Мапи (карти) й атласи зоряного неба

Зоряне небо здавна слугувало людині дороговказом, допомагаючи орієнтуватися на місцевості. Але щоб використовувати його як компас, потрібно було на самому небі встановити певні орієнтири. Найперше такими стали яскраві зорі. Окрім того, що їх добре видно, у них є ще одна важлива властивість ― вони не змінюють свого положення на небі, на відміну, наприклад, від планет.

З допомогою яскравих зір і виразних зоряних груп довкола них спостерігачі зоряного неба щонайменше 15 — 20 тисяч років тому «намалювали» фігури-сузір’я. Ясна річ, в уяві «перших астрономів» такі фігури були різними: вони, головно, відображали земне життя тієї групи людей, до якої належав спостерігач.

Найдавніші письмові згадки про сузір’я (їхні назви, а також назви окремих яскравих зір і планет) належать до початку II тис. до н.е. Це месопотамські таблички із записами молитов, сценаріїв храмових ритуалів, релігійних календарів тощо. Однак сучасні назви сузір’їв успадковані нами не від вавилонян чи стародавніх єгиптян, а від античних греків. Початок європейській традиції розподілу неба на сузір’я поклала поема Арата «Явища» (ІІІ ст. до н.е.), яка зберегла найбільш ранній з відомих опис зоряного неба — його сузір’їв, відомих на той час.

Віддаючи належне поезії, що зберегла для нас назви найдавніших сузір’їв, годі уявити картографування зоряного неба далі без використання поняття небесної сфери. Уявлення про неї виникли дуже давно з огляду на буденну практику — будь-який спостерігач завжди бачить, що зорі начебто лежать на дуже великій сфері. Її спершу сприймали як реальне утворення нашого світу, але зрештою зрозуміли, що це уявна сфера. Проте вона дозволила побудувати системи небесних координат, а отже, однозначно вказувати положення будь-якого небесного об’єкта.

Цікаво, що є кілька наочних утілень небесної сфери — армілярна сфера, планетарій і небесний глобус. Щодо останнього, то мабуть найвідоміший небесний глобус тримає над головою титан Атлас — маємо на увазі мармурову скульптуру, яку зберігає Національний археологічний музей у Неаполі. Глобус Фарнезе з зображеннями античних сузір’їв є не лише одним з найдавніших свідчень (70-й рік н.е.) поділу неба на окремі зоряні фігури, але й показує наочно, як це робили.

Проте такий спосіб унаочнення зоряного неба має суттєвий недолік — фігури сузір’їв на поверхні небесного глобуса зображені дзеркально ― перевернутими, тоді як спостерігач перебуває всередині небесної сфери, а не зовні. Саме тому на заміну глобусам прийшли мапи зоряного неба, найперші з яких показували фігури сузір’їв так, як її бачить спостерігач з поверхні Землі. Ці карти були ручної роботи (на пергаменті, папері тощо) і, на жаль, таких карт до нашого часу збереглося дуже мало. Їх прикладом є планісфера, створена монахом Ґерувіґусом (Geruvigus) у другій половині І-го тисячоліття н.е.

Першу зоряну мапу, виготовлену друкарським способом, було видано в 1515 році. Зображення сузір’їв для неї створив знаменитий Альбрехт Дюрер, якого в цій справі консультували тогочасні астрономи. На зоряних мапах Дюрера сузір’я зображені так, як на небесному глобусі, тобто дзеркально.

1540 р. вийшла книга Алессандро Пікколоміні «De la Sfera», що вміщувала «Атлас сузір’їв» — перший набір окремих мап зоряного неба. Тут не було зображень сузір’їв, але зорі було нанесено так, що зоряні фігури «читалися» дуже легко. У цьому атласі зорі вперше було позначено латинськими літерами.

Перша мапа зоряного неба, схожа на нинішні, вийшла в 1603 р. в атласі «Уранометрія», який був створений відомим німецьким астрономом Йоганном Байєром. Його атлас містив 48 мап (усі сузір’я «Альмагеста» Клавдія Птолемея), а також мапу південного неба з 12 новими сузір’ями. Їх не можна спостерігати з середніх широт Північної півкулі Землі, а тому ці сузір’я нанесли на зоряне небо тільки в 1595 р. голландські мореплавці.

Окрім нових сузір’їв, атлас Й. Байєра відомий ще й тим, що в ньому яскраві зорі в сузір’ях уперше позначено літерами грецької абетки, а кожне сузір’я має латинську назву в родовому відмінку. Наприклад, Сиріус, найяскравішу зорю нашого неба, позначено як альфа Canis Majoris, що означає: зоря альфа в сузір’ї Великого Пса (Canis Major).

1690 р. польський астроном Ян Гевелій зробив наступний визначний крок у справі творення мап зоряного неба. Його «Опис усього зоряного неба, або Уранографія» вирізняється особливою художньою довершеністю. Мабуть не даремно широко вживані нині малюнки сузір’їв, що трапляються нам у науково-популярних та інших виданнях, походять з атласу Яна Гавелія. Окрім відомих на той час, Гавелій позначив на мапах свого атласу нові сузір’я, сім з яких лишилися на мапі назавжди.

Перший королівський астроном Великобританії Джон Флемстид видав у 1729 р. свій зоряний атлас («Atlas Coelestis»), що став найпопулярнішим виданням такого роду впродовж наступного століття. Його багато разів перевидавали в Англії, а також переклали німецькою і французькою мовами. Для астрономів він був цікавий тим, що в ньому, окрім екліптичних координат, також використано (вперше) екваторіальну систему небесних координат ― одну з найпрактичніших серед усіх, які використовують в астрономії.Атлас Флемстида є складовою частиною його зоряного «Британського каталогу» («Britannic Catalogue»).

1763 р. у Парижі було видано мапу південного зоряного неба, підготовлену Ніколя Лакайлом на підставі його спостережень у 1751―1752 рр., де південне небо було повністю поділене на сузір’я. Цим було завершено поділ неба на сузір’я, але цей процес тривав і далі (його офіційно було завершено лише в 1922 році).

Наприкінці XVII ст. був виданий атлас «Уранографія» (друге, найповніше видання вийшло в Берліні 1801 р.) німецького астронома Йогана Боде. Двадцять зоряних мап цього атласу, що містили майже сотню сузір’їв, мали принципово важливу новацію ― межі між сузір’ями, що закріпили за кожним із них певну ділянку небесної сфери. Це означало, що поняття «сузір’я» набувало нового змісту. Здавна під сузір’ям розуміли символічні фігури, позначені певною кількістю зір (водночас були зорі, що не належали до жодної з таких фігур). Далі під сузір’ям стали розуміти всю сукупність зір у межах конкретної ділянки небесної сфери.

1843 р. німецький астроном Фрідріх Аргеландер видав атлас «Нова Уранометрія», що містив 17 мап зоряного неба. На них було позначено 84 сузір’я (Аргеландер не взяв до уваги сузір’я, запроваджені після 1752 р.), легкі контури їхніх фігур, а також нанесено сітку екваторіальних координат. Атлас містив каталог зір до шостої видимої зоряної величини.

«Нова Уранометрія» Аргеландера була лише прелюдією до його головної монументальної праці «Бонського огляду». Це перший доволі об’ємний зоряний атлас і каталог, в якому є 37 мап і де вміщено координати 325000 зір. Історики астрономії вважають «Бонський огляд» першим сучасним зоряним атласом. Окрім цього, він певним чином розмежував астрономів-професіоналів і астрономів-аматорів. Останні далі стали використовувати простіші атласи й мапи зоряного неба (вже на час появи «Бонського огляду» існували перші путівники зоряного неба, розраховані, власне, на аматорів астрономії).

Американський астроном Бенджамін Ґулд, який спостерігав зоряне небо в Аргентині, видав у 1879 р атлас і каталог південного неба «Аргентинська Уранометрія». Атлас містив сузір’я, запропоновані раніше Аргеландером, але мав одну суттєву новацію ― межі сузір’їв південного неба було позначено вздовж координатної сітки (на відміну від меж сузір’їв північного неба, позначених хвилястими лініями). Окрім цього, Ґулд не вказав на мапах південного неба фігури сузір’їв ― тільки зорі, межі сузір’їв і їхні латинські назви.

Отже, на початок ХХ ст. мапа зоряного неба, призначена для астрономічних цілей, позбулася фігур сузір’їв (їх перестали наносити на мапи). У 1922 р. Міжнародний астрономічний союз (МАС) схвалив латинські назви і скорочені позначення сузір’їв як загальносвітовий стандарт, а 1928 р. затвердив остаточну кількість (88) сузірї’в зоряного неба Землі і, скориставшись ідеєю Б. Ґулда, чіткі межі між ними. Процес розмежування неба на сузір’я на цьому було завершено, що позначилося на певній уніфікації зоряних мап, які стали виготовляти після цих рішень.

Важливим для справи виготовлення мап і атласів зоряного неба стало застосування з кінця XIX ст. для таких цілей астрофотографії. Найперше, це стосується професійної астрономії. З поміж атласів, виготовлених фотографічним способом, окреме місце посідає «Паломарський огляд неба» (Palomar Sky Survey, PSS). Його підготовлено упродовж 1949―1956 рр. в обсерваторії Маунт-Паломар (США) з допомогою 48-дюймового телескопа системи Шмідта. Атлас має 935 пар мап (одна виготовлена в синіх променях електромагнітного спектра, друга ― в червоних), на яких указані небесні об’єкти до 21-ї зоряної величини. Оскільки PSS не покривав повністю південне зоряне небо, то ділянку неба довкола південного полюса світу сфотографували в обсерваторії Сайдинг Спрінг (Австралія), а потім у Європейській південній обсерваторії (Чилі).

«Паломарський огляд неба» став основою (PSS І) для наступних оглядів неба (PSS ІІ), які було виконано із застосуванням цифрових приймачів (див. «Огляди неба»). Нині роботу з виготовлення оглядів неба для різних астрономічних завдань виконує багато наукових колективів. Отримані в такий спосіб дані, головно використовують професійні астрономи.

Суттєвий внесок у справу створення атласів зоряного неба для аматорів астрономії зробив чеський астроном Антонін Бечвар. Він 1948 р. разом з колегами видав «Atlas Coeli 1950.0» («Атлас зоряного неба для епохи 1950 року»). 16 зоряних мап цього атласу покривають усе зоряне небо й уміщують зорі до 7,75 зоряної величини, а також велику кількість незоряних об’єктів (багато з них значно слабкіші, ніж мінімальна зоряна величина атласу). Оскільки атлас Бечвара згодом стали публікувати у США («Atlas of Heavens», «Атлас неба»), він став дуже популярним серед астрономів-аматорів, які використовували його упродовж трьох десятиліть, аж поки його не замінив «Sky Atlas 2000.0».

Новий атлас зоряного неба підготував нідерландський аматор астрономії Віл Тіріон (Wil Tirion), а видала його в 1981 р. американська компанія SkyPublishingInc. Координати небесних об’єктів у цьому атласі було подано на епоху 2000 року.

Було б дивним, коли б у справі підготовки й видання мап зоряного неба не використали комп’ютер. Виявляється, що першим (1960) атласом зоряного неба, мапи якого друкували з допомогою комп’ютера був «Smithsonian Astrophysical Observatory Star Atlas» (SAO, «Зоряний атлас Смітсоніанівської астрофізичної обсерваторії»). На мапах цього атласу позначено зорі до 9-ї зоряної величини, а його каталог містить координати 260000 зір.

Найвідомішим нині атласом зоряного неба, підготовленим з допомогою комп’ютера, є «Уранометрія 2000.0». Його уклав Віл Тіріон і 2007 р. видало американське видавництво Віллменн-Бел (Willmann-Bell). 2001 р. вийшло виправлене й доповнене видання атласу під назвою «Uranometria 2000.0 Deep Sky Atlas». Його призначено як для професійних астрономів, так і для аматорів. Докладніше про цей атлас див. на сайті видавництва Віллменн-Белл.

В Україні тривалий час практично не видавали мапи й атласи зоряного неба. Проте 2004 р. вийшов друком «Атлас зоряного неба» (автор-упорядник І. Крячко. К. : «Наше небо», бібліотека журналу «НАШЕ НЕБО observer»), що містить 17 карт зоряного неба, на яких подано всі зорі, видимі неозброєним оком,а також інші небесні об’єкти — зоряні скупчення, туманності й галактики — до 8—10 зоряної величини. Видання розраховане на аматорів астрономії, його можна використовувати як наочний посібник у навчанні (вивченні) астрономії.

Наприкінці ХХ ст., завдяки розвитку комп’ютерної техніки, мапи й атласи зоряного неба майже повністю стали цифровими продуктами. Ідеться як про спеціальні комп’ютерні програми, що дозволяють у певному масштабі створювати мапи зоряного неба фактично будь-якої ділянки небесної сфери, так і про електронні планетарії, які будують зображення зоряного неба (чи його певної ділянки) на моніторі.

Серед аматорів астрономії (а надто початківців) набули великої популярності електронні планетарії (деякі з них дозволяють друкувати на папері мапи зоряного неба різного масштабу), а також різні симулятори зоряного неба (зокрема, цифрові зоряні мапи в режимі он-лайн). Цифрова епоха повністю змінила підходи до виготовлення й можливостей використання мап і атласів зоряного неба.

Щоправда, потреба мати «під рукою» паперову мапу потрібної ділянки неба зберігається досі в середовищі аматорів астрономії. Такі мапи, заздалегідь оцифровані (див. далі «Атласи зоряного неба в pdf-форматі, доступні для безкоштовного копіювання»), нині друкують з допомогою комп’ютера на принтері.

Атласи зоряного неба в pdf-форматі, доступні для безкоштовного копіювання

Taki’s 8.5 Magnitude Star Atlas ― атлас зоряного неба, підготовлений японським аматором астрономії Тошімі Таки (Toshimi Taki). Мапи цього атласу можна використовувати безкоштовно.

Mag 7 Star Atlas — атлас зоряного неба, що містить усі зорі до 7,25 зоряної величини, підготовлений Ендрю Джонсоном (Andrew L. Johnson).

The TRIATLAS Project Second Edition (April 2008 – March 2009) — атлас зоряного неба з об’єктами до 13-ї зоряної величини, підготовлений Хосе Торресом (José Ramón Torres) і Кейсі Скелтоном (Casey Skelton).

Herschel 800 atlas — атлас, що містить 800 пошукових мап кращих об’єктів зоряного неба з каталогу Гершеля. Автор мап Michiel Brentjens.