Від перекладача:
Нижче наведено переклад статті «The First Deep-Sky Atlas» за авторством Рея Харріса – людини, що займається колекціонуванням атласів зоряного неба з 1987 року. Оригінальний матеріал був опублікований у січневому номері журналу Sky&Telescope за 2022 рік. Приємного читання.
Астрономам ще з давніх-давен було відомо, що серед нерухомих зірок є кілька таких же нерухомих, але не схожих на зірки об’єктів, які бачилися їм «туманними плямами» або «маленькими хмаринками». Це були туманності: їхній унікальний вигляд та відносна рідкість розбурхували уяву всіх, хто цікавився природою Всесвіту.
Кеннет Глін Джонс, “У пошуках туманностей” (1975)
Нам, астрономам-аматорам XXI століття, пощастило мати чудово деталізовані та точні зоряні карти. Чи то в друкованому чи електронному форматі, вони дозволяють нам досліджувати нічне небо. Я розпочав свої спостереження у 1984 році. Тоді у мене був опублікований 1981-го Sky Atlas 2000.0 Віла Тіріона. Проте на той час я не знав, що цей атлас був створений на зразок «Атласу небес» Антоніна Бечваржа видання 1958 року. У ще більш ранні часи астрономи-аматори зверталися до «Зоряного атласу» Нортона, опублікованого в 1910-му.
З моменту винаходу першого телескопа на початку XVII століття астрономи вивчали нічне небо без жодних підказок. Вони поступово відкривали туманні об’єкти різного роду та реєстрували кожну таку знахідку. Ці відкриття поширювалися у вигляді списків, де кожному з об’єктів відповідали координати та опис. Картування цих «туманностей» у зоряних атласах просувалося дуже повільно та займало століття.
Отже, уявіть себе астрономом-любителем, який потрапив у минуле та шукає зоряний атлас, здатний допомогти йому розпочати пошуки скарбів космічних глибин. Коли вперше з’явився набір карт? Ми не можемо знати, якою мірою астрономи XVII-XIX століть покладалися на зоряні атласи у своєму прагненні досліджувати небеса. Але ми безперечно можемо зрозуміти, чи можуть будь-які з атласів того часу стати в нагоді спостерігачам наших днів.
Боде та «Уранографія»
Одним із очевидних кандидатів є чудова «Уранографія», створена німецьким астрономом Йоганном Елертом Боде. Опублікована в 1801 році, вона є кульмінацією союзу мистецтва і науки в астрономічній картографії, шляхи яких незабаром розійшлися. Наступні роботи з художніми зображеннями сузір’їв не мали астрономічної точності шедевру Боде, а атласи, присвячені саме науці про небеса, зовсім відмовилися від химерних образів сузір’їв.
Уранографія включала дуже великі карти (79 на 58 сантиметрів) і використовувала спеціальні символи та римські цифри для нанесених об’єктів глибокого космосу та позначення їх зовнішнього вигляду. Боде врахував понад 2 000 туманностей та сотні подвійних зірок, ґрунтуючись на спостереженнях британського астронома Вільяма Гершеля, який наприкінці XVIII століття вивчав небо за допомогою телескопів-рефлекторів з апертурою від 15 до 122 сантиметрів.
Зображення: J. Pass | Wikimedia Commons
Гершель класифікував об’єкти глибокого космосу так:
I Яскраві туманності
II Тьмяні туманності
III Дуже тьмяні туманності
IV Планетарні туманності
V Дуже великі туманності
VI Дуже тісні та багаті скупчення зірок
VII Тісні скупчення слабких та яскравих зірок
VIII Крупно розсіяні скупчення зірок
Карти Боде були першими, у яких використовувалися ці позначення. Вони збереглися й у сучасних роботах, зокрема у багатьох виданнях «Зоряного атласу» Нортона.
Незважаючи на те, що «Уранографія» може здатися дещо громіздким атласом, нинішні астрономи-аматори, безперечно, можуть використовувати його у пошуках подвійних зірок та об’єктів глибокого космосу.
Проте чи це була перша подібна робота? 1782 року, за два десятиліття до виходу «Уранографії», Боде випустив зменшену версію свого знаменитого атласу. Інші небесні картографи створювали подібні роботи і раніше. Чи удостоїться хтось із них честі називатися творцем першого атласу зоряного неба для пошуку об’єктів глибокого космосу? Щоб відповісти на це питання, корисно з’ясувати, що такий атлас повинен являти собою.
Відкриваючи глибокий космос
Безумовно, для того, щоб в атласі були представлені об’єкти глибокого космосу, їх спочатку має бути знайдено та каталогізовано. Списки туманностей зазвичай складалися шляхом додавання нових знахідок до раніше відомих. Прогрес йшов повільно. До 1700 року було широко відомо лише 19 таких об’єктів, а у 1750 їх число збільшилося до 35. У 1755 році французький астроном Нікола Луї де Лакайль склав таблицю з 42 об’єктів, в яку увійшли 24 нових знахідки. Лакайль працював на мисі Доброї Надії у Південній Африці, завдяки чому зробив відкриття, недоступні більшості європейських спостерігачів. А 1771 року французький мисливець за кометами Шарль Мессьє представив першу частину свого знаменитого каталогу, до якого увійшли 45 об’єктів – багато які з них він відкрив особисто.
В 1777 Боде склав власний список з 75 об’єктів. Однак лише п’ять із них він виявив самостійно. Як пише Кеннет Глін Джонс у своїй книзі «У пошуках туманностей» (1975), підбірка Боде «містить безліч помилок, фактичних та друкарських, а одна з найгірших її особливостей полягає в тому, що список сильно роздутий за рахунок численних астеризмів і `необ’єктів `».
На щастя, в той же час Мессьє був зайнятий оновленням власного каталогу, і в 1780 він розширив свій первісний список з 45 об’єктів до 68. Чотири роки потому він опублікував остаточний перелік зі 103 об’єктів у виданні французького альманаху «Connaissance des Temps». Оскільки Мессьє перевіряв кожен об’єкт у своєму списку особисто, він здебільшого уникнув включення до нього хибних туманностей.
Ранні атласи зоряного неба
Як у атласах зоряного неба XVI, XVII і XVIII століть було представлено об’єкти глибокого космосу? Здебільшого, таким чином, що сучасних любителів астрономії вони залиши б у розчаруванні. Ось короткий список атласів, виданих до винаходу першого телескопа.
“De le stelle fisse” Алессандро Пікколоміні (1540)
Це перший в історії зірковий атлас. Він є збіркою з 47 невеликих ксилогравюр розміром 16,5 на 14 сантиметрів. На них зображені Птолемеєві сузір’я на основі їхніх описів в Альмагесті, виданому в II столітті. Але атлас не зображує жодних об’єктів глибокого космосу: у ньому відсутні будь-які координати та присутні лише світила яскравістю до четвертої зоряної величини. “De le stelle fisse” зображує небо з “нормальної” перспективи, тобто так, як звичайна людина бачить його з поверхні Землі.
“Theatrum Mundi” Джованні Паоло Галлуччі (1588)
Атлас складається з 48 невеликих ксилогравюр розміром 16,5 на 12,7 сантиметра, на яких зображено Птолемеєві сузір’я. Він використовує еліптичну систему координат, а не звичнішу сучасному спостерігачеві екваторіальну. Галлуччі відобразив сім «туманностей» Птолемея, однак лише три з них є реальними об’єктами глибокого космосу. Це скупчення Птолемея (М7), скупчення Ясла (М44) та Подвійне скупчення у Персеї. Зіркові карти Галлуччі використовують зовнішню перспективу, імітуючи погляд на небесний глобус збоку. Таке зображення дає «дзеркально перевернутий» вигляд, що може сподобатися спостерігачам, які використовують телескопи відповідної конфігурації.
«Уранометрія» Йоганна Байєра (1603)
Цей атлас зоряного неба складений з мідних гравюр, які в порівнянні з ксилогравюрами мають більш високу деталізацію і були менш схильними до псування в процесі друку. Щоб відзначити розташування зір точніше, ніж у будь-якому з попередніх атласів, Байєр спирався на спостереження Тихо Браге. Для позначення найяскравіших світил він використав літери грецького алфавіту. 48 карт “Уранометрії” використовують еліптичну систему координат. Крім М7, М44, Подвійного скупчення в Персеї, Плеяд та кількох помилкових туманностей, в атласі Байєра вперше з’являються Магелланові хмари, які було нанесено на карту південних полярних областей. Для їх відображення Байєр використав дані спостережень голландських мореплавців Пітера Дірксона Кейзера та Фредеріка де Хаутмана. У «Уранометрії» представлений погляд на нічне небо з поверхні Землі.
У XVII і XVIII століттях, після винаходу телескопа, з’явилися ще кілька атласів.
“Coelum Stellatum Christianum” Юліуса Шіллера (1627)
Як писав Майкл Мендільо у січневому номері журналу Sky & Telescope за 2021 рік, Шіллер замінив язичницькі сузір’я християнськими фігурами. 48 зіркових карт атласу розміром 30,5 на 24 сантиметри виконані в еліптичній системі координат. Шиллер показав кілька об’єктів глибокого космосу, у тому числі М7, М44, Подвійне скупчення в Персеї, Плеяди (з десятьма зірками!), галактику Андромеди, Магелланові хмари та кілька хибних туманностей. Карти Шіллера використовують зовнішню перспективу.
“Firmamentum Sobiescianum” Яна Гевелія (1687)
У цьому атласі вперше з’являються докладні мапи Південного неба. Вони створені на основі спостережень Едмунда Галлея, проведених у 1676-1677 роках на острові Святої Єлени у Південній Атлантиці. Завдяки їм загальна кількість зоряних карт досягла 54. Вони мають розмір 35,5 на 28 сантиметрів, і окрім вже відомих об’єктів глибокого космосу, відображають дві нові перлини Південного неба: Омега Центавра та скупчення NGC 6231, розташоване у хвості сузір’я Скорпіона. Щодо визначення положення зірок Гевелій не довіряв телескопам: він покладався на власні спостереження неозброєним оком за тими зірками, які можна було спостерігати з його будинку в Польщі. Гевелій ввів десять нових сузір’їв, сім з яких збереглися до наших днів: Гончі Пси, Ящірка, Малий Лев, Рись, Щит, Секстант та Лисичка. У «Firmamentum Sobiescianum» використовується еліптична система координат та зовнішня перспектива.
“Atlas Coelestis” першого Королівського астронома Джона Флемстіда (1729)
Опус Флемстіда є величезним кроком вперед у справі створення зоряних атласів. Його карти дуже великі (63,5 на 50,8 сантиметри) і мають чудову екваторіальну систему координат, накладену на еліптичну. “Atlas Coelestis” містить 25 зіркових карт, які накладаються одна на одну. Кожна картка відображає кілька сузір’їв. Флемстид створював свій атлас на допомогу навігації, тому його робота включає 2919 зірок – набагато більше, ніж у попередників. Однак через те, що від туманностей у навігації користі мало, Флемстид у своєму атласі не приділив їм належної уваги: з об’єктів глибокого космосу там можна знайти лише галактику Андромеди, а також скупчення Яслі та Плеяди. Усі вони відзначені як зірки. Ще один недолік “Atlas Coelestis” полягає в тому, що Флемстід розмістив на мапі тільки ту частину неба, яку міг спостерігати з Грінвіча. У його атласі використовується нормальна перспектива.
“Atlas Celeste de Flamsteed” Жана-Ніколя Фортіна (1776)
Як можна здогадатися за назвою, Фортін повністю скопіював Atlas Coelestis Флемстіда. Проте його робота вирізнялася великою кількістю об’єктів глибокого космосу. Крім галактики Андромеди, Яслей і Плеяд (обидва скупчення у Фортіна зображені як групи зірок), в «Atlas Celeste de Flamsteed» присутні зоряні скупчення М9, М10, М11 (Дика Качка), М12, М13, М15, М2 NGC 6242, туманності М27 (Гантель) та М42 (Оріона), а також карликова галактика М32. У своєму атласі Фортін дав різні символічні позначення туманностей залежно від їх зовнішнього вигляду. На жаль, він включив у свою роботу досить велику кількість хибних туманностей. В «Atlas Celeste de Flamsteed» зібрано 26 зіркових карт, але вони мають значно менший розмір, ніж карти Флемстіду – 22,8 на 17,8 сантиметра.
Атлас Боде 1782 року
Як уже зрозуміла більшість читачів, жоден з атласів, що їх описано вище, не буде корисним для тих, хто сподівається знайти більше, ніж просто невелику жменьку об’єктів далекого космосу. Проте випущений 1782 року атлас Боде «Vorstellung Der Gestirne» – це зовсім інша історія.
Хоча карти в цьому атласі є дуже близькими копіями карт в атласі Фортіна (але німецькою, а не французькою мовою), Боде включив до нього 1520 додаткових зірок і 75 об’єктів глибокого космосу, додавши лише кілька помилкових туманностей. Як і Фортін, Боде додав у свою роботу символічні позначення різних видів туманностей.
При створенні атласу Боде, очевидно, значною мірою покладався каталог Мессьє 1780 року. З нього у свою роботу астроном включив усі 68 об’єктів, крім М40 (подвійна зірка) та М43 (туманність де Мерана, яка навряд чи потребувала окремого позначення через свою близькість до М42). Кількість відображених в атласі об’єктів глибокого космосу, здавалося б, робить “Vorstellung Der Gestirne” першим атласом зоряного неба, придатним для їхнього пошуку. Але Боде пішов далі, додавши до свого опусу дві спеціальні карти, що зображують туманності та подвійні зірки докладніше.
Карта XXX зображує об’єкти глибокого неба на 37 малюнках, а карта XXXI складається з 50 малюнків, переважно подвійних зірок. Обидві додаткові карти є унікальними для атласу Боде і явно призначені для того, щоб зробити акцент на спостереженнях глибокого космосу. Боде також додав сторінки приміток з описом зображених об’єктів, але, на жаль, не вказав координати, що ускладнює їхню ідентифікацію. Наприклад, дуже схожі його описи туманностей на рисунках 9 та 10 карти XXX. Для малюнку 9 Боде пише:
Згідно з Мессьє, туманне зоряне скупчення у Візничому діаметром 9 кутових хвилин і дуже маленькими зірками. Положення сусідніх зірок та відстань до них записано тут за моїми спостереженнями.
Для малюнку 10 він зазначає:
Зоряне скупчення у Візничому; згідно з Мессьє, воно також має діаметр 9 кутових хвилин. У невеликому телескопі його зірки ледь помітні. Зірки навколо нього зображені згідно зі спостереженнями Келера.
Я зміг підтвердити ідентичність кожного об’єкта на діаграмі XXX лише порівнявши описи Боде з описами Йоганна Готфріда Кьоллера (згаданого в цитаті вище) та Шарля Мессьє. Нотатки останнього прояснили, що об’єкти 9 та 10 Боде насправді є скупченнями M37 та M36 відповідно.
На карті XXXI позначені лише кілька подвійних зірок, а розшифровка описів до них – заняття ще більш проблематичне, ніж у випадку з туманностями. Наприклад, для малюнку 44 Боде написав:
Невелика подвійна зірка поряд з восьмою та дев’ятою найяскравішими у Водолії.
Я не шанувальник подвійних зірок, але вважаю, що більшості спостерігачів буде нелегко знайти цю пару.
І переможцем стає…
У 1795 році, через 13 років після публікації атласу Боде, у світ вийшло оновлене видання «Atlas Celeste de Flamsteed» Фортіна, а ще через чотири роки, в 1799-му, з’явився «Neuester Himmels-Atlas» Крістіана Гольдбаха з білими зірками на фоні чорного неба. В обох роботах було багато об’єктів Мессьє. Проте Боде був першим, кому вдалося створити атлас зі значною кількістю об’єктів глибокого космосу. У цьому йому, безперечно, допомогла своєчасна публікація другого видання каталогу Мессьє від 1780 року. Незважаючи на труднощі з розшифровкою двох додаткових карток до атласу “Vorstellung Der Gestirne”, акцент Боде на об’єктах глибокого космосу виділяє його роботу серед інших.
Не знаємо, чи використовували спостерігачі кінця XVIII століття цей атлас у пошуках туманностей. Але за допомогою карток Боде сьогоднішні астрономи-аматори можуть легко відшукати більшість об’єктів каталогу Мессьє. «Vorstellung Der Gestirne» можна вважати першим атласом зоряного неба, дійсно придатним для пошуків об’єктів глибокого космосу.
Але якими б хорошими не були зіркові карти Боде, навіть скромно екіпірований сучасний спостерігач швидко вичерпає запас об’єктів глибокого неба з його атласу. Хоча ми могли б нарікати на ситуацію зі світловим забрудненням нічного неба, що постійно погіршується, нам варто бути вдячними за деталізацію і точність сучасних зоряних атласів. Чи можете ви уявити наше хобі без них?