Дальше открытия астероидов превратились в полноводную реку. В том же 1847 году английский астроном Джон Хинд открыл сразу два новых астероида – (7) Iris (Ирида) и (8) Flora (Флора). В последующие годы темп открытий лишь возрастал. 4 октября 1857 года был открыт уже 50‑й астероид – (50) Virginia (Вирджиния). Анализ орбит новых астероидов привел к возникновению сомнений в красивой и некогда стройной гипотезе Ольберса. Французский математик Франсуа Араго отметил, что орбиты большинства новых обнаруженных астероидов не пересекаются таким образом, чтобы подтвердить гипотезу разрушения некогда единого крупного тела:
«Большое количество этих тел, известных сегодня, заставляет предположить, что существуют и другие причины их рождения. Пересечения пар орбит малых планет далеко не во всем согласуются с гипотезой Ольберса; тем не менее переплетение их орбит свидетельствует о тесной связи между многими из этих тел, и это представляет собой любопытный предмет для исследования…»
Впервые сам термин «пояс астероидов» стал появляться в научной литературе в самом начале 50‑х годов XIX века. В 1847 году в оригинале, а двумя годами позже и в английском переводе многотомного издания «Космос – проект физического описания мира» (Kosmos – Entwurf einer physischen Weltbeschreibung) немецкого географа и натуралиста Александра фон Гумбольдта есть строки:
«… и регулярное появление, примерно 13 ноября и 11 августа, падающих звезд, которые, вероятно, являются частью пояса астероидов, пересекающих орбиту Земли и движущихся с планетарной скоростью».
Другое раннее упоминание «пояса астероидов» можно найти в книге Роберта Джеймса Манна «Путеводитель по познанию небес» (A Guide to the Knowledge of the Heavens):
«Орбиты астероидов расположены в широком поясе космоса, простирающемся между крайними точками…»
Как мы видим, некогда «пустая» область между орбитами Марса и Юпитера, где искали всего лишь одну неизвестную планету, за полвека превратилась в область пространства, населенную десятками, а возможно, сотнями и тысячами небольших тел, которые впервые стали изучать как общую популяцию – некое единое целое, имеющее общую историю происхождения. Но какую?
В 1867 году, когда число открытых астероидов приблизилось к девяти десяткам, в XIII главе своей книги «Трактат о падающих звездах, огненных шарах и аэролитах [28]» (A Treatise on Shooting-Stars, Fire-Balls, and Aerolites) американский астроном Дэниел Кирквуд первым заметил интересные закономерности в распределении астероидов по большим полуосям их орбит: пустоты, или как их официально называют сейчас, люки Кирквуда.
Д. Кирквуд
«Ширина этой зоны [пояса астероидов] такова, что она содержит несколько участков, в которых периоды астероидов будут соизмеримы с периодами Юпитера. Как и в случае с возмущением кольца Сатурна внутренними спутниками, влияние Юпитера будет иметь тенденцию к образованию разрывов или пропастей в первичном кольце».
Догадавшись, что подобные «пустынные» области могут образовываться под мощным гравитационным воздействием самой массивной планеты Солнечной системы – Юпитера, он установил, что астероиды избегают орбитальных периодов, находящихся в простом целочисленном соотношении с периодом обращения самого газового гиганта вокруг Солнца. К примеру: 2:1 (на два полных оборота астероида приходится один оборот планеты), 3:2, 5:2. Сейчас таких резонансов известно намного больше, это лишь основные. Когда астероид попадает в резонанс, то достаточно быстро, по космическим меркам, гравитационное воздействие Юпитера «выбрасывает» его на другую орбиту. К вопросу внутреннего строения пояса астероидов мы еще обязательно вернемся, а сейчас перейдем ко второму, не менее важному выводу Кирквуда.
Так как гипотеза Ольберса уже плохо стыковалась с наблюдательными данными, вопрос происхождения роя астероидов вновь находился на научной повестке. Если это не разрушение чего-то единого и крупного, то что тогда? Именно Дэниел Кирквуд первым в развитие небулярной теории Канта и Лапласа о формировании Солнечной системы высказал гипотезу о том, что планеты между орбитами Марса и Юпитера никогда не существовало. Мощное гравитационное воздействие Юпитера на эту область пространства просто не дало ей возможности сформироваться из того первозданного вещества, из которого родились планеты земной группы. В этой области пространства в соответствии с правилом Тициуса – Боде, опиравшимся на красоту божественного творения, действительно могла существовать планета, но в дело вмешались физика и гравитация.
В 1872 году поиском астероидов занялся молодой 24‑летний ученый, имя которого и по сей день вписано в историю астрономии как самого результативного визуального первооткрывателя астероидов. Иоганн Палиса родился 6 декабря 1848 года в Силезском Троппау (ныне Опава, Чехия). С 1866 по 1870 годы он изучал математику и астрономию в Университете Вены, который официально окончил лишь в 1884 году. Это не помешало молодому ученому стать помощником наблюдателя в университетской обсерватории, а чуть позже – в обсерватории Женевы. В 1872 году Иоганн Палиса получил должность наблюдателя в Австрийской морской обсерватории в Поле (ныне Пула, Хорватия), где его основным направлением деятельности стало составление и уточнение звездных каталогов, использовавшихся для точной морской навигации (отсюда и «морская» обсерватория). Но, как мы уже знаем, там, где речь идет о педантичных и многократных наблюдениях звезд, непременно появятся и крадущиеся во тьме астероиды…
И. Палиса
Свой первый астероид (136) Austria (Австрия) Палиса открыл 18 марта 1874 года с помощью 150‑миллиметрового рефрактора. Следующее открытие не заставило себя долго ждать: через месяц, 21 апреля, в его сети попался новый астероид (137) Meliboеa (Мелибея), а 13 октября – (140) Siwa (Жива). 2 ноября 1875 года он открыл свой седьмой астероид – (153) Hilda (Хильда), еще не зная, что новое небесное тело станет первым и главным объектом одноименной группы астероидов – очень редких малых тел Солнечной системы, движущихся вокруг Солнца в танце с Юпитером в орбитальном резонансе с ним 3:2. О Хильдах, как и о других группах и семействах астероидов, мы с вами подробно поговорим уже в следующей главе. Всего за восемь лет работы в Поле Палиса открыл 27 астероидов и одну комету – C/1879 Q1 (Palisa).
Когда в 1880 году император Австро-Венгерской империи Франц Иосиф I открыл новую Венскую обсерваторию, Палисе предложили должность адъюнкта, сравнимую с современным наблюдателем. И хотя в Поле он уже был директором обсерватории, Палиса все же решил принять предложение во многом из-за возможности проводить наблюдения уже на более крупном, 680‑миллиметровом рефракторе. Огромный телескоп с фокусным расстоянием более 10,5 метров, установленный под 14‑метровым куполом, требовал совместной работы астронома-наблюдателя и двух ассистентов. Ходят легенды, что в полночь Палиса отправлял своих помощников спать, чему они были только рады, а сам оставался один на один с телескопом и ночным небом, полным звезд и еще не открытых астероидов.
Его открытия продолжились и в Вене. 31 января 1883 года он открыл астероид (232) Russia (Россия), имя которому предложил видный русский ученый, астроном Василий Павлович Энгельгардт [29], а 29 сентября 1884 года – астероид (243) Ida (Ида), тот самый, у которого в 1991 году автоматическая межпланетная станция «Галилео» обнаружила первый естественный спутник. 3 октября 1911 года Палиса открыл околоземный астероид (719) Albert (Альберт), который позже был утерян и переоткрыт лишь в 2000 году. За свою карьеру, а он вышел на пенсию в 1919 году, Иоганн Палиса открыл 122 астероида, причем все его открытия были визуальными, хотя именно в то время быстро набирала популярность и признание совсем иная техника поиска астероидов. Палиса умер в Вене 2 мая 1925 года в возрасте 77 лет.
Знаковое событие – настоящая научно-техническая революция – произошло в 1891 году, спустя 90 лет после открытия Цереры. Считается, что первую фотографию, дошедшую до наших дней, получил Жозеф Нисефор Ньепс в 1826 году с помощью техники гелиографии. Снимок «Вид из окна Ле Гра» экспонировался около восьми часов. Конечно, эта техника не позволяла запечатлеть сколько-нибудь динамичные сцены. Первое фото человека было получено другим французским изобретателем – Луи Дагером в 1838 году. Он применил свою технику – дагеротипию, основанную на светочувствительности йодистого серебра. Время экспонирования уменьшилось до 10 минут, что открывало новые горизонты как для творчества фотографов, так и для науки.
Первым астрономическим объектом, который был запечатлен на фотографии, как, думаю, вы уже догадались, стала Луна. Изображение, в котором не сразу узнается естественный спутник Земли, было получено в марте 1840 года Джоном Уильямом Дрейпером. Спустя 10 лет, 16 июля 1850 года, Уильяму и Джорджу Бондам удалось получить первую фотографию звезды – Веги. Первые фотографии кометы были получены в сентябре 1858 года Уильямом Ашервудом и все тем же Джорджем Бондом. Пришло время астероидов, и именно фотография позволила совершить гигантский скачок в их открытии и накоплении знаний об этих телах Солнечной системы.
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 (