечные прицелы, нежели в окуляры телескопов.

Но после окончания наполеоновских войн научная активность европейских астрономов снова восстановилась.

И тут выяснилось, что Уран опять движется не так, как ему предписывали известные математики. Предположив, что в предыдущих расчетах была допущена ошибка, учёные перепроверили расчеты с учетом гравитационного влияния со стороны Юпитера и Сатурна. Возможное влияние других планет оказалось настолько незначительным по сравнению с наблюдаемым отклонением в движении Урана, что этим влиянием справедливо решили пренебречь. Математически расчёты оказались безупречными, но разница между расчетным положением Урана и его реальным положением на небосводе продолжала возрастать. Закончивший в 1820 году эти дополнительные расчеты французский астроном Алексис Бувард писал, что такая разница может объясняться "некоторым внешним и неизвестным влиянием". О характере «неизвестного влияния» были высказаны разные гипотезы, в том числе такие:
сопротивление газово-пылевых космических облаков;
воздействие неизвестного спутника;
столкновение Урана с кометой незадолго до открытия его Гершелем;
неприменимость в случаях больших расстояний между телами;
воздействие новой, пока ещё не открытой планеты.

К 1832 году Уран отставал от вычисленного А. Бувардом положения уже на 30 угловых секунд, и это отставание увеличивалось на 6-7 секунд в год. Для расчетов А. Буварда это означало полный крах. Из перечисленных гипотез проверку временем выдержали только две: несовершенство закона Ньютона и воздействие неизвестной планеты. Поиски неизвестной планеты начались, как и положено, с вычисления её положения на небе. Вокру́г открытия новой планеты развернулись события, полные драматизма. Кончилось тем, что новую планету в 1845 году открыл «на кончике пера», т.е. расчётным путём нашел место, где её нужно искать на небе, английский математик Джон Адамс. Год спустя, независимо от него такие же расчеты, но более точно, выполнил французский математик Урбе́н Лаверье́. А на небе новую планету открыли в ночь на 23 сентября 1846 года двое немцев: ассистент Берлинской обсерватории Иоганн Галле и его студент Генрих д‘Аррест. Планету назвали Нептуном. Но это уже другая история. Мы же коснулись истории открытия Непту́на исключительно потому, что на это открытие астрономов подтолкнуло «ненормальное» поведение Урана на орбите, ненормальное с точки зрения классической теории движения планет.

Как Уран получил своё название

А теперь кратко о том, как Уран получил это название. Французские учёные, всегда соперничавшие в науке с англичанами, не имели ничего против того, чтобы новую планету назвали именем Гершеля, её открывателя. Но Английское Королевское общество и сам Гершель предложили назвать планету Георгиумом Сидусом в честь короля Англии Георга III. Надо сказать, что это предложение было сделано не только из политических соображений. Этот английский монарх был большим любителем астрономии и, назначив в 1782 году Гершеля «Королевским астрономом», выделил ему необходимые средства для строительства и оснащения отдельной обсерватории близ Виндзора.

Но это предложение не было принято учёными многих стран. Тогда немецкий астроном Иоганн Боде, видимо, следуя установившейся традиции называть планеты и другие небесные тела именами мифических богов, предложил назвать новую планету Ураном. По греческой мифологии, Уран - бог неба и отец Сатурна, а Сатурн Хро́нос - бог времени и судьбы.

Но не всем нравились названия, связанные с мифами. И только через 70 лет, в середине XIX века, название Уран было принято научным сообществом.

© Владимир Каланов,
"Знания-сила"

Уважаемые посетители!