Полное затмение с частичным провалом: научные экспедиции не всегда идут по плану

На протяжении веков астрономы осознавали, что полные солнечные затмения открывают ценную научную возможность. В период так называемой полноты непрозрачная луна полностью скрывает яркую фотосферу Солнца — его тонкий поверхностный слой, излучающий большую часть солнечного света. Затмение позволяет астрономам изучать красочную внешнюю атмосферу Солнца и его тонкую протяженную корону, обычно невидимую в ослепительном свете фотосферы.

Но полные солнечные затмения случаются нечасто и видны только с узкого пути тотальности. Поэтому экспедиции на затмение требуют тщательного предварительного планирования, чтобы астрономы и их оборудование оказались в нужном месте в нужное время. Как показывает история астрономии, даже у самых подготовленных охотников за затмениями дела не всегда идут по плану.

На враждебную территорию, во власти карты

Сэмюэл Уильямс, недавно назначенный профессор математики и естественной философии Гарвардского колледжа, очень хотел наблюдать полное солнечное затмение. Он видел прохождение Венеры в 1769 году, но у него никогда не было возможности изучить солнечную корону во время затмения. Согласно его расчетам, полное солнечное затмение будет видно из залива Пенобскот в штате Мэн 27 октября 1780 года.

Но добраться до штата Мэн из Массачусетса было бы проблемой; бушевала Война за независимость, и штат Мэн удерживала британская армия. Законодательный орган Массачусетса пришел на помощь Уильямсу; он поручил Военному совету штата оборудовать корабль для перевозки охотников за затмениями. Спикер палаты представителей Джон Хэнкок написал письмо британскому командующему в штате Мэн, прося разрешить ученым провести свои наблюдения. Когда корабль с астрономами прибыл в залив Пенобскот, Уильямсу и его команде разрешили приземлиться, но они ограничились островом Айлборо, расположенным в трех милях от материка.

Утро важного дня было безоблачным. По мере приближения расчетного момента завершения, в половине первого, волнение нарастало. Полоска незатменного солнца становилась все уже и уже.

Затем, в 12:31, он начал становиться все шире и шире. Уильямс, к своему разочарованию, осознал, что он все-таки не на пути тотальности. Они находились на 30 миль южнее.

После спокойного путешествия обратно в Массачусетс Уильямс попытался определить, что пошло не так. Некоторые астрономы того времени и последующих столетий полагали, что его расчеты пути тотальности были неточными.

У Уильямса, однако, было другое объяснение. В своем докладе недавно основанной Американской академии искусств и наук он обвинил плохие карты:

«Долгота нашего места наблюдения очень хорошо согласуется с тем, что мы предполагали в наших расчетах. Но широта почти на полградуса меньше, чем мы ожидали по картам этой страны».

Поскольку полградуса долготы соответствует 30 морским милям, это могло бы объяснить, почему Уильямс оказался слишком далеко на юге.

Хотя Сэмюэл Уильямс и не увидел полного затмения, его экспедиция не стала полной неудачей. Наблюдая за узкой полоской солнца, видимой в 12:31, он заметил, что она «разбилась или разделилась на капли». Эти яркие капли, известные сегодня как бусины Бейли, являются результатом солнечного света, проникающего через долины и впадины вдоль видимого края Луны. Они названы в честь астронома Фрэнсиса Бэйли; однако Бейли увидел и описал бусины в 1836 году, почти через 56 лет после того, как их наблюдал Уильямс.

Трудно наблюдать с дымом в глазах

Почти столетие спустя, в 1871 году, английский астроном Норман Локьер захотел наблюдать полное солнечное затмение.

Тремя годами ранее он и французский астроном Жюль Жанссен независимо измерили спектр солнечной хромосферы; к своему удивлению, они обнаружили эмиссионную линию в желтой области спектра, не соответствующую ни одному известному элементу.

Локьер смело заявил, что линия излучения принадлежит новому элементу, который он назвал «гелием» в честь бога Солнца Гелиоса. Понимая, что затмения дают полезную возможность для поиска еще неоткрытых элементов, Локьер стал ярым сторонником экспедиций по затмениям.

Он знал, что полное солнечное затмение 12 декабря 1871 года пройдет через южную Индию, и убедил Британскую ассоциацию содействия развитию науки спонсировать экспедицию. Желая показать, что британское правление в Индии связано с научным прогрессом, британское правительство выделило 2000 фунтов стерлингов, а пароходная компания P&O предложила охотникам за затмениями сниженные тарифы на проезд в Индию.

Путешествие Локьера в Индию прошло гладко. (Это нельзя было считать само собой разумеющимся: в 1870 году, направляясь наблюдать затмение из Италии, Локьер находился на борту корабля, севшего на мель у восточного побережья Сицилии.) Команда установила свои инструменты на башне форта Бекал. , на юго-западном побережье Индии. Утро 12 декабря 1871 года было безоблачным. Хотя Локьер страдал от лихорадки (и от воздействия опиума, который он принимал для ее лечения), он был готов.

Затем, во время начальных фаз затмения, он заметил странную активность в районе под фортом. Местные жители собирали огромную кучу хвороста, чтобы разжечь костер; видимо, создавая яркий огонь на Земле, они надеялись побудить темнеющее Солнце снова стать ярким. Локьер был встревожен; столб дыма поднялся бы прямо между ним и затменным солнцем, испортив его наблюдения.

К счастью, там оказался местный суперинтендант полиции; он вызвал отряд полицейских, которые потушили пожар и разогнали толпу. Во время затмения, ставшего свободным от дыма, Локьер сделал ценные наблюдения за структурой солнечной короны.

Чтобы увидеть затмение, нужно увидеть солнце

Перенесемся в начало 20 века. Английский королевский астроном сэр Фрэнк Дайсон очень хотел увидеть полное солнечное затмение. Ему не пришлось далеко ехать, поскольку путь затмения 29 июня 1927 года полностью прорезал северную Англию, от Блэкпула на западе до Хартлпула на востоке. Будучи видным деятелем научного сообщества и известным экспертом по затмениям, Дайсон без труда получил финансовую поддержку для своих наблюдений затмений.

Однако он не мог управлять известной непостоянной английской погодой. В июне в северной Англии в среднем около семи часов прямого солнечного света в день; однако это происходит из-за сочетания погодных условий, включающих как полностью пасмурные дни, так и совершенно безоблачные дни. Дайсон не знал, чего ожидать.

Проверив записи погоды на предсказанной траектории затмения, Дайсон решил провести наблюдения из йоркширской деревни Гигглсвик. Когда он и его команда готовились к затмению, выбор места поначалу казался сомнительным; В течение двух недель перед затмением небо было полностью облачным каждый день после полудня, в то время дня, когда полное затмение наступит 29 июня.

Несмотря на мрачную и бесперспективную погоду, толпы полных надежд людей собрались на широко разрекламированной траектории затмения. Железнодорожные компании запускали специальные экскурсионные поезда, города на пути тотальности спонсировали «танцы затмений», а газеты предлагали подписчикам «эклиптоочки».

В конце концов, к сожалению, большинство зрителей на пути затмения были разочарованы. От блуждающего облака, закрывавшего полностью затмевающее солнце над Блэкпульской башней, до сплошного пасмурного неба в Хартлпуле, погода не благоприятствовала.

Однако, к счастью для Фрэнка Дайсона, город Гигглсвик был почти единственным местом на пути затмения, где во время полного затмения было чистое небо. По оценкам, 70 000 человек, собравшихся там по указанию королевского астронома, также выиграли от удачи Дайсона.

После затмения публичное заявление Дайсона было, по британским меркам, весьма оживленным: «Фотографии получились чрезвычайно хорошими. Очень четкое и поразительное затмение. Наши наблюдения действительно прошли очень хорошо».

Несмотря на трудности, связанные с погодой… и дымными кострами… и хитрыми картами… астрономы всегда настойчиво пытались увидеть затмения.

Информация от: Разговором

Эта статья переиздана из The Conversation под лицензией Creative Commons. Прочтите оригинал статьи.