Науково-популярні статті з різних галузей астрономії

Видатний український астроном С. К. Всехсвятський і його наукова школа

(До 100-річчя від дня народження)

Д. П. Андрієнко

доктор фізико-математичних наук, професор

Київський національний університет імені Тараса Шевченка

І. Д. Зосимович

кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник

Центр досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки

Національної академії наук України

У червні 2005 р. Київський національний університет імені Тараса Шевченка під егідою ЮНЕСКО відзначатиме 100-річчя від дня народження видатного українського астронома, завідувача кафедри астрономії (1939—1981), директора Астрономічної обсерваторії університету (1939—1953) Сергія Костянтиновича Всехсвятського. Його наукова спадщина охоплює різноманітні галузі астрономії. Навіть з короткого аналізу її очевидно, яку видатну роль відіграв він у розвитку української і світової науки.

Провидцем, видатним ученим, що мав велику наукову мужність і настійно пропагував нові ідеї в астрономії, уважають С. К. Всехсвятського його учні й колеги. Мало кому в цій галузі науки вдалося конкурувати з ним за кількістю вірогідних наукових відкриттів, передбачень, нових понять та ідей, висунутих і введених в астрономію й астрофізику. Характерно, що всі його піонерські роботи не випливали з тодішніх наукових уявлень і випереджали погляди свого часу. Не дивно, що вони викликали запеклу критику, їх не визнавали, брали під сумнів результати досліджень, дискусії навколо них супроводжувалися звинуваченнями в некомпетентності, бо розуміння того, що це дійсно нове слово в науці, вимагало подолання інертності мислення в багатьох із сучасних йому астрономів. Але на кінець XX ст. всі відкриття, нетривіальні ідеї та гіпотези С. К. Всехсвятського, які на упереджений погляд здавалися нереальними, здобули підтвердження. Найзначніші з них: виявлення коронально-корпускулярних потоків, названих пізніше сонячним вітром, розробка умов існування цих потоків, а також обґрунтування ефектів, які вони викликають в атмосфері й геомагнітному полі Землі (кінець 30-х — 60-ті рр. XX ст.); відкриття кілець Юпітера й активних процесів у його системі, зокрема вулканічної діяльності на супутниках планети (40—60-ті рр. XX ст.).

Він був видатним ученим, педагогом і керівником. Аспірантам і здобувачам пропонував нові перспективні теми, на ідеї не скупився, не лишав їх собі про запас, дарував учням, відмовляючись від співавторства, давав молодим ученим можливість творчого розвитку.

Здається неймовірним, як С. К. Всехсвятський за своє життя зміг зробити так багато. Він був талановитим спостерігачем та інтерпретатором спостережень, написав 10 монографій, понад 300 наукових праць, а популярних — не перерахувати, зробив цілу низку цікавих, принципово нових відкриттів, висунув багато ідей і гіпотез. Його учні з України, Росії, Азербайджану й інших країн стали відомими вченими — директорами астрономічних установ і завідувачами відділів і кафедр, професорами та доцентами, докторами й кандидатами наук. Наукова школа С. К. Всехсвятського «Дослідження активних процесів у Сонячній системі» об’єднала астрономів трьох поколінь.

Народився Сергій Костянтинович 20 червня 1905 р. у сім’ї відомого московського священика Костянтина Дмитровича Всехсвятського та його дружини Ганни Павлівни, де крім нього росли ще три брати й три сестри. Талановитому, допитливому та завзятому підлітку прийшлося нелегко в післяреволюційній Москві — заважало «невірне» походження. У 13 років він починає працювати, спочатку кур’єром, потім табельником і будівельником. Книга Мейєра «Мироздание», яку він прочитав у 15-річному віці, справила на Сергія величезне враження й визначила весь його подальший життєвий шлях. Протягом наступних двох років він бере активну участь у роботі Московського товариства аматорів астрономії і 1922 р. одержує рекомендацію для вступу в Московський університет.

Пізніше у своїх спогадах С. К. Всехсвятський напише: «Із сердечною подякою я згадую дев’ятнадцятий і двадцятий роки, коли мене вперше захопили грандіозні проблеми астрономії. Згадую моїх перших учителів Костянтина Львовича Баєва, університетських астрономів Сергія Миколайовича Блажка, Сергія Володимировича Орлова, Сергія Олексійовича Казакова».

Захоплення астрономічними спостереженнями, яким Сергій Всехсвятський приділяв увесь вільний час, перетворило його в талановитого спостерігача, спроможного розрізнити дрібні деталі на космічних об’єктах на грані неможливого. Це в сполученні з чудовою науковою інтуїцією та великою працелюбністю стало основою його наступних відкриттів.

Професор С. В. Орлов залучає першокурсника Всехсвятського до кометних досліджень, яким згодом Сергій Костянтинович присвятить значну частину своєї наукової творчості. «Це був період захоплюючої роботи й осягнення чудових результатів досліджень Бредихінської школи кометної астрономії», — згадував С. К. Всехсвятський. Перші роботи 18-річного студента, виконані під керівництвом С. В. Орлова і присвячені вивченню хвостів комети 1912 II й оболонок у голові комети Галлея, були надруковані 1923 р. в Німеччині у відомому журналі «Аstrоnоmіsсhе Nасhrісhtеn».

У 1924 р., будучи студентом останнього курсу університету, С. К. Всехсвятський починає працювати на посаді молодшого наукового співробітника Державного астрофізичного інституту, де продовжує дослідження комет. Він запропонував новий метод проектування хвостів на площину кометної орбіти, дослідив особливості аномальних хвостів, на основі нового на той час методу спектрографії вивчав спектри. Найважливіші результати молодого вченого, подані в «Астрономічному журналі» в кінці 20-х рр. у серії статей «Про яскравість комет», були здобуті ним у новій галузі дослідження інтегрального блиску комет. Він сформулював поняття «абсолютна величина комети» й уперше визначив ці величини для 250 комет. Результатом досліджень стало відкриття явища швидкої дезінтеграції короткоперіодичних комет, яке вказало на недавнє походження їх, що суперечило всім відомим на той час теоріям. Надалі, протягом 40 років він розробляє космологію малих тіл Сонячної системи — комет, метеорів, метеорної речовини, кілець великих планет.

У 1930 р., закінчивши аспірантуру в Головнауці, він захищає кандидатську дисертацію, присвячену питанням еволюції і походження комет, і здобуває звання викладача вишу, що відповідає сучасному званню доцента. У 1935 р. С. К. Всехсвятському за сукупністю опублікованих наукових праць присуджено ступінь доктора фізико-математичних наук, а потім він разом із вісьмома астрономами країни ввійшов до першої групи вчених, обраних дійсними членами Міжнародної астрономічної спілки.

Того ж року С. К. Всехсвятський перейшов у Пулковську астрономічну обсерваторію, де працював спочатку науковим співробітником, а потім заступником директора. У Пулково він, поряд із численними дослідженнями комет, бере активну участь в організації важливого експерименту — спостереження та дослідження сонячної корони й хромосфери під час повного затемнення Сонця 19 червня 1936 р. за допомогою ідентичних коронографів у різних пунктах смуги затемнення.

На той час багато питань з фізики Сонця та сонячно-земних зв’язків не були вирішеними. Дослідники магнітного поля Землі, починаючи з другої половини XIX ст., неодноразово намагалися пов’язати його 27-добові варіації з явищами, що відбуваються на Сонці, синодичний період обертання екваторіальної зони якого дорівнює також 27 добам. На початку 30-х рр. XX ст. було постульоване існування на сонячній поверхні гіпотетичних М-ділянок — джерел частинок, які викликають бурі в геомагнітному полі. Безрезультатні пошуки цих ділянок тривали до початку 40-х рр. минулого сторіччя — за цей час учені не знайшли жодного утворення на Сонці, яке можна було б визначити як джерело шуканих частинок. Були потрібні нові ідеї і нові підходи, їх генератором і став С. К. Всехсвятський.

Поштовхом до відкриття С. К. Всехсвятським існування постійного корпускулярного витікання з Сонця, носієм якого є корональні промені, і наступної розробки цієї концепції (1939—1965) стало вивчення численних знімків нашого світила, здобутих під час повного сонячного затемнення 19 червня 1936 р.

Ретельне порівняння пластинок, здобутих у різних пунктах смуги затемнення, дало змогу С. К. Всехсвятському виявити та виміряти зміни в хромосфері й короні. Звернімо увагу на те, що пластинки, які він досліджував, раніше вивчали й інші члени експедиції, але тільки С. К. Всехсвятському, з його унікальним умінням спостерігати й бачити дрібні деталі на грані можливого, удалося виявити на пластинках зміни в деталях сонячної корони та в хромосфері. Численні вимірювання дозволили йому зробити висновок, що хромосферна та корональна речовина безперервно розтікається від Сонця в міжпланетний простір, тобто С. К. Всехсвятський уперше виявив на пластинках корональну матерію в русі. Аналіз результатів вимірювань, який провів учений, дав йому змогу дійти висновку про обертання корони як єдиного цілого разом із Сонцем. Обидва результати, викладені в статті, надрукованій 1939 р. в журналі «Доклады Академии наук», були пріоритетними. Але, на жаль, відкриття потоків плазми, які безперервно рухаються в міжпланетний простір від Сонця, приписано американському вченому Ю. Паркеру, який у 1957—1958 рр. ретельно дослідив це явище й дав йому дуже вдалу назву — сонячний вітер.

До половини 50-х рр. XX ст. вважалося, що багато процесів, які протікають у космічному просторі, є, в основному, статичними і квазіоднорідними. Тому теоретичні моделі таких процесів були тільки віддалено схожими на дійсні процеси в космосі. Дослідження, які провів С. К. Всехсвятський, дозволили йому стверджувати, що на Сонці, планетах і в міжпланетному просторі відбуваються постійні зміни і тому під час вивчення космічних процесів потрібно це враховувати.

У наступних роботах С. К. Всехсвятський і його учні (Г М. Нікольський, Є. О. Пономарьов, В. П. Конопльова, В. І. Чередниченко, В. Г. Іванчук, О. Т. Несмянович, П. Р. Романчук, Г. К. Назарчук, О. О. Деменко, Д. П. Андрієнко, М. І. Дзюбенко, Г. А. Рубо, І. Д. Зосимович, К. І. Чурюмов та ін.) дослідили умови існування цих потоків, а також зумовлені ними ефекти в атмосфері Землі, її геомагнітному полі та в кометах. Розробка цих ідей надала можливість розібратися в природі динамічних процесів, які відбуваються на поверхні світила й у короні. Таким чином, був визначений фундамент для вирішення багатьох важливих проблем фізики Сонця і були закладені основи робіт, виконаних у другій половині минулого сторіччя геліофізиками різноманітних шкіл і напрямків, у першу чергу, школою Всехсвятського.

Опрацювання матеріалів затемнення ще не завершилося, ще попереду були важливі та цікаві відкриття, коли 1939 р. С. К. Всехсвятський успішно пройшов конкурс на заміщення посад директора Астрономічної обсерваторії Київського державного університету імені Т. Г. Шевченка та завідувача кафедри астрономії цього ж університету. З того часу і до останніх днів усе його життя й наукова творчість були пов’язані з Київським університетом.

У 1940 р. С. К. Всехсвятський здійснив серйозні заходи щодо створення нового, а також реконструкції і відновлення наявного в обсерваторії устаткування. На початку війни частину його вдалося вивезти у Свердловськ, де 1942 р. Державний Астрономічний інститут імені П. К. Штернберга (ДАІШ) Московського університету та Київська астрономічна обсерваторія створили службу Сонця, дані якої використовувались для розрахунку умов у магнітосфері й іоносфері Землі та визначали можливість зв’язку на коротких радіохвилях, що було конче необхідним під час війни. Щоб виконати це завдання, потрібні були постійні й правильні прогнози стану магнітного поля Землі й іоносфери. Достовірність зроблених С. К. Всехсвятським прогнозів збуреного та спокійного стану геомагнітного поля на достатньо тривалі періоди досягала 70%.

Після повернення обсерваторії 1944 р. в Київ розпочалося її швидке відновлення під керівництвом С. К. Всехсвятського. Коло наукових робіт значно розширилось, але на початку 1953 р. С. К. Всехсвятський залишив пост директора обсерваторії. До 1981 р. він обіймав посаду завідувача кафедри астрономії Київського університету і згуртував навколо себе творчий колектив молодих учених, який через деякий час перетворивсь у відому наукову школу.

Наприкінці 50-х рр. С. К. Всехсвятський ініціює піонерські дослідження атмосфери Арктики та полярних сяйв, що створили Київському університетові ім’я відомого центру їх дослідження. Понад десять довгострокових експедицій кафедри астрономії вивчали морфологію, висоти, структуру та динаміку полярних сяйв — явищ, які висвітлюють вплив сонячної активності на атмосферу й магнітне поле Землі. Під керівництвом С. К. Всехсвятського були розроблені нові апаратура й методика спостережень — базисних, спектральних, кінематографічних. Проведені протягом десятиріч дослідження дали нові важливі результати. У 1959 р. Д. П. Дума відкрив «береговий ефект» у полярних сяйвах — повторення полярними сяйвами обрису берегової лінії.

Протягом 1960—1968 рр. Д. П. Андрієнко, уперше в колишньому СРСР, визначав висоти полярних сяйв у Центральному басейні Арктики й відкрив «береговий ефект» у їхніх висотах — світіння відбувається на нижчих висотах у районі берегових ліній, тобто висота сяйв залежить від рельєфу підстилаючої земної поверхні. М. І. Дзюбенко й М. М. Близнюк вивчили морфологію і структуру сяйв, В. Г. Іванчук, П. Я. Сухоіваненко і К. І. Чурюмов дослідили спектри. Потім учні С. К. Всехсвятського продовжили ці роботи в Антарктиді. У 70-ті роки М. І. Дзюбенко став на чолі санного поїзда на станцію «Восток», у 1996 р. Першу українську антарктичну експедицію очолив Г. П. Мілінєвський. Він відкрив вітчизняну антарктичну наукову станцію «Академік Вернадський», піднявши над нею український прапор. Шосту українську антарктичну наукову експедицію 2001 р. очолив А. І. Лоза.

Протягом 60—70-х рр. XX ст. співробітники Київського університету під керівництвом С. К. Всехсвятського взяли участь у підготовці й успішному проведенні наукових експериментів у навколоземному космічному просторі. Експерименти стосувалися комплексних наукових, науково-технічних і прикладних завдань, пов'язаних із вивченням явищ і процесів, що виникають у магнітосфері й атмосфері Землі під впливом сонячних корпускулярних потоків.

Свої ідеї про значну роль активних еруптивних процесів у Сонячній системі С. К. Всехсвятський застосував до проблем Землі і конкретних завдань геології. Він стверджував, що причини багатьох земних явищ слід шукати в космосі і в той же час вивчення геофізичних процесів пояснюватиме суть явищ, які відбуваються в космічному просторі. С. К. Всехсвятський працював і над філософськими проблемами космогонії, де його ідеї також нетривіальні. Провівши філософський аналіз процесів, що відбуваються у світі галактик, зір, у Сонячній системі, учений виявив спільність активних процесів у Всесвіті.

Результатом багаторічної роботи С. К. Всехсвятського стала видана 1958 р. фундаментальна монографія «Фізичні характеристики комет», а потім ще чотири її доповнення. У названих роботах вміщено історію всіх комет, що їх спостерігали з 466 р. до н.е. до 1975 р., відомості про обставини відкриття їх, про подальші спостереження, фотометричні та спектральні дані, елементи орбіт, а також перший у світі каталог абсолютних величин усіх комет, спостережених до того часу. Цей каталог став основою різноманітних досліджень щодо активності й еволюції комет в Україні, Росії, Таджикистані, Чехії, США, Німеччині, Ізраїлі та в інших країнах.

Наприкінці 50-х рр. минулого століття С. К. Всехсвятський на підставі великої кількості 30-річних власних спостережень, досліджень і обчислень дійшов висновку про існування вулканічної активності в системі Юпітера й про наявність у планети кільця, подібного до кільця Сатурна. На основі спостережень на поверхні Юпітера «білих плям», Червоної плями, вулканів Різа, екваторіальних смуг (учений інтерпретував їх як тіні кілець на поверхні планети), сплесків радіовипромінювання і змін на поверхні супутників С. К. Всехсвятський стверджував, що в системах великих планет відбуваються активні вулканічні процеси, які поповнюють речовиною кільця навколо планет. «Викиди значних мас речовини та льоду з системи великих планет відбуваються і в даний час, — писав він 1960 р. в статті «Про можливе існування кільця комет і метеорів навколо Юпітера». — При цьому варто очікувати виникнення кілець, що складаються з кометно-метеоритних тіл, частинок попелу та газу, які рухаються в площині екватора планети. Про те, що таку природу мають кільця Сатурна, ми маємо змогу висновувати на підставі особливостей їхніх будови та спектра».

На жаль, підтримки наукового товариства, як і в багатьох інших випадках, учений на той час не дістав. Ось витяг зі знайденої в архіві С. К. Всехсвятського рецензії на статтю, в якій він уперше пише про наявність кілець Юпітера та вулканічних процесів у його системі. «...Наводиться багато бездоказових, хоч і грандіозних за значенням, заяв, — пише рецензент. — Його спроби обґрунтувати свою точку зору виглядають несерйозно та породжують помилки. Автор повністю ігнорує дані сучасної науки в галузі фізики планет, руху малих тіл Сонячної системи, природи астероїдів і метеоритів, космогонії Сонячної системи і зір. Стаття не може бути надрукована в серйозному науковому журналі».

Але слушність відкриття С. К. Всехсвятського, що багатьом здавалася неймовірною, була підтверджена безпосередніми космічними спостереженнями, проведеними наприкінці 1978 р. американськими міжпланетними станціями «Вояджер-1» і «Вояджер-2», які протягом декількох місяців досліджували систему Юпітера. Передані на Землю панорамні знімки зафіксували в Юпітера наявність кілець, подібних до сатурніанських; велику кількість кратерів найрізноманітніших розмірів на поверхні планети та її супутниках; активні вулкани на супутнику Іо.

6 квітня 1979 р. газета «Известия» надрукувала інтерв’ю з президентом АН Вірменії, видатним астрономом В. А. Амбарцумяном, назване «Кільце Юпітера». «Як я, так і мої колеги, — говорить В. А. Амбарцумян, — високо цінуємо здобуті під час спостережень американськими міжпланетними станціями блискучі підтвердження наукових передбачень радянського астрофізика, професора С. К. Всехсвятського про існування кільця Юпітера і потужної вулканічної діяльності його супутників. ...Незважаючи на те, що більшість його колег завзято заперечувала це уявлення, С. К. Всехсвятський наполегливо його відстоював, що говорить не тільки про глибину його думки, але й про велику наукову мужність».

На початку 1979 р. американський журнал «Sку аnd Теlеsсоре» водночас із повідомленнями про спостереження системи Юпітера «Вояджерами» вмістив вибірки зі статей С. К. Всехсвятського (як сучасних, так і 30-річної давності) з обґрунтуванням існування кілець Юпітера і вулканічної діяльності в його системі.

Офіційне визнання (воно, щоправда, не зовсім відповідало науковим заслугам) все ж прийшло в останні роки життя С. К. Всехсвятського. У 1967 р. його обирають почесним доктором Дебреценського університету (Угорщина). У 1978 р. він отримує найвищу в галузі астрономії наукову премію Академії наук СРСР імені Ф. О. Бредихіна за фундаментальну працю «Фізичні характеристики комет», медалі Астрономічної ради СРСР «За виявлення нових астрономічних об’єктів» (кілець Юпітера) й імені Юрія Гагаріна Федерації космонавтики СРСР (за дослідження в близькому космосі). На кінець 70-х рр. С. К. Всехсвятський майже зовсім утратив зір і не міг проводити оптичні спостереження, але за письмовим столом він працював до останнього дня життя — 6 жовтня 1984 р. Ім’я С. К. Всехсвятського залишилося в космосі назавжди — одну з відкритих малих планет (астероїд № 2721) названо на його честь.

Талант творчо обдарованої людини поєднувався в С. К. Всехсвятського з великою завзятістю, цілеспрямованістю й працьовитістю. Він постійно генерував нові ідеї і нові підходи до наукових проблем. Крім того, Сергій Костянтинович був людиною різнобічних зацікавлень — захоплювався музикою, поезією, живописом. Проте головним у його житті, чому він віддав усю свою творчу енергію, було відстоювання наукової істини, заради неї він був готовий пожертвувати багато чим. За сучасними поняттями С. К. Всехсвятський був харизматичною особистістю, «трудоголіком» у вищому значенні цього слова, таким ученим-провидцем, яких трапляється одиниці.

Джерело: Астрономічний календар 2005