Пулковская обсерватория[61], в прошлом Императорская обсерватория, основанная Николаем I в 1839 году (место для неё выбрал сам император), ныне называемая Главной астрономической обсерваторией Российской академии наук, сохранила традиции первого его директора В. Я. Струве[62] в деле оснащения обсерватории самыми совершенными инструментами. В Пулкове преуспевали в основном астрометристы, составлявшие высокоточные каталоги звёзд. Под руководством С. К. Костинского[63] успешно развивалась фотографическая астрометрия. Он оставил после себя богатый стеклянный архив фотоснимков неба. Фотографический материал Костинского был успешно использован, в частности, его учеником А. Н. Дейчем[64], получившим спустя 20 лет снимки «вторых эпох» для создания каталога собственных движений восемнадцати тысяч звёзд. Впоследствии был получен также ценный материал по измерению собственных движений в скоплениях, по изучению широких звёздных пар и особенностей движения двойных звёзд.

Начало астрофизических исследований в Пулкове можно связать с наблюдениями, которым русские астрономы придавали большое значение ещё со времён Ломоносова, — с наблюдениями солнечных затмений. Из наблюдений полного солнечного затмения 1851 года О. В. Струве[65] сделал вывод, что протуберанцы и корона суть не оптические явления, как полагали до него, а являются составными частями самого Солнца.

Начиная с 1860 года Пулковская обсерватория начала приобретать астрофизическое оборудование, и с этого времени начались астрофизические исследования.

Большое количество измерений блеска переменных звёзд произвели П. Г. Розен и Э. Э. Линдеман посредством фотометров Цельнера.

Б. Гассельберг основал в Пулкове астрофизическую лабораторию, для которой в 1886 году было построено специальное здание. Астрофизические наблюдения небесных тел Гассельберг сочетал с лабораторными исследованиями спектров свечения различных элементов и химических соединений. Лаборатория до сих пор успешно работает. В середине XX века ею заведовал известный астрофизик, член-корреспондент АН СССР О. А. Мельников[66].

Астрофизика в Пулкове серьёзно начала развиваться с 1890 года, когда на должность директора обсерватории был назначен крупнейший русский астроном Ф. А. Бредихин[67]. С этого времени начал свою плодотворную деятельность превосходный астрофизик, а впоследствии академик, А. А. Белопольский[68], который до конца своей жизни оставался руководителем астрофизических работ в Пулкове и, в частности, руководил учёбой в аспирантуре В. А. Амбарцумяна.

Аристарх Аполлонович Белопольский был пионером в разработке методов определения лучевых скоростей звёзд. Используя 30-дюймовый рефрактор, он создал и приспособил к нему трёхпризменный спектрограф и составил каталог лучевых скоростей многих звёзд, открыл и исследовал ряд спектрально-двойных звёзд, обнаружил, до сих пор до конца не понятую, переменность лучевых скоростей Цефеид, исследовал спектры вспыхивающих новых звёзд, определил скорость вращения Солнца и многое другое. В 1894 году Белопольский экспериментально обосновал принцип Доплера — Физо в применении к свету, что имело большое значение для подтверждения правильности астрономических сведений о движении звёзд по лучу зрения (лучевых скоростей).

Секрет успеха астрофизика-наблюдателя Белопольского был очевиден: он не только знал аппаратуру и виртуозно пользовался ею, но и самостоятельно разрабатывал и создавал спектрографы. Его большим достоинством было определение величин ошибок в оптической системе, то есть распознавание степени искажения качества оптического изображения, ошибок юстировок, ошибок в системе измерений и регистрации. Так, он выявил катастрофическую термическую нестабильность созданного им спектрографа, из-за которой оптическое изображение искажалось при изменении температуры окружающего воздуха. Тогда он создал специальную термостатическую систему, обеспечивающую стабильную работу спектрографа. Этот спектрограф в настоящее время является экспонатом пулковского астрономического музея.

В работе со своими учениками — студентами и аспирантами — Белопольский опирался на мысль Максвелла, что для студентов воспитательная ценность экспериментов зачастую обратно пропорциональна сложности приборов. Студент, пользующийся самодельной, неточно работающей установкой, часто научается большему, нежели тот, который работает с приборами, которым можно доверять, но которые страшно разобрать на отдельные части.

Обычно знанием инструментов и исследованием их точности отличаются астрометристы, которые занимаются тем, что непрерывно повышают точность регистрации положения звёзд для звёздных каталогов. Астрофизики меньше уделяют внимание точностям, частично компенсируя ошибки всевозможными системами калибровок. Белопольский, обладая незаурядными инженерными способностями, относился к своей аппаратуре, как дотошный астрометрист. Своим ученикам он приводил примеры из разных отраслей науки, показывающие, как работа над тщательными измерениями была вознаграждена открытиями новых областей исследования и развитием новых научных идей.

И ещё одно важное качество: Белопольский очень высоко ставил астронома-наблюдателя. Он считал, что сначала должна быть определена астрономическая задача и только специально для решения этой задачи должен быть создан или приспособлен соответствующий инструмент. Такое целенаправленное отношение редко встречается среди астрономов, которые в основном требуют универсальных инструментов, а затем сокрушаются, что ту или иную важную астрономическую задачу невозможно решить с помощью уже готовой техники. Это, однако, не исключает точку зрения тех, которые допускают случайные открытия в науке.

Особенно часто своим ученикам Белопольский напоминал знаменитое высказывание Деви: «Хороший эксперимент (в астрономии — наблюдение) имеет больше ценности, чем глубокомыслие такого гения, как Ньютон».

Его подход — сначала астрономическая задача, а потом инструмент — присутствовал и у академика А. А. Михайлова[69], сумевшего создать уникальный термостабильный инструмент и при полном солнечном затмении измерить отклонение луча в поле тяготения Солнца величиной в две секунды дуги. Строгое изучение распределения ошибок в системе оптических измерений унаследовал у Белопольского и известный астрофизик, академик Г. А. Шайн[70].

Принципиальное отношение к создаваемому наблюдательному инструменту, заранее обдуманное требование к средствам наблюдения перенял у Белопольского и Виктор Амазаспович. Когда он заказывал для метрового «Шмидта» Бюраканской обсерватории особую диспергирующую систему — призмы с малым углом, он планировал получить недоступные другим инструментам малодисперсионные массовые спектры слабых галактик в ультрафиолетовой области спектра. Такая прозорливость в выборе средств наблюдений принесла свои плоды — на этом телескопе было обнаружено большое количество активных галактик и квазаров с «ультрафиолетовым избытком» в их спектре.

Пулковская обсерватория и впоследствии пыталась держаться на передовых позициях астрономической науки. Она всегда была генератором новых идей в астрономической технике. Здесь были разработаны и изготовлены оригинальные конструкции астрометрических инструментов. Отдел радиоастрономии разработал проект и руководил строительством уникального 600-метрового радиотелескопа РАТАН-600[71] (С. Э. Хайкин[72], Н. Л. Кайдановский, Н. А. Есепкина, Ю. Н. Парийский, Д. А. Корольков, Ю. Л. Шахбазян, A. И. Копылов, О. В. Шиврис и др.). В 1960-х годах в Пулкове была разработана и запущена стратосферная автоматическая астростанция с диаметром главного зеркала кассегреновского телескопа в один метр для морфологического и спектрального исследования Солнца. На этой стратосферной станции были получены изображение фотосферы с рекордной разрешающей силой и спектры солнечных гранул и пятен (В. А. Крат, В. М. Соболев, Ю. Л. Шахбазян, В. И. Корепанов, Л. А. Комионко, Ю. С. Музалевский, В. Н. Карпинский и др.). В Пулкове работали основоположник отечественного телескопостроения Н. Г. Пономарёв[73] и член корреспондент АН СССР, выдающийся оптик Д. Д. Максутов[74].