Науково-популярні статті з різних галузей астрономії

Л. М. Свачій

кандидат фізико-математичних наук

Головна астрономічна обсерваторія Національної академії наук України

У серпні 2022 р. минає 125 років із дня народження добре знаного астронома Отто Струве, уродженця м. Харкова, вихованця Харківського університету, правнука знаменитого вченого В.Я. Струве. З 1921 р. Отто Струве жив у США, працюючи там у різних астрономічних установах, зокрема 15 років очолював Єркську обсерваторію, був першим директором Національної радіоастрономічної обсерваторії в м. Грін-Бенк. Основні наукові дослідження вченого стосуються зоряної спектроскопії — він вивчав спектрально-подвійні зорі, зорі ранніх спектральних класів та ін., докладно проаналізував спектри кількох сотень подвійних зір, визначив маси й орбіти цих об’єктів, виявив великомасштабні турбулентні потоки в атмосферах надгігантів. О. Струве — один із піонерів досліджень дифузної речовини в Галактиці, зокрема виявив водень у міжзоряному просторі, відкрив багато дифузних і відбивальних туманностей. Він написав кілька монографій, які набули широкого вжитку, півтора десятиліття був головним редактором наукового часопису «Astrophysical Journal». Учений добре відомий і як популяризатор астрономічної науки.

Отто Струве. Фото з відкритих джерел.

*******

125 років тому, 12 серпня 1897 р., у м. Харкові народився Отто Людвігович Струве — видатний американський астроном українського походження, талановитий організатор науки, найяскравіший представник усесвітньо відомої астрономічної династії Струве (ХІХ ст. — ХХ ст.).

Отто був первістком у багатодітній, забезпеченій і знаменитій родині професора Харківського університету Людвіга Оттоновича Струве та Єлизавети Христофорівни Струве (Елізабет Громан), яка походила з відомого «математичного» роду Бернуллі.

Отто Струве з батьком. Фото з відкритих джерел.

Отто спочатку навчався вдома, а в дванадцятирічному віці вступив до Харківської імператорської чоловічої гімназії №3, яку в місті називали німецькою. У старших класах гімназії юнак проявив неабиякі математичні здібності.

Професор Людвіг Струве, котрий водночас був директором Харківської обсерваторії при університеті, залучив сина до астрономічних спостережень. Зокрема, гімназист Отто Струве ввійшов як спостерігач до експедиції від Харківської обсерваторії для спостережень повного сонячного затемнення 8 (21) серпня 1914 р. у м. Генічеську. Юнак узяв дуже активну участь у цих спостереженнях. Забігаючи трохи вперед, зазначимо, що деякі результати цих спостережень увійшли до дипломної роботи Отто Струве, яку він захистив 1919 року в Харківському університеті.

Отто Струве закінчив гімназію 1915 року зі золотою медаллю — здобув дуже якісну загальну освіту, оволодів кількома європейськими мовами. Того ж року він вступив до Харківського імператорського університету на фізико-математичний факультет. При цьому юнак і далі співпрацював із Харківською обсерваторією як спостерігач.

Та ось почалася Перша світова війна — і студент-першокурсник Отто Струве вирішив не залишатися осторонь від всенародної біди, а вступити для початку до військового навчального закладу, тим більше, що вже добре знався на артилерійській оптиці. У січні 1916 р. він вступив до Михайлівського військового артилерійського училища у Петрограді на прискорений курс підготовки, тобто став юнкером. Протягом року юнак вивчав там артилерійську справу, а в лютому наступного року 20-річний юнкер був підвищений до звання прапорщика й отримав призначення в діючу армію на Турецький фронт. Невдовзі О. Струве достроково здобув звання підпоручика та дістав призначення командувати окремим взводом артилерійської батареї.

У березні 1918 р., після виходу Росії із Першої світової війни (Брест-Литовська мирна угода), Отто Струве повернувся із фронту до Харкова, в університет. За рік (до весни 1919 року) він закінчив повний курс університетської освіти та отримав «Тимчасове свідоцтво» — тогочасний документ про освіту. Талановитого юнака залишили при університеті, як тоді казали, для підготовки до професорського звання на кафедрі астрономії та геодезії. У той же час був викладачем школи-майстерні точної механіки при Харківському університеті. Ця школа-майстерня розміщувалася на території Харківської обсерваторії і номінально входила до структури фізико-математичного факультету Харківського університету.

У долі Отто Струве повною мірою відобразилися всі геополітичні події першої половини ХХ ст. Молодий учений був активним учасником не тільки Першої світової, але і Громадянської війни доби Української революції. З літа 1919 р. він воював у лавах Добровольчої армії Озброєних сил Півдня Росії (під командуванням генерал-лейтенанта А.І. Денікіна) та був поранений. Разом з Білою армією, яка відступала, Отто Струве евакуювався в Крим; туди ж переїхала і його родина. Цікаво згадати, що тоді він разом з батьком відкрив Нову зорю в сузір’ї Лебедя.

Після поразки білогвардійців у Криму юний офіцер опинився в Туреччині без коштів для прожиття. Незадовго перед тим померли його брат (теж офіцер-білогвардієць), сестра й батько.

На цьому важкому етапі життя про молодого офіцера-білогвардійця з дипломом астронома дуже потурбувалася його тітка Єва, яка мешкала в Німеччині — у бідній післявоєнній Веймарській республіці. Тітка Єва звернулася з проханням допомогти Отто до професора Пауля Гутника (1879—1947), директора Берлін-Бабельсберзької обсерваторії; раніше цю обсерваторію очолював Карл Германн Струве (1854—1920) — рідний дядько Отто.

Гучне астрономічне ім’я родини Струве відіграло свою добру роль. Професор П. Гутник звернувся, у свою чергу, до Едвіна Фроста (1866—1935) — директора Єркської обсерваторії при Чиказькому університеті, яка розміщена у Вільямс-Бі (шт. Вісконсін, США). На той час названа обсерваторія була досить скромною щодо наукових здобутків.

У листі до Е. Фроста П. Гутник попросив свого чуйного американського колегу взяти на роботу випускника Харківського університету, який вимушено поневіряється на чужині. Е. Фрост погодився — приберіг для О. Струве вакансію асистента зі зоряної спектроскопії (скромну посаду з невеликою платнею) та поклопотався щодо переїзду молодого астронома до США.

І ось наприкінці серпня 1921 р. Отто Струве — майбутнє світило в царині астрономії — вирушив у місячну подорож океаном до американських берегів, без коштів, маючи найдешевший квиток, не володіючи англійською мовою і мало знаючи свою майбутню спеціалізацію — зоряну спектроскопію.

Спектроскопія — один із методів астрофізичних досліджень; він полягає у розкладанні випромінювання від небесних світил у спектр та в аналізі положення й інтенсивності спектральних ліній. У той час, коли Отто Струве розпочав свою наукову кар’єру, спектроскопія була переднім краєм астрономії. У царині зоряної спектроскопії він працював усе життя — вивчав спектрально-подвійні зорі та зорі ранніх спектральних класів.

Як зазначено вище, 24-річний астроном-емігрант став працювати у Єркській обсерваторії на скромній посаді асистента-спектроскопіста. Талановитий і працелюбний, Отто Струве, як пишуть історики астрономії, працював і вдень, і вночі в буквальному сенсі: вночі спостерігав на телескопах, а вдень обробляв здобуті результати. Водночас він навчався в аспірантурі при Чиказькому університеті. Відмітьмо, що серед телескопів Єркської обсерваторії був найбільший у світі рефрактор — 102-см інструмент із високоякісним об’єктивом.

У грудні 1923 р. О. Струве захистив дисертацію «Вивчення короткоперіодичних спектрально-подвійних зір» на здобуття наукового ступеня доктора філософії.

У 1925 р. Отто Струве одружився з Мері Мартою Леннінґ, а через два роки (1927 р.) отримав громадянство США.

Отто Струве справив величезний вплив на розвиток астрономії у світі. Він був директором трьох всесвітньо відомих обсерваторій: Єркської (1932—1947 рр.), Мак-Дональдської (1939—1947 рр.) та Національної радіоастрономічної (1959—1962 рр.). У 1932 р. О. Струве став професором астрофізики Чиказького університету (обіймав цю посаду до 1947 р.), а впродовж 1947—1950 рр. очолював у названому закладі катедру астрономії.

У своїх наукових дослідженнях Отто Струве поєднував питання теоретичної астрофізики з організацією власної спостережної програми. Як відмічають біографи О. Струве, він зазвичай роками не залишав розпочатого дослідження — це найхарактерніша його риса як ученого.  

Отто Струве працював над великою кількістю наукових завдань. Перше його наукове відкриття — виявлення осьового обертання зір. Більше того, наш великий земляк установив, що швидкість такого обертання залежить від спектрального класу зорі, тобто від її маси. Все це дало неабиякий поштовх до розвитку теорії зоряної еволюції. О. Струве обґрунтував твердження, що вирішальну роль в еволюції тої чи тої зорі відіграє втрата маси цією зорею. Крім того, учений першим указав на ще один важливий еволюційний фактор — ним є відмінності в хімічному складі зір.

О. Струве докладно дослідив спектри багатьох сотень подвійних зір, визначив їхні маси й орбіти. Він першим з’ясував природу багатьох пекулярних (від лат. слова «peculiar» — «незвичайний, особливий») зір. Так називають зорі, які мають деякі особливості у спектрах через аномалії хімічного складу, володіють сильними магнітними полями тощо.

Отто Струве відкрив турбулентність в атмосферах зір-надгігантів, розробив теорію зоряних атмосфер, виявив, що в багатьох зір верхні шари атмосфер розширюються. Він здобув важливі результати стосовно складу й властивостей дифузного міжзоряного середовища, а також запропонував нову оцінку відстані до центра Галактики.

У 1952 р. О. Струве запропонував спосіб для виявлення екзопланет (планет біля інших зір, не Сонця) на основі реєстрації коливань зорі, зумовлених дією тяжіння її планети. Ця методика дістала назву доплерівська спектроскопія або спектрометричне вимірювання променевої (радіальної) швидкості зорі. Вона дала змогу відкрити величезну кількість екзопланет (першу екзопланету цим способом виявлено 1992 р.).

У 1937—1938 рр. Отто Струве розробив і виготовив небулярний спектрограф (разом з К.Т. Елві) — прилад для спектральних спостережень протяжних об’єктів, що зливаються із тлом неба. Назва приладу походить від латинського слова «nebula»— «хмара, туман».

Будучи директором Національної радіоастрономічної обсерваторії (найсучасніший тоді астрономічний центр), Отто Струве взяв безпосередню участь у проєкті під загальною назвою «OZMA» на всіх його стадіях. Цей незвичайний і неоднозначний науковий проєкт — перша офіційна спроба пошуку проявів існування позаземного високоорганізованого життя, інакше кажучи, пошук позаземного розуму.

Отто Струве був членом Академій наук не тільки США (з 1937 р.), але і Франції, Бельгії, Канади, Великобританії та ін., упродовж 1946—1949 рр. був президентом Американського астрономічного товариства, протягом 1952—1955 рр. очолював Міжнародний астрономічний союз. Учений був почесним доктором дев’яти найбільших університетів світу.

Отто Струве досить категорично відмовлявся від візитів до СРСР, але підтримував найтісніші контакти з радянськими астрономами, був одним із небагатьох зарубіжних учених, який у своїх виступах гідно оцінював здобутки радянських астрономів, пропагуючи досягнення радянської науки.

Загальна кількість опублікованих праць Отто Струве становить приблизно дев’ять сотень — мало хто з учених мав чи має так багато друкованих робіт. Особливе місце серед його наукової спадщини посідають монографії, зокрема чотиритомник «Зоряна спектроскопія» («Stellar Spectroscopy»), написаний у співавторстві з Маргаритою Гак (MargheritaHack) і виданий нею уже після смерті О. Струве.

Зображення обкладинки однієї із монографій Отто Струве. Фото з відкритих джерел.

Упродовж 1950—1970 рр. в СРСР вийшли друком переклади монографічних праць О. Струве: «Эволюция звезд. Данные наблюдений и их истолкование» (1954 р.; 285 с.), «Элементарная астрономия» (1967 р.; 484 с.), «Астрономия ХХ века» (1968 р.; 548 с.). Останню з названих тут монографій О. Струве написав разом із Вельтою Зебергс — «Astronomy of the 20th Century» / Otto Struve and Velta Zebergs. — New York, 1962. Її переклад з англійської здійснено за редакцією П.Г. Куликовського, який знав Отто Струве особисто й листувався з ним. У цій книжці подано широку картину розвитку астрономії за 60 років; праця містить згадки про цілу низку унікальних фактів, біографічні нариси, багато цитат із праць класиків астрономії. Російський переклад книжки доповнено цікавою передмовою П.Г. Куликовського.

Отто Струве був головним редактором наукового часопису «AstrophysicalJournal» (упродовж 1932—1947 рр.), активно популяризував науку.

Помер О.Л. Струве 6 квітня 1963 р. в м. Берклі, США. На честь цього великого астрофізика названо астероїд Головного поясу 2227 (OttoStruve), кратер на невидимому боці Місяця, а також один із телескопів обсерваторії Мак-Дональд — рефлектор з діаметром об’єктива 2,1 м.

Використана література

1. Балишев М.А. Історико-наукове дослідження життя та творчості Отто Людвіговича Струве (1897—1963). // Дис-я на здобуття н. с. к. і. н., Київ, 2008, 228 с.

2. Колчинский И.Г., Корсунь А.А., Родригес М.Г. Астрономы (биографический    справочник). // 2-е изд., К. «Наукова думка», 1986. — 512 с.