В 1891 году искать новые и «переоткрывать» уже известные астероиды на фотоснимках впервые попробовал немецкий астроном Максимилиан Вольф в Гейдельбергской обсерватории. Он родился 21 июня 1863 года в Гейдельберге (Германия) в семье врача Франца Вольфа. С детства увлекался наукой, в том числе астрономией. Отец всячески поощрял увлечение сына и даже построил для него обсерваторию в саду их семейного дома, где Максимилиан совершил свое первое открытие, обнаружив короткопериодическую комету 14P/Wolf. Получив прекрасное образование в местном университете и оставшись в нем работать, Вольф, талантливый ученый, прекрасный лектор и организатор, лично взялся руководить строительством Государственной обсерватории Гейдельберг-Кёнигштуль (Landessternwarte Heidelberg-Königstuhl). Вольф изучал опыт постройки современных телескопов в США и вернулся на родину не с пустыми руками: в кармане у него был грант на 10 000 долларов США от Кэтрин Вульф Брюс – филантропа, дочери успешного инженера и бизнесмена Джорджа Брюса. На эти деньги он заказал у американского специалиста Джона Брашира производство 40‑сантиметрового сдвоенного астрографа [30]. Для того чтобы попробовать фотографический поиск астероидов, Вольф закрепил фотокамеру на трубе телескопа, который использовал лишь для наведения на нужную область небесной сферы и дальнейшего ведения со звездной скоростью, чтобы компенсировать суточное вращение Земли.
М. Вольф
Пусть фотокамера пока еще не была установлена в фокальной плоскости самого телескопа и, по сути, никак не использовала возможности его оптики, новый революционный подход менял сами принципы поиска астероидов. Вольф использовал длительные, 2–3‑часовые, выдержки для каждого участка неба, тем самым добиваясь решения двух задач одновременно: он накапливал сигнал, а значит, мог обнаруживать более тусклые объекты, чем при визуальных наблюдениях. Напомню, что человеческий глаз, в отличие от фотоприемных устройств, не может накапливать сигнал (фотоны). Кроме того, такая техника позволяла сразу же отделять астероиды от далеких звезд фона: за время экспонирования астероиды, будучи неизмеримо ближе к наблюдателю, смещались, и на фотоснимке выглядели не как точечные «звезды», а как короткие штрихи. Но была и проблема: большой масштаб полученного изображения затруднял измерение положения обнаруженного объекта на небесной сфере. Более точные астрометрические измерения необходимо было производить вручную, визуально наблюдая только что обнаруженный астероид с помощью нитяного микрометра [31] и более длиннофокусного визуального инструмента. В итоге пока фотография использовалась лишь для первичного обнаружения, но не для измерения положения небесных тел (астрометрии).
Первый астероид, открытый фотографическим методом, Максимилиан Вольф обнаружил 22 декабря 1891 года. Он назвал его (323) Brucia в честь Кэтрин Брюс, на деньги которой и был построен новый поисковый инструмент Гейдельберг-Кёнигштульской обсерватории. Эффективность нового метода поиска была очевидна, и число открытий астероидов постепенно начало расти. Если с 1871 по 1891 годы было открыто 210 астероидов, то с 1891 по 1911 годы уже 384. За свою долгую и насыщенную научную жизнь Вольф открыл в общей сложности 248 астероидов, в том числе абсолютно новую группу тел за пределами астероидного пояса, но об этом мы поговорим чуть позже.
Фотографический метод поиска начали использовать и другие астрономы. В 1896 году с помощью 15‑сантиметровой портретной камеры со светосилой f/3,5 свой первый «фотографический» астероид – (422) Berolina (Беролина) – открыл немецкий астроном Карл Густав Витт. Спустя менее чем два года, 13 августа 1898 года, во время поиска давно потерянного астероида (185) Eunike (Эвника), а тогда это было обыденным делом, он и его ассистент Феликс Линке не только обнаружили пропажу, но и заметили на фотопластинке штрих длиной 0,4 мм[32], относящийся к неизвестному ранее объекту.
Снимок астероида (80) Sappho (показан стрелками), полученный М. Вольфом в 1892 году
Я не зря написал о длине штриха. Она говорит нам об угловой скорости нового объекта, явно выделявшейся на фоне двух других астероидов, попавших на тот же снимок: 1,19 угловой секунды в минуту против 0,75˝/мин для астероида (185) Эвника и 0,58˝/мин для (119) Althaea (Алфея). Такая угловая скорость указывала на то, что новый астероид может находиться ближе к Земле, у самых внутренних границ пояса астероидов или даже вне его пределов. Дополнительные измерения позволили определить орбиту нового объекта, получившего номер и имя (433) Eros (Эрос) [33]. В отличие от других открытых астероидов, большая полуось его орбиты (1,5 а. е.) и эксцентриситет (0,2) позволяли этому объекту приближаться к Земле на расстояние до 0,15 а. е. (433) Эрос стал первым известным астероидом, пересекающим орбиту Марса и сближающимся с Землей. К нему мы еще не раз вернемся на страницах этой книги. А пока… XX век наступает!
30
Астрограф – астрономический инструмент, который представляет собой рефрактор, рефлектор или зеркально-линзовый телескоп, предназначенный исключительно для фотографических наблюдений. Обычно обладает большой светосилой и широким полем зрения.
31
Нитяной микрометр – вспомогательное устройство к микроскопам, телескопам, геодезическим и иным оптическим инструментам, позволяющее выполнять точные измерения малых линейных или угловых расстояний.