Cover created by Transcriber and placed in the Public Domain.
Fig. 1.
The Solar System.
МЕТЕОРНАЯ АСТРОНОМИЯ: ТРАКТАТ О ПАДАЮЩИХ ЗВЕЗДАХ, БОЛИДАХ И АЭРОЛИТАХ.
АВТОР:
ДЭНИЕЛ КИРКВУД, ДОКТОР ПРАВА.
ПРОФЕССОР МАТЕМАТИКИ В КОЛЛЕДЖЕ ВАШИНГТОНА И ДЖЕФФЕРСОНА.
ФИЛАДЕЛЬФИЯ: J. B. LIPPINCOTT & CO. 1867.
Зарегистрировано в соответствии с Актом Конгресса в 1867 году ДЭНИЕЛЕМ КИРКВУДОМ, доктором права, в канцелярии окружного суда Соединенных Штатов по Западному округу штата Пенсильвания.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
Аристотель и другие древние авторы рассматривали кометы как метеоры, порождаемые в атмосфере. Это мнение было общепринятым, даже среди ученых, вплоть до того момента, когда наблюдения Тихо Браге, проведенные ближе к концу XVI века, показали, что эти загадочные объекты находятся дальше Луны, тем самым возведя их в ранг небесных тел. Несколько схожее и, безусловно, не менее интересное достижение было уготовано астрономам XIX века. Оно заключалось в великом открытии того, что падающие звезды, болиды и метеоритные камни являются, подобно кометам, космическими телами, движущимися вокруг Солнца по коническим сечениям. Доктор Галлей первым предсказал возвращение кометы, и 1759 год навсегда останется в истории как год, ознаменовавший исполнение его пророчества. Однако в области метеорной астрономии подобная честь теперь должна быть отдана покойному доктору Ольберсу. Вскоре после великого звездного дождя 1833 года он на основании сравнения зафиксированных фактов сделал вывод, что ноябрьское явление достигает максимума с интервалами в тридцать три или тридцать четыре года. Соответственно, он указал 1866 или 1867 год как время его вероятного возвращения; и ночь 13 ноября первого из этих годов навсегда останется памятной как ночь, предоставившая первое подтверждение его предсказания. В ту ночь с одной станции за один час было замечено несколько тысяч метеоров. Это примечательное явление, наряду с тем фактом, что еще более яркое ожидается в ноябре 1867 года, придало метеорной астрономии необычайный интерес в глазах общественности. Удовлетворить в некоторой мере пробудившееся любопытство, представив в популярной форме основные результаты наблюдений и исследований в этой новой области науки, — такова главная цель настоящей работы.
Первые две главы содержат популярный обзор того, что известно о звездных дождях августа и ноября, а также некоторых других эпох. Третья глава представляет собой описание в хронологическом порядке наиболее важных падений метеоритных камней, а также явлений, сопровождающих их спуск. Четвертая и последующие главы, вплоть до одиннадцатой включительно, обсуждают различные вопросы теории метеоров: такие, например, как относительное число падений аэролитов в разное время суток, а также года; сосуществование различных форм метеорного вещества в одних и тех же кольцах; метеорная пыль; устойчивость Солнечной системы; доктрина сопротивляющейся среды; протяженность атмосферы, определяемая по метеорам; метеорная теория солнечного тепла; и явления переменных и временных звезд. Двенадцатая глава рассматривает кольца Сатурна как плотные метеорные рои и объясняет основной интервал между ними. Тринадцатая представляет различные факты, ранее не замеченные, касающиеся зоны астероидов между Марсом и Юпитером, с предположениями относительно их причины или объяснения.
Поскольку небулярная гипотеза дает правдоподобное объяснение происхождения метеорных потоков, представлялось желательным изложить понятный взгляд на эту знаменитую теорию. Соответственно, это составляет предмет заключительной главы.
Следует отметить, что большая часть настоящего трактата была написана до публикации (в Англии) тома доктора Пипсона «Метеоры, аэролиты и падающие звезды». Однако автор имел эту работу перед глазами при завершении своей рукописи и воспользовался некоторыми из приведенных там описаний недавних явлений.
Canonsburg, Pa, May, 1867.
СОДЕРЖАНИЕ.
Page
Introduction 7
CHAPTER I.
The Meteors of November 12th–14th 13
CHAPTER II.
Other Meteoric Rings 26
CHAPTER III.
Aerolites 35
CHAPTER IV.
Conjectures in Regard to Meteoric Epochs 50
CHAPTER V.
Geographical Distribution of Meteoric Stones—Do Aerolitic Falls occur more frequently by Day than by Night?—Do Meteorites, Bolides, and the matter of ordinary Shooting-stars, coexist in the same Rings? 56
CHAPTER VI.
Phenomena supposed to be Meteoric—Meteoric Dust—Dark Days 65
CHAPTER VII.
Researches of Reichenbach—Theory of Meteors—Stability of the Solar System—Doctrine of a Resisting Medium 74
CHAPTER VIII.
Does the Number of Aerolitic Falls vary with the Earth's Distance from the Sun?—Relative Numbers observed in the Forenoon and Afternoon—Extent of the Atmosphere as indicated by Meteors 79
CHAPTER IX.
The Meteoric Theory of Solar Heat 84
CHAPTER X.
Will the Meteoric Theory account for the Phenomena of Variable and Temporary Stars? 92
CHAPTER XI.
The Lunar and Solar Theories of the Origin of Aerolites 96
CHAPTER XII.
The Rings of Saturn 102
CHAPTER XIII.
The Asteroid Ring between Mars and Jupiter 105
CHAPTER XIV.
Origin of Meteors—The Nebular Hypothesis 112
Appendix 123
ВВЕДЕНИЕ. ОБЩИЙ ОБЗОР СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ.
Солнечная система состоит из Солнца, а также планет и комет, которые обращаются вокруг него как вокруг центра своего движения. Солнце является главным управляющим светилом этой системы и источником света и тепла для ее различных членов. Его величина в один миллион четыреста тысяч раз превышает величину Земли, и оно содержит более чем в семьсот раз больше материи, чем все планеты вместе взятые.
Меркурий — ближайшая к Солнцу планета; его среднее расстояние составляет около тридцати семи миллионов миль. Его диаметр составляет около трех тысяч миль, и он совершает свой орбитальный оборот за 88 дней.
Венера, следующий член системы, является иногда нашей утренней, а иногда вечерней звездой. Ее величина почти точно такая же, как у Земли. Она обращается вокруг Солнца за 225 дней.
Земля — третья планета от Солнца в порядке расстояния; радиус ее орбиты составляет около девяноста пяти миллионов миль. Ее сопровождает один спутник — Луна, диаметр которой составляет 2160 миль.
Марс — первая планета за орбитой Земли. Он значительно меньше Земли и не имеет спутника. Он обращается вокруг Солнца за 687 дней.
Астероиды. — С начала текущего столетия непосредственно за орбитой Марса была обнаружена замечательная зона телескопических планет. Эти тела чрезвычайно малы; некоторые из них, вероятно, содержат меньше материи, чем самые большие горы на поверхности Земли. В настоящее время известно более девяноста членов этой группы, и их число ежегодно увеличивается.
Юпитер, первая планета за астероидами, находится почти в пятистах миллионах миль от Солнца и обращается вокруг него чуть менее чем за двенадцать лет. Диаметр этой планеты составляет девяносто тысяч миль, и она содержит более чем в два раза больше материи, чем все остальные планеты, первичные и вторичные, вместе взятые. Юпитер сопровождают четыре луны, или спутника.
Сатурн — седьмая планета в порядке расстояния (если считать астероиды за одну). Его орбита находится примерно в четырехстах миллионах миль за орбитой Юпитера. Эту планету сопровождают восемь спутников, и она окружена тремя широкими плоскими кольцами. Диаметр Сатурна составляет семьдесят шесть тысяч миль, а его масса, или количество материи, более чем в два раза превышает массу всех остальных планет, за исключением Юпитера.
Уран находится на двойном расстоянии от Сатурна, или в девятнадцать раз дальше, чем Земля. Его диаметр составляет около тридцати пяти тысяч миль, а период обращения — восемьдесят четыре года. Его сопровождают четыре спутника.
Нептун — самый удаленный известный член системы; его расстояние составляет почти три тысячи миллионов миль. Он несколько больше Урана; имеет, безусловно, один спутник и, вероятно, несколько других. Его период составляет около ста шестидесяти пяти лет. Пушечное ядро, летящее со скоростью пятьсот миль в час, не достигло бы орбиты Нептуна от Солнца менее чем за шестьсот восемьдесят лет.
Все эти планеты движутся вокруг Солнца в одном направлении — с запада на восток. Их движения почти круговые, а также почти в одной плоскости. Их орбиты, за исключением орбиты Нептуна, представлены на фронтисписе. Однако следует заметить, что все изображения Солнечной системы на картах и планетариях должны давать чрезвычайно ошибочное представление либо о величинах, либо о расстояниях ее различных членов. Если Землю, например, обозначить шариком диаметром в полдюйма, то диаметр Солнца в том же масштабе (шестнадцать тысяч миль на дюйм) будет составлять от четырех до пяти футов; диаметр орбиты Земли — около тысячи футов; в то время как диаметр орбиты Нептуна будет почти шесть миль. Поэтому дать точное представление о Солнечной системе в одном виде, очевидно, невозможно.
Кометы. — Число комет, принадлежащих нашей системе, неизвестно. Зафиксировано появление более семисот, и для этого числа были вычислены элементы около двухсот. Они движутся по очень эксцентричным орбитам — некоторые, возможно, по параболам или гиперболам.
Зодиакальный свет — термин, впервые примененный Доменико Кассини в 1683 году к слабому туманному сиянию, несколько напоминающему Млечный Путь, по-видимому, конической или линзовидной формы, имеющему основание в сторону Солнца, а ось почти в направлении эклиптики. Наиболее благоприятное время для его наблюдения — когда его ось наиболее близка к перпендикуляру к горизонту. В наших широтах это происходит в марте для вечера и в октябре для утра. Угловое расстояние его вершины от Солнца часто составляет семьдесят или восемьдесят градусов, в то время как иногда, хотя и редко (за исключением тропиков), оно превышает даже сто градусов.
Зодиакальный свет, вероятно, идентичен метеору, называемому trabes Плинием и Сенекой. Он был замечен в конце XVI века Тихо Браге, который «считал его аномальными весенними вечерними сумерками». Он был описан Декартом около 1630 года, а затем Чилдри в 1661 году. Однако первое точное описание этого явления было дано Кассини. Этот астроном предполагал, что явление создается смешанным светом бесчисленного множества чрезвычайно малых планетных тел, вращающихся в кольце вокруг Солнца. Внешний вид этого явления, каким он наблюдается в этой стране, представлен на рис. 2.
Fig. 2.
Для широкого круга читателей, возможно, будет нелишним предпослать следующие пояснения:
Метеоры бывают двух видов: космические и земные: первые пересекают межпланетные пространства; вторые возникают в атмосфере Земли.
Болиды — общее название для метеорных огненных шаров, имеющих большую величину, чем падающие звезды.
Период планеты, кометы или метеора — это время, которое он затрачивает на совершение одного орбитального оборота.
Движение небесного тела называется прямым, когда оно происходит с запада на восток; и попятным, когда оно происходит с востока на запад.
Гипотеза Энке о сопротивляющейся среде. — Время, затрачиваемое кометой Энке на совершение своего обращения вокруг Солнца, становится все меньше и меньше при каждом последующем возвращении. Профессор Энке объясняет этот факт, предполагая, что межпланетные пространства заполнены чрезвычайно редкой жидкостью, сопротивление которой движению кометы вызывает наблюдаемое сокращение орбиты.
МЕТЕОРНАЯ АСТРОНОМИЯ.
ГЛАВА I. ПАДАЮЩИЕ ЗВЕЗДЫ.
I. Метеоры 12–14 ноября.
Хотя падающие звезды, несомненно, наблюдались во все века существования мира, они никогда, вплоть до недавнего времени, не привлекали особого внимания ученых. Первые точные наблюдения этих явлений были предприняты около конца прошлого века господами Брандесом и Бенценбергом. Однако важность этой новой области исследований не была общепризнанной до блестящего метеорного явления 13 ноября 1833 года. Этот огненный дождь никогда не будет забыт теми, кто был его свидетелем. Явление наблюдалось от Вест-Индии до Британской Америки и от 60° до 100° западной долготы от Гринвича. Капитан Хэммонд с корабля «Реституция» только что прибыл в Салем, штат Массачусетс, где наблюдал это явление с полуночи до рассвета. Он с изумлением отметил, что ровно за год до этого, а именно 13 ноября 1832 года, он наблюдал подобное явление (хотя метеоров было меньше) в Мохе, в Аравии. Вскоре было обнаружено, кроме того, в качестве дальнейшего и весьма примечательного совпадения, что необычайное падение метеоров наблюдалось 12 ноября 1799 года. Это было увидено и описано Эндрю Элликоттом, эсквайром, который тогда находился в море недалеко от мыса Флорида. Это также наблюдалось в Кумане, Южная Америка, Гумбольдтом, который утверждает, что оно «одновременно наблюдалось в новом континенте, от экватора до Нового Хернхута в Гренландии (широта 64° 14′), и между 46° и 82° долготы».
Это удивительное совпадение дат вызвало очень живой интерес во всем научном мире. Был сделан вывод, что можно ожидать повторения этого явления, и, соответственно, были приняты меры для систематических наблюдений 12, 13 и 14 ноября. Периодичность этого дождя была, таким образом, в очень короткое время поставлена вне всякого сомнения. Изучение старых исторических записей привело к открытию по крайней мере 12 появлений ноябрьского дождя до великого падения 1833 года. Описания этих явлений можно найти собранными в интересной статье профессора Г. А. Ньютона в «Американском журнале науки и искусств» за май 1864 года. Они произошли в 902, 931, 934, 1002, 1101, 1202, 1366, 1533, 1602, 1698, 1799 и 1832 годах. Помимо этих 12, перечисленных профессором Ньютоном как «предшественники великого представления утром 13 ноября 1833 года», мы находим 6 других, менее отчетливо выраженных, в каталоге М. Кетле. Они были в 1787, 1818, 1822, 1823, 1828 и 1831 годах. С 1833 по 1849 год включительно каталог Кетле указывает 11 частичных возвращений ноябрьского дождя; составляя в общей сложности, до последней даты, 29. 13 ноября 1835 года соломенная крыша была подожжена метеорным болидом в департаменте Эна, Франция. 12 ноября 1837 года «в 8 часов вечера внимание наблюдателей в различных частях Великобритании было направлено на яркое светящееся тело, по-видимому, исходившее с севера, которое, совершив быстрое падение, подобно ракете, внезапно взорвалось и, рассеяв свои частицы в различных красивых формах, исчезло в атмосфере. За этим последовали другие, все подобные первому, как по форме, так и по способу своего окончательного исчезновения. Все представление закончилось в десять часов, когда темные облака, которые держались до позднего часа, затянули землю, препятствуя дальнейшим наблюдениям». — «Галерея природы» Милнера, стр. 142.
В 1838 году, 12–13 ноября, метеоры наблюдались в необычном количестве в Вене. Один из них необычайной яркости, имеющий видимую величину, равную величине полной луны, был замечен недалеко от Шербура.
В несколько других возвращений ноябрьской эпохи число наблюдаемых метеоров было больше, чем в обычные ночи; однако отчетливо выраженные представления, вплоть до 1866 года, были все перечислены.
Дождь 14 ноября 1866 года.
Тот факт, что все великие появления ноябрьских метеоров происходили с интервалами в тридцать три или тридцать четыре года, или кратно этому периоду, привел к всеобщему ожиданию блестящего дождя в 1866 году. Однако в этой стране общественное любопытство было сильно разочаровано. Число увиденных метеоров было больше, чем в обычные ночи, но не такое, которое привлекло бы особое внимание. Наибольшее число, зафиксированное на одной станции, было увидено в Нью-Хейвене профессором Ньютоном. В ночь на 12-е было насчитано 694 за пять часов двадцать минут, а в следующую ночь — 881 за пять часов. Это было примерно в шесть раз больше обычного числа. Однако более блестящее представление наблюдалось в Европе. Метеоры начали появляться с необычной частотой около одиннадцати часов в ночь на 13-е и продолжали увеличиваться с большой быстротой более двух часов; максимум был достигнут немного после часа ночи. Эдинбургская газета «Scotsman» от 14 ноября содержит весьма интересное описание явления, каким оно наблюдалось в этом городе. «Стоя на Калтон-Хилл и глядя на запад, — отмечает редактор, — с Обсерваторией, закрывающей огни Принс-стрит, — глазу было легко обмануть воображение, представив какого-то далекого врага, обстреливающего Эдинбургский замок с большого расстояния; и случайное прекращение дождя на несколько секунд, чтобы затем снова разразиться более многочисленными и более яркими каплями огня, служило поддержкой этой фантазии. Снова, повернувшись на восток, можно было время от времени ловить обрывочные проблески следа одного из метеоров сквозь мрачные темные колонны этой руины самого успешного производства — Национального памятника; и, по правде говоря, ни из одной точки в городе или вне его невозможно было наблюдать этот странный звездный дождь, пронизывающий все точки небес, без приятного интереса, и разжигания воображения, и часто прикосновения более глубокого чувства, граничащего с трепетом. Зрелище, описание которого, даже самое возвышенное и сложное, в лучшем случае могло быть лишь несовершенным — которое поистине нужно было увидеть, чтобы вообразить, — не скоро изгладится из памяти тех, чьим умам прошлой ночью были представлены таинственные действия и безграничное плодородие той вселенной небес, сама неизменность красоты которой для многих сделала ее монотонной и неинтересной».
Внешний вид этого явления, каким оно наблюдалось в Лондоне, подробно описан в «Таймс» от 15 ноября. Дождь произошел главным образом между двенадцатью и двумя часами. Около часа ночи один наблюдатель насчитал 200 за две минуты. Общее число, увиденное в Гринвиче, составило 8485. Дождь также наблюдался в разных странах на континенте.
Метеоры 1866 года в сравнении с метеорами прежних появлений.
Звездный дождь 1866 года был значительно слабее тех, что были в 1799 и 1833 годах. Однако за этими исключениями он, пожалуй, едва ли был превзойден за последние 500 лет. Историки описывают метеоры 902 года как бесчисленные и движущиеся подобно дождю во всех возможных направлениях. Представление 1202 года было не менее великолепным. Говорят, что звезды видели мчащимися друг на друга, подобно роям саранчи; явление продолжалось до рассвета. Дождь 1366 года описан в португальской хронике, цитируемой Гумбольдтом: «В 1366 году, когда прошло двадцать два дня месяца октября, за три месяца до смерти короля дона Педру (Португальского), на небесах было движение звезд, какого люди никогда раньше не видели и о каком не слышали. В полночь и некоторое время спустя все звезды двигались с востока на запад; и, собравшись вместе, они начали двигаться, одни в одном направлении, другие в другом. А потом они падали с неба в таком количестве и так густо, что, опускаясь низко в воздухе, они казались большими и огненными, и небо и воздух казались объятыми пламенем, и даже земля казалась готовой загореться. Та часть неба, где не было звезд, казалась разделенной на многие части, и это продолжалось долгое время».