Василий Яковлевич Струве: «Этюды звездной астрономии»
Фридрих Георг Вильгельм (Василий Яковлевич) Струве (1793–1864) родился в приграничном датском городке Альтоне и был пятым ребенком в семье директора гимназии, который сам руководил домашним обучением Вильгельма. Спасая сына от вербовки в наполеоновскую армию, родители в 1808 г. отправили 15-летнего Вильгельма в Россию, в Дерптский университет (ныне Тарту, Эстония). Там Струве увлекся астрономией, в 1818 г. был назначен директором обсерватории и возглавил вновь созданную кафедру астрономии.
С 1819 г. Струве вел наблюдения двойных и кратных звезд. В 1822 г. он публикует первый каталог двойных звезд, содержащий сведения о 795 системах, в 1825–1827 гг. проводит наблюдения 120 тыс. звезд ярче 9-й звездной величины, в 1852 г. в описании каталога вводит новый критерий физической двойственности звезд. Согласно этому определению, двойные звезды, у которых обе компоненты имеют близкие по величине и направлению собственные движения, можно считать физически двойными, даже если период их обращения слишком велик, чтобы его удалось заметить.
Десятилетиями Струве регулярно определял координаты избранных звезд, чтобы по их изменению в течение года найти звездные параллаксы (параллакс (греч. смена, чередование) — изменение видимого положения объекта относительно удаленного фона в зависимости от положения наблюдателя). Оказалось, что у всех исследованных 19 звезд абсолютный параллакс менее 1", причем у значительного числа этих звезд он существенно меньше 0,5". Это была первая точная оценка параллаксов звезд в истории науки.
Окончательное значение вычисленного им на основании двухлетних наблюдений параллакса Веги Струве опубликовал в 1839 г., уже после того как появилось сообщение немецкого математика и астронома Фридриха Вильгельма Бесселя (1784–1846) об определенном им параллаксе звезды 61 Лебедя, поэтому приоритет первого определения звездного параллакса принадлежит Бесселю.
Измеренные параллаксы звезд позволили оценить расстояния до них. Уже эти первые оценки расстояний до близких звезд внесли коррективы в представления о масштабах Вселенной, что стало громадным научным достижением и положило начало новой эпохе в развитии астрономии.
Выводы, сделанные Струве в области звездной астрономии, собраны в его главном труде «Этюды звездной астрономии» (1847). Ученый впервые указал на то, что явление Млечного Пути объясняется не только сплюснутостью нашей звездной системы — Галактики, но и реальной концентрацией звезд к ее главной плоскости. Найденное Струве смещение Солнца вверх от галактической плоскости в современных единицах расстояний составляет 6 пк, что близко к принятому в настоящее время. Также ученый доказал, что свет поглощается в межзвездном пространстве, и оценил величину этого поглощения. Это открытие Струве оказалось забытым на 100 лет.
В последние годы работы в Дерптской обсерватории Струве возобновил исследования по определению звездных параллаксов и свой окончательный выбор остановил на Веге. По счастливому совпадению рядом с Вегой всего в 43' дуги от нее видна слабая, вероятно очень далекая, звездочка. Это оптическая, а не физическая звездная пара. Вега, которая ярче и гораздо ближе к нам, имеет больший годичный параллакс, чем ее слабая соседка, и поэтому в течение года должна смещаться относительно нее. Это угловое смещение и есть относительный параллакс, и измерить его легче, чем определить абсолютный параллакс — изменение координат Веги в течение года относительно точки весеннего равноденствия. Параллакс Веги, полученный Струве в 1837 г., стимулировал Бесселя к первому общепризнанному точному определению звездного параллакса.
Строительство Пулковской обсерватории
В 1827 г. в России был поднят вопрос о строительстве крупной обсерватории. При участии Струве в Петербургской академии наук был разработан проект и было сделано заключение, что «наивыгоднейшим для сего предмета была бы вершина Пулковской горы по причине обширного горизонта, коим она обладает». Этот холм находился в 19 км к югу от города и имел высоту 75 м над уровнем моря. Строительство обсерватории продолжалось с 1834 по 1839 г. Она была оснащена самым крупным в мире телескопом-рефрактором с диаметром объектива 30 дюймов (около 0,75 м).
Струве, назначенный директором обсерватории, детально разработал программу астрономических наблюдений. Он планировал определить собственные движения звезд и расстояния до них. Помимо этого Струве проводил наблюдения двойных звезд, составлял звездные каталоги. В первые же годы существования обсерватории Струве организовал наблюдения положений всех звезд северного неба до 7-й звездной величины. На основе собранного материала был подготовлен каталог положений 17 тыс. звезд, изданный в 1843 г. Система астрономических постоянных, полученная в Пулкове, стала самой точной и общепринятой в науке XIX — начала XX в.