III. Исследования звёзд
Спектроскопические наблюдения звёзд, производившиеся А. А. Белопольским с 1892 г., были особенно успешными. В 1892 г. в созвездии Возничего вспыхнула новая звезда; спектр этой звезды Аристарх Аполлонович тщательно наблюдал. Определённые им скорости расширения атмосферы новой Возничего представляют и в настоящее время ценнейший материал. Эти исследования были повторены и расширены во время наблюдений за спектрами новых, вспыхнувших в последующие годы: новой Персея 1901 г., новой Близнецов 1912 г., новой Орла 1918 г., новой Лебедя 1920 г. и т. д. При этом, например, у новой Персея были обнаружены периодические изменения скорости расширения атмосферы в течение последующих максимумов. После того как эта звезда стала слабой, А. А. Белопольский наблюдал её на 76-сантиметровом рефракторе с окулярным спектроскопом. Аристарх Аполлонович не ограничивался только изучением лучевых скоростей новых, а изучал также и поведение линий в их спектрах (изменение яркости, дробление на компоненты, появление или исчезновение и т. д.). Все эти исследования исключительно интересны, так как производились в то время, когда гипотеза взрыва, используемая теперь для объяснения вспышки новой и движения оболочек, ещё только намечалась. Кроме того, некоторые наблюдения А. А. Бело-польского оказались уникальными, ибо не могли быть сделаны в других местах из-за пасмурной погоды.
Наблюдения за спектрами обычных звёзд А. А. Бело-польский начал, собственно говоря, ещё раньше, уже в 1890 г. Начало этих наблюдений с помощью фотографического метода открывало новую эпоху в изучении движений звёзд. Лучевые скорости, которые определил Аристарх Аполлонович, были для того времени весьма точными (ошибка не более +2,6 км/сек). Потсдамские определения 1889-1891 гг. (Фогель, Шайнер), единственные, которые могли бы конкурировать с пулковскими, были отягощены большой систематической ошибкой. Дальнейшего увеличения точности определения лучевых ско-
ростей удалось достичь только в 1895-
189b it. после существенных улучшений в конструкции спектрографов и, особенно, в конструкции подвеса спектрографа к телескопу. Систематические наблюдения А. А. Белопольский начал лишь в 1893 г., имея целью определение лучевых скоростей звёзд, доступных 76-сантиметровому рефрактору, для создания каталога лучевых скоростей звёзд ярче 2,5-4т,5 (около 200 звёзд), для вывода скорости и координат апекса солнечного движения.Для этой цели Белопольский в 1893 г. начал наблюдения опорных звёзд каталога ("звёзды со стандартными скоростями"). С 1901 -1902 гг. по предложению Иерксской обсерватории он включился в международную программу наблюдения лучевых скоростей фундаментальных стандартных звёзд (участники: Пулково, Медон, Лик, Иеркс). Однако Аристарх Аполлонович вскоре убедился, что климатические условия Пулкова не благоприятствуют быстрому наблюдению звёзд каталога, поэтому он ограничился наблюдениями только стандартных звёзд. Но хорошее качество изображений и прозрачность атмосферы в Пулкове, умение использовать имеющееся оборудование позволили Аристарху Аполлоновичу производить точные определения лучевых скоростей отдельных звёзд, не требующие привязки друг к другу на протяжении значительного времени.
Упомянутые исследования вместе со значительным расширением астроспектроскопических лабораторных работ привели в конце
XIX в. к созданию оригинального пулковского направления в астроспектроскопии, к созданию отечественной астроспектроскопической школы. Создателями этой школы 8были Ф. А. Бредихин и его бывший ученик А. А. Белопольский, ставший крупнейшим учёным с мировым именем.Большое внимание уделял А. А. Белопольский обнаружению и исследованию лучевых скоростей спектрально-двойных звёзд. В течение всего пулковского периода своей работы
Аристарх Аполлонович непрерывно изучал Алголь (р Персея), переменность лучевой скорости которого он и открыл. По его спектру он же в 1906 г. заподозрил наличие третьего тела в системе Алголя. Многие другие спек-трально-двойные звёзды были впервые открыты А. А. Вело-польским или систематически наблюдались им, например 8 Лиры, а
1 Близнецов, а'2 Близнецов, л Тельца, 61 Лебедя, {3 Возничего, а Малой Медведицы, t) Большой Медведицы, а Лиры и т. д. Оказалось, что у одних звёзд спектры свидетельствуют о переменных лучевых скоростях и имеют раздваивающиеся линии (например, ,8 Возничего, А Тельца), а другие дают переменные лучевые скорости, но одиночные линии (например, а1 и а2 Близнецов).Для большинства спектрально-двойных звёзд А. А. Бело-польский определил элементы орбиты и их изменение. Изменения элементов наблюдаются в случае наличия возмущающих сил, например влияния ещё неизвестного третьего тела или деформации (сжатия) центрального тела.
Большое внимание Аристарх Аполлонович уделял и спектрально-переменной звезде-цефеиде а Малой Медведицы, элементы которой он определял каждые два года. Он обнаружил, что скорость центра тяжести и долгота периастра этой системы изменяются.
Длительное время А. А. Белопольский наблюдал спектрально-двойные звёзды у Геркулеса, ,3 Лиры, 8 Возничего и т. д. Особенно интересные результаты были получены при изучении ,8 Возничего, наблюдения которой были обработаны Г. А. Тиховым. Целью этого исследования была попытка обнаружения космической дисперсии света по определению орбитальных скоростей компонентов спектрально-двойной звезды и вычислению момента заданного расположения двух звёзд на орбитах в какой-либо определённой фазе. В случае наличия нормальной космической дисперсии моменты соединения, вычисленные по разным длинам волн,
не будут совпадать друг с другом: для более коротких волн будет запаздывание, что объясняется уменьшением фазовой скорости при уменьшении длины волны.Позднее, работая практикантом в Пулкове в 1905 г., а с 1906 г. сверхштатным адъюнкт-астрономом, Г. А. Ти
-хов продолжил эти исследования, обнаружив запаздывание коротких лучей 3 Возничего на двадцать минут.Вопросом изучения, скоростей В Возничего в связи с гипотезой о космической дисперсии света занимался
Пулковский нормальный астрограф с призменным спектрографом А. А. Белопольского.
также и А. А. Белопольский. В 1903, 1904, 1906 и 1909 гг. он публикует свои результаты по этому вопросу, а в 1906 г. печатает статью в связи с возражениями, сделанными П. Н. Лебедевым ("Об особенностях спектра ,3 Возничего"). Результаты современных спектроскопических исследований показывают, что в вопросе о существовании космической дисперсии Аристарх Аполлонович занимал более правильную позицию, хотя космическая дисперсия света не обнаружена до настоящего времени *). В 1908 г. Г. А. Тихов предложил для её обнаружения новый, более точный фотометрический метод. В этом методе путём применения светофильтров изучались запаздывания минимумов кривых блеска, соответствующих более коротким длинам волн. Явление запаздывания было действительно обнаружено в 1908 г. у затменно-переменных звёзд
RT Персея и W Большой Медведицы и получило название "явления Тихова - Нордмана" (Нордман независимо наблюдал его в те же годы). Это явление весьма интересно, хотя его связь с космической дисперсией оспаривалась в 1909 г. П. Н. Лебедевым, который правильно приписал его атмосферам звёзд. Явление было объяснено лишь в 1935 г. (в работе Э. Р. Мустеля) действием приливной волны на главной звезде. Позднейшие наблюдения показали, что у некоторых звёзд явление имеет обратный знак (запаздывают красные лучи), а у некоторых вообще отсутствует. Однако всё же, учитывая наличие межзвёздного избирательного поглощения, космическую дисперсию следует иметь в виду, хотя её роль в цитированных работах и была значительно преувеличена **).Большое внимание уделял А. А. Белопольский и наблюдению цефеид, сделав при этом ряд открытий. В 1894 г. он открывает синхронную, но не совпадающую по фазе с изменением блеска переменность лучевой скорости
**) Более подробно этот вопрос освещен в "Комментариях".
звезды 8 Цефея, а в 1911 г. - изменение скорости её "центра тяжести" (первоначально 8 Цефея считалась спектрально-двойной). Период изменения лучевой скорости оказался совпадающим с периодом изменения блеска. Формы кривых изменения лучевой скорости и блеска также оказались похожими, однако с максимальной отрицательной лучевой скоростью вблизи нулевой фазы, т. е. вблизи максимума блеска, и обратным явлением в минимуме. В 1896 и 1899 гг. аналогичные изменения лучевой скорости были открыты Белопольским у цефеид -ц Орла и С Близнецов. Значительно позднее, в 1912 г., А. А. Бело-польский заподозрил существование изменений интенсивности линий в спектре цефеид и, в частности, у 8 Цефея. Эти изменения действительно были обнаружены и изучены ученицей А. А. Белопольского в Пулкове И. Н. Леман. В дальнейшем Аристарх Аполлонович обнаружил изменения интенсивности линий в спектрах
t] Орла и С Близнецов. Эти результаты убедительно говорили против гипотезы о двойственности цефеид и в пользу гипотезы их пульсации. Гипотеза о пульсации цефеид была впервые высказана в 1896 г. физиком Н. А. Умовым, одним из оппонентов во время защиты докторской диссертации А. А. Бело-польским в Московском университете (вторым оппонентом был В. К. Цераский).Не менее успешными были наблюдения над спектрально-переменной звездой а
2 Гончих Псов, в спектре которой Аристарх Аполлонович обнаружил изменения и большие возмущения лучевых скоростей. В спектре этой звезды им были найдены две группы линий: линии первой группы почти не изменяют своего положения и интенсивности, а линии второй, наоборот, изменяются с периодом в 5,5 дня. Ко второй группе относятся линии водорода и некоторых редкоземельных элементов. Эти работы А. А. Белопольского побудили многие европейские обсерватории специально заняться поисками других подобных звёзд, которые и были найдены среди звёзд типа Ар. Звезду а2 Гончих Псов Аристарх Аполлонович наблюдал более тридцати лет.Длительные ряды наблюдений проводил А. А. Бело-польский и над ранними нестационарными звёздами: Р Ле-
бедя, -(д Кассиопеи, а Цефея и другими. Звезда а Цефея была открыта как переменная в Пулкове, после чего её и начал наблюдать Аристарх Аполлонович, открыв при этом, что её лучевая скорость также меняется, а линии поглощения периодически появляются и исчезают.
Ценнейшими результатами работы А. А. Белопольского являются спектроскопические определения параллаксов и линейных размеров визуально-двойных звёзд (например, -(д Девы и
-( Льва), которые были сделаны посредством измерения их индивидуальных лучевых скоростей. Кроме того, А. А. Белопольский провёл опытные наблюдения по определению спектральных параллаксов звёзд.