Едуард Чарлз Пикеринг
1846-1919 г.
- Втората половина на XIX в. в астрономията се характеризира с навлизането в науката за
космическите обекти на нови физически методи за наблюдение. Фотографският процес, позволяващ "да се спре за миг неспирното безкрайно течение на разнообразни процеси", вече е открит и за пръв път е
приложен за научни цели при фотографиране на Луната още в края на първата половина на века. Кирхоф и Бунзен поставят основите на спектралния анализ, който става ключ за разгадаване на сложния, но много изразителен език на спектралните линии. Тези методи настойчиво чукат на вратата
на астрономическите обсерватории.
Човекът, който откри широко тези врати, е американецът Едуард Пикеринг - една от най-крупните
фигури в астрофизиката през последната четвърт на 19 и началото на 20 век.
Едуард Чарлз Пикеринг е роден на 19 юли 1846 г. в Бостън. Завършва Харвардския университет
през 1865 г. и започва да преподава математика. През периода 1876-1877 г. е професор по физика в
Масачузетския технологически институт. Изцяло "се превключва" на астрофизически изследвания след назначаването му през 1877 г. за директор на Харвардската обсерватория, с която е свързана цялата му по-нататъшна дейност.
Основно направление на дейността на Пикеринг и ръководената от него обсерватория става
астрофотометрията (измерване на блясъка на небесните тела) и астроспектроскопията.
Астрономическите си изследвания той започва с фотометрични оценки на диаметрите на спътниците на Марс веднага след откриването им от Асаф Хол през 1877 г. Изследването на фотометричните
изменения на блясъка на спътника на Сатурн Япет довежда Пикеринг до поддържаното и днес
схващане, че той изменя блясъка си поради различената отражателна способност на отделни части от
повърхността му. През 1898 г. в резултат на фотографски изследвания той открива деветия спътник на Сатурн Феба. Едва през 1966 г. броят на спътниците на Сатурн се увеличава на десет.
Най-важните и най-обширните изследвания на Пикеринг са от областта на звездната физика и
астрономията. В края на 19 в. едновременно в няколко обсерватории започва огромна работа по
съставянето на първите обширни и точни каталози за блясъка на звездите. Блясъкът е определян
визуално. Успоредно се развива и усъвършенствува фотографската фотометрия на звездите, в която звездните величини се определят по фотографските образи на звездите. Тази трудна задача от самото
начало е в центъра на изследванията на Харвардската обсерватория. Голямата част от измерванията
провежда сам ръководителят на работата Пикеринг. След първия публикуван през 1884 г. каталог на
звездните величини на 4260 звезди следват многобройни допълнения. Резултатите от наблюденията
редовно се печатат в "Аналите" на Харвардската обсерватория. В тази обсерватория и във филиала й в
Аресибо (Перу) са определени визуално звездните величини на около 90 000 звезди. Пикеринг е
инициатор на обективизацията в звездната фотометрия, като установява началото на скалата на звездните величини и въвежда стандарт, спрямо който да се определят тези величини. За такъв
използувал точно определените величини на група звезди около северния небесен полюс. Този
фотометричен стандарт е известен под името "Северен полярен ред".
Пикеринг провежда и фотографски фотометрични измервания на звезди. Той пръв посочва
необходимостта от създаване на независима скала от фотографски звездни величини, която може да се сравднява с визуалната скала на звездните величини. В своите работи Пикеринг поставя основите на съвременната методика на фотографската фотометрия. Прилага остроумен, по-късно общоприет метод за точно сравняване на блясъка на звездите на плаки по точковидните им образи - въвежда така
наречената калибровъчна скала. Пикеринг съставя първите каталози на фотографски звездни величини за различни области от небето - в околностите на северния небесен полюс, в екваториалната зона, в звездния куп Плеяди. Към края на 19 в. в Харвардската обсерватория е съставен обширен каталог на фотографски звездни величини на 40 000 звезди до десета звездна величина, разположени по цялото
звездно небе.
Друга, не по-малко важна работа, на която ръководител е Пикеринг, е съставянето на първия
каталог на звездни спектри, обхващащ звезди от цялото звездно небе. Тази работа е започната в
Харвардската обсерватория от предшественика на Пикеринг - Хенри Дрейпър. През 1886 - 1889 г.
Пнкеринг ръководи съставянето на каталог на звездните спектри на звездите до осма звездна величина
от северната небесна полусфера. Обзорът на
цялото небе се осъществява на два пъти, като всяка
площадка се фотографира по два пъти. Най-малките детайли и особености на спектрите се проверяват
на четири фотографии. Стотици хиляди звездни спектри са класифицирани от сътрудничката на Пикеринг А. Кенън. Работата продължава и през първите десетилетия на 20 в. В резултат на тази
изключително трудоемка работа през 1918 - 1924 г. се появява фундаменталният Дрейпъров каталог на
спектрите на почти 400 000 звезди.
При съставянето на тези каталози се използува разработената от Пикеринг нова, пълна и
детайлна, така наречена Харвардска спектрална класификация на звездите. Основана на относителния
интензитет на спектралните линии, в нея се различават десет спектрални класа - от най-горещите със
спектрален клас 0, температурата на които достига 30 000°, до "студените" червени звезди от
спектрален клас М, притежаващи температура, не по-висока от 2000°. Всеки спектрален клас се
разделя на десет подкласа. Харвардската спектрална класификация е общоприета и се използува и до
днес.
Огромната работа, извършена в Харвардската обсерватория под ръководството на Пикеринг, която е синтезирана в издадените каталози, съдържащи данни за голямо количество звезди, и до днес се използува от много астрономи от всички страни, работещи в най-различни области на астрономията, и служи като основа на неподозирано огромен брой изследвания. Така трудът на сътрудниците на
Харвардската обсерватория продължава да се "експлоатира" от съвременните техни колеги в целия
свят.
През 80-те години на 19 в. Пикеринг възглавява систематичното изследване на променливи
звезди. За откриването им той организира т. нар. служба за небето: в Харвардската обсерватория и в
станцията в Аресибо с помощта на малки, но с голямо поле на зрение фотографски камери
систематически се фотографират всички звезди до единадесета звездна величина. Като още един стимул в изследването яа променливи звезди послужило откриването през 90-те години от Пикеринг на
голям брой променливи в сферичните звездни купове.
Звездните купове - разсеяни и сферични - стават предмет на специални изследвания в
Харвардската обсерватория. Особено интересни са резултатите от изследването на разсеяни звездни
купове. През 1897 г. Пикеринг описва спектрите на над 1000 звезди в редица разсеяни звездни купове
и установява преобладаването на звезди от един и същ спектрален клас в тях (бели джуджета от клас
А). Във връзка с това той изказва мисълта за общността на произхода на звездите в звездните купове,
което в по-ново време се приема като основна предпоставка за използуването на звездните купове при
изследването на въпросите на звездната еволюция.
Броят на променливите звезди, открити преди започването на работата на Пикеринг в тази
област, е около 150, за да нарасне до края на неговия живот до 3500. Сега са регистрирани над 20 хиляди променливи звезди. При това голяма част от тях са открити в ръководената от него Харвардска обсерватория, която и след неговата смърт дълго време заема водещо място в това направление.
Пикеринг поставя научните основи в изучаването на променливите звезди. Той предлага първата
класификация на променливите звезди, основните черти на която са запазени и до днес. Още през 1880
г. Пикеринг създава първата математическа теория за изменението на блясъка на затъмнително-
променливите звезди. Той обръща внимание на това, че формата на кривата на изменение на блясъка на една такава звезда съдържа в себе си в "кодиран" вид редица важни характеристики на
обикалящите около общия център на масите две звезди. В частност той разработва прост и остроумен метод за определяне по кривата на блясъка на относителните диаметри на компонентите на една
такава двойна система. В областта на физическите променливи звезди Пикеринг установява забележително съответствие между типа на променливост и характерните особености на спектъра на звездата. Това му позволява да открие само по сходство в спектрите две променливи от тип Мира в
съзвездието Кит. Освен това Пикеринг за пръв път обръща внимание на връзката между изменението
на блясъка на физически променливите звезди и измененията в спектъра.
Пикеринг започва и изследванията на спектъра на дългопериодично-променливите звезди от тип
Мира от Кит. Блясъкът им се изменя не строго периодично, при което в спектъра на звездата наред с тъмните ивици на поглъщане, характерни за хладните звезди от спектрални класове К и М, от време на време се наблюдават ярки емисионни линии на водорода. Систематично се изучават и други звезди с особености в спектъра, като например забележителните звезди от типа Волф - Райе, които, както е
известно днес, непрекъснато изхвърлят в околното пространство вещество от своите нагорещени
атмосфери.
Разбира се, наблюденията на променливи звезди се правят и от други изследователи, но именно масовото им изследване в Харвардската обсерватория осигурява възможността за едно от най-
забележителните открития в астрономията, направено в началото на XX в. от сътрудничката на
обсерваторията Х. Ливит. Тя успява да установи интересна зависимост между периода на изменение на блясъка на променливите от тип цефеиди и тяхната светимост. Това позволява леко, от несложни наблюдения, от които се получава периодът, да се определи светимостта, а след това и разстоянието до тези звезди и звездните агрегати, в които те се намират. Звезди с висока светимост, благодарение на която се виждат на големи разстояния от нас, цефеидите след това откритие си спечелват прозвището "фарове на Вселената".
И при изследването на променливи звезди, както и при работите в областта, на
астрофотометрията Пикеринг разбира, че важно за успеха на работата е единната методика на
наблюденията и разработва интерполационния метод за окомерна оценка на блясъка, който е известен в астрономията като "метод на Пикеринг". Изучаването на промените в блясъка на променливите
звезди и особено на тези с големи периоди изисква те да се следят от много очи, а пък сравнително
простата методика на техните наблюдения позволява това да се прави и от любителите на
астрономията. И в това направление Пикеринг решава, че трябва да се работи организирано - той
създава Американската асоциация на наблюдателите на променливи звезди, която и досега има важен
дял в изучаването на променливите звезди.
Успехите на астрофизиката, с които е свързано името на Пикеринг, вървят успоредно с немалко
открития във физиката. Сравняването на линейните спектри на звездите със спектри на лабораторни
източници довежда до отъждествяването на последователно закономерно разположените линии в
спектъра на звездата Вега с т. нар. серия на Балмер в спектъра на водорода. По-късно са открити други
две серии от линии в спектъра на водорода - тези на Лайман и Пашен. На Пикеринг принадлежи
откриването на подобна серия в спектъра на йонизирания хелий - серия на Пикеринг...
Освен за член на Националната АН на САЩ Пикеринг е бил избран за член на Лондонското
кралско дружество и за почетен член на много други чуждестранни дружества и академии. През 1908 г. той е бил избран и за член-кореспондент на Петербургската АН.
Независимо от конкретните научни постижения на Е. Пикеринг има една страна в неговата
дейност, която заслужава отделно да се подчертае. Това е работата му като организатор и ръководител на големи научни начинания. В днешната научна ера необходимостта от обединяване на усилията на
големи колективи в една страна и дори от много страни за решаването на важни научни проблеми е
отдавна осъзната и е станала характерна черта на науката в 20 в. Този "дух на колективизъм" в науката
е въведен от Пикерннг и астрономите от цял свят поради характера на много от задачите, които
решават, продължават и разширяват този дух и могат да служат за пример в това отношение за
дейците от многдруги области на науката.
A. Николов
БЕЛЕЖИТИ АСТРОНОМИ 63-66 стр.
издателство Народна просвета, София 1980