Небесный Свод
Часть 7.
Уранография Яна Гевелия.
В продолжение исследований Небесных Атласов:
Зеркало Урании. Звездный Атлас Джемисона (1822 год).
«Небесный Атлас» Джона Флемстида (1729 - 1753 - 1776 года).
Ранее мы уже рассмотрели несколько интересных старых небесных карт.
Напомню, что рассматривая и анализируя некоторые известные звездные карты и атласы, пытаемся ответить на вопросы:
Изменялось ли и Как с течением времени направление земной оси на небосводе, относительно неподвижных звезд? Каковы причины данных отклонений, сдвигов?
Какая система координат использовалась при составлении звездных атласов?
В какое время составлялись звездные карты, атласы? Где составлялись, где находилась точка наблюдений?
Где находилась точка отсчета - пересечения эклиптики и экватора? Как сдвигались точки равноденствий относительно звезд, созвездий?
Мы рассматривали Зеркало Урании. Теперь представляю вашему вниманию Уранографию известного польского астронома, конструктора телескопов Яна Гевелия.
Johannis Hevelii Firmamentum Sobiescianum sivе Uranographia.
В 1641 году Ян Геве́лий (нем. Johannes Hevel, польск. Jan Heweliusz, 28 января 1611, Гданьск - 28 января 1687, Гданьск) построил свою первую обсерваторию.
Телескопы-рефракторы того времени имели серьёзный недостаток - хроматическую аберрацию. Чтобы избавиться от неё, Гевелий строил телескопы огромных размеров, самый большой из них имел 45 метров в длину.
Это был «воздушный телескоп» без трубы и без жёсткой связи объектива и окуляра. Телескоп подвешивался на столбе при помощи системы канатов и блоков. Для управления такими телескопами использовались специальные команды из отставных матросов, знакомых с обслуживанием такелажа.
Телескоп Гевелия с фокусным расстоянием объектива 45 м.
Из ОИ известно, что первым научным трудом Гевелия была «Селенография, или описание Луны», изданная в 1647 году в Гданьске. В ней содержалось детальное описание видимой поверхности Луны. Работа, отпечатанная в собственной типографии автора, содержала 133 гравюры, изображавшие 60 участков лунной поверхности и общий вид Луны в различных фазах. Гевелий предложил названия для объектов на поверхности Луны, отчасти сохранённые до нашего времени, правильно оценил высоту лунных гор, открыл явление оптической либрации.
Гевелий открыл четыре кометы и опубликовал в 1668 году трактат «Кометография», где изложил историю наблюдений всех известных в то время комет; показал, что некоторые кометы движутся по параболическим орбитам.
Ну и как правило, очередная сноска скалигеровской истории - в 1679 году обсерватория Гевелия с рукописями и библиотекой сгорела!
Тем не менее, видим, что Гевелий возобновил наблюдения.
В 1690 году, уже после смерти мужа, его жена Эльжбета издала знаменитый звёздный атлас «Уранография», основанный на каталоге Гевелия и содержавший великолепные изображения созвездий. В нём Гевелий ввёл несколько новых созвездий.
Хочу также обратить внимание на Жен астрономов! «Небесный Атлас» Дж. Флемстида был издан тоже после смерти автора (через 10 лет) в 1729 году его женой Маргарет.
Есть и в биографии Флемстида интересная история (из Вики).
Работая Королевским астрономом, Джон Флемстид около сорока лет наблюдал звёзды и тщательно записывал их в свой звёздный каталог, который в итоге стал содержать в три раза больше звёзд, чем звёздный атлас Тихо Браге. Не желая рисковать своей репутацией, публикуя непроверенные данные, Флемстид держал незавершённые записи под печатью в Гринвиче. В 1712 г. Исаак Ньютон, который тогда был президентом «Лондонского королевского общества», а также Эдмунд Галлей - каким-то образом заполучили эти записи и опубликовали их в «пиратском» звёздном каталоге. Узнав об этом, Джон Флемстид сумел собрать триста из четырёхсот напечатанных экземпляров того каталога и сжёг их…
Однако вернемся к Уранографии Гевелия.
Римскими M DC XC. почему-то, как 1660 не читается? ХС - сколько?
Хотя выше арабскими цифрами указаны 1660 и 1700 годы.
Перейдем непосредственно к Атласу. Он включает 56 карт: 49 карт с изображением отдельных созвездий, 4 - с изображением двух графически связанных созвездий, одну карту с южными приполярными созвездиями и 2 карты околополюсных созвездий.
На картах с точностью в одну угловую минуту нанесены 1564 звезды по каталогу Гевелия.
Атлас традиционно содержал изображения персонажей созвездий. Графические рисунки Гевелия стали классикой изображения созвездий. В отличие от предшественников, Гевелий лёгким штрихом показывает на каждой карте рисунки примыкающих созвездий.
В «Уранографии» Ян Гевелий предлагает несколько новых созвездий. В "пустоты" между древними созвездиями Гевелий поместил еще 11 созвездий: Жираф, Муха, Единорог, Голубь, Гончие Псы, Лисичка, Ящерица, Секстант, Малый Лев, Рысь и Щит.
Семь из них сохранились до нашего времени: Гончие Псы (Canes Venatici), Ящерица (Lacerta), Малый Лев (Leo Minor), Рысь (Lynx), Секстант (Sextants), Щит (Scutum) и Лисичка (Vulpecula).
Рассмотрим и проанализируем Атлас звёздного неба Яна Гевелия.
https://astronomie-rara.ethbib.ethz.ch/zut/content/pageview/133876
http://lhldigital.lindahall.org/cdm/compoundobject/collection/astro_atlas/id/1671
Рис.1. Карта северного полушария. Uranographia, Danzica 1690
В первую очередь смотрим на координатную сетку вокруг изображения северного полушария. Она не астрономическая, а исключительно Зодиакальная.
По кругу указаны двенадцать Зодиакальных созвездий, на каждое из которых приходится по 30 угловых градусов.
Вокруг Карта ограничена Эклиптикой, по окружности на границе изображены зодиакальные созвездия.
Четко видно, что знак Козерога (♑) соответствует созвездию Стрельца (Sagittarius).
Знак Овна (♈) находится в Рыбах, знак Весов (♎) в Деве, а знак Рака (♋) в Близнецах.
Рис. 2.
Небесный экватор указан в нижней части карты неградуированной дугой, идущей между знаками Овна и Весов.
Градуирован внутри Карты только нижний Меридиан, идущий от знака Козерога к Центру Эклиптики в созвездии Дракона (0-90°).
Это значит, что Точкой отсчета на данной карте является День Зимнего Солнцестояния (ЗС). На карте указан Меридиан, на котором кульминирует Солнце в день ЗС.
Значит, от него должен был начинаться отсчет долгот небесных светил по Зодиакальному кругу?!
Используем возможности Астрокалькулятора StarCalc 5.72.
Данный вид Северной полусферы Звездного Атласа соответствует Небесной сфере в полдень дня Зимнего Солнцестояния 20.12.1660 г. в 12 часов 00 минут.
Скрин 1. Для наблюдателя: 67,5°. с.ш. и 0,00° в.д. (граница Полярного круга).
Наблюдатель на широте 67,5°, находящейся на удалении от северного полюса на величину наклона земной оси 23,5°, будет наблюдать полный Эклиптический круг (белый круг) на горизонте, как и показано на Скрин 1.Солнце находится в самой Южной точке эклиптики во время ЗС.
Проверим соответствие (отличие) Карты северной полусферы (Рис.1) и картинки из Астрокалькулятора (Скрин 1)!
Скрин 2.
Для сравнения отметил 8 созвездий (красным) от северной Малой Медведицы до южного Стрельца, меридиан от центра эклиптики до кульминации Солнца во время ЗС (желтым), небесный экватор (зеленым).
Рис. 3
В Википедии заявлено, что Гевелий использовал зеркально-перевёрнутые изображения созвездий, чтобы сделать их совместимыми с изображениями на небесных глобусах, которые в это время уже перестали быть актуальными.
Мы также, в очередной раз можем сказать на основании исследований, что Ян Гевелий, как и другие астрономы до начала 19 - го века, использовали проекцию небосвода на Землю. Если к Карте применить «эффект перевернутого листа», мы получим нашу Астро- картинку (Скрин 1 и 2).
Карта Гевелия исполнена в Эклиптической Зодиакальной системе координат.
Рис. 4
На Рис.3 и 4 мы видим только 12 меридианов, идущих от Центра Эклиптики (Дракон) к границам зодиакальных созвездий. Координатная сетка исключительно Зодиакальная.
Однако, на Карте меридиан проходит и через земную Ось, расположенную недалеко от Полярной звезды, на хвосте Малой Медведицы (пересечение синей линии с продолжением желтой на Рис.3).
Указаны на Карте: Полярный круг, северный Тропик Рака и Экватор.
Карточки Гевелия исполнены в такой же проекции на Землю, что и Карты полушарий.
Рис. 5. Карточки Полярной области.
Отличие в том, что на Карточках созвездий дополнительно разбит на 12 секторов Полярный круг с Арктическим центром - Земная Ось, находящимся недалеко от звезды Полярной (альфа Малой Медведицы).
Констатируем, что Ян Гевелий представил в своем Атласе Карты и Карточки созвездий, видимые извне небесной сферы, как проекцию звездного неба на Землю (глобус). Это привело к зеркальному отображению и потери соответствия с настоящим небом, открывающимся для наблюдения с Земли.
Впоследствии Фламстид будет сильно оспаривать данный выбор Гевелия. Хотя его Карты полушарий отличаются от Карт Гевелия лишь нанесением экваториальной координатной сетки, а исполнены в той же проекции на землю.
Далее.
Где пересекаются Эклиптика с Экватором?
На правом фрагменте Карты наблюдаем схождение Экватора с Эклиптикой, обозначенной градуированной окружностью Карты. Пересекаются они в созвездии Рыбы (Pifcis Auft). Точка этого пересечения обозначена знаком Овна (♈).
Рис.6
Экватор проходит через брюхо Рыбы (звезду κ Рыбы), расположенной вдоль экватора (Pifcis Auftrinus).
Меридиан знака Овна проходит через звезду ω Рыбы в хвосте этой Рыбы.
Звезда ζ Рыбы находится строго на Эклиптике.
Рассмотрим поближе Карточку Гевелия с созвездием Рыбы.
Рис.7
Ближайшая звезда к Экватору (брюхо) λ Рыбы:
1660 г.: α = 23 ч. 24 м. 45с.; δ = - 0°4'47".
(На 2000 год: α = 23 ч.42 м.3с.; δ = +1°46'48").
На Эклиптике находится ζ Рыбы:
1660 г.: α = 0 ч. 56 м. 5с.; δ = +5°46'5".
1719 г.: α = 0 ч.59 м.8с.; δ = +6°5'2".
1800 г.: α = 1 ч. 3 м. 20с.; δ = +6°31'13".
(На 2000 год: α = 1 ч.13 м.44с.; δ = +7°34'31").
Ближайшая к Меридиану (хвост южной Рыбы) ω Рыбы:
1660 г.: α = 23 ч. 41 м. 56с.; δ = +4°59'20".
1719 г.: α = 23 ч. 44 м. 56с.; δ = +5°18'47".
1800 г.: α = 23 ч. 49 м. 5,5с.; δ = +5°45'53".
(На 2000 год: α = 23 ч.59 м.19с.; δ = +6°51'48").
По расчетам все правильно: идет поступательный рост Прямого восхождения и Склонения к 2000 году. Но это расчеты Астрокалькулятора.
Визуально, звезды почти там, где и должны находиться, однако, координаты Звезд по Карточкам Гевелия определить сложно.
Координатная сетка на Карточках нанесена по разному, странно, неправильно.
Рис. 8. Со времен Гевелия Овен стал под Мухой!
Подведем некоторые итоги исследования «Уранографии» Гевелия.
К 1660 году, если считать от современности, никаких отклонений, смещении, сдвигов Земной оси не происходило.
Небесный свод Карты Яна Гевелия исполнен в Эклиптической Зодиакальной системе координат, градуирован по 30 градусов 12-ти знаков Зодиака.
Точки отсчета Знаков Зодиака на Карте не соответствуют созвездиям Зодиака, в которых они находятся (смещены, как и сейчас).
Атлас имеет ряд недостатков.
Гевелий использовал зеркально-перевёрнутые изображения созвездий, чтобы сделать их совместимыми с изображениями на небесных глобусах.
Карты полушарий и Карточки созвездий исполнены в Проекции на Землю.
Большая часть карт выполнена в неудачной прямолинейной «трапецеидальной» проекции. Ошибочно нанесена и координатная сетка.
Ян Гевелий помещает многие звезды, следуя данным, подобным тем, которые были взяты из Tabulae Rudolphinae , опубликованной Кеплером в 1627 году. А Кеплер использовал наблюдения, сделанные Тихо Браге.
Странно, так как Гевелий являлся конструктором телескопов?!
Точка наблюдения Карты северного полушария: Граница Северного Полярного круга 67,5° северной широты. Долготу определить невозможно.
На карте указан, градуирован главный Меридиан, на котором кульминирует Солнце в день ЗС.
Центр Эклиптики находится в середине созвездия Дракона.
Северный Полюс находится рядом с Полярной звездой, альфой Малой Медведицы, обозначен внутри Полярного круга.
Северный Полюс находится от Центра Эклиптики на угловом расстоянии 23°30'20" (угол наклона земной оси).
На основании таблиц Атласа уже можно произвести некоторые вычисления.
По Астрокалькулятору на 1660 год максимальное отклонение земной оси в день ЗС было
- 23°29'31" , что не соответствует заявленным градусам в таблице.
Для сравнения: в 2017(ЗС) - 23°26'7,8"; в 1900 - 23°27'2,8"; в 1700 - 23°28'33,8".
И только в 1500 году угол наклона оси составлял 23°30'18,8".
Значится, в таблице указаны данные для начала 16-го века! Ого, ошибка на полтора столетия от даты издания Уранографии!?
И это только на поверхностный взгляд.
Явно что-то было не так в Датском королевстве в те далекие интересные времена!?
Продолжение следует.