Миссис Пикеринг, урожденная Лиззи Уодсворт Спаркс, дочь бывшего президента Гарварда Джареда Спаркса, не помогала мужу с наблюдениями, как миссис Дрейпер, а выполняла роль жизнерадостной и обаятельной хозяйки салона.
Управленческому стилю Эдварда Чарльза Пикеринга была свойственна преувеличенная, но неподдельная вежливость. Пусть финансовые трудности обсерватории вынуждали его платить увлеченным молодым помощникам скудное жалованье, он все равно уважительно называл их «мистер Венделл» или «мистер Катлер». Старших астрономов именовал «профессор Роджерс» и «профессор Серл» и только что не снимал шляпу и не кланялся перед дамами – мисс Сондерс, миссис Флеминг, мисс Фаррар и прочими, приходившими каждое утро выполнять расчеты по итогам ночных наблюдений.
Это так принято, подивилась миссис Дрейпер, – привлекать к вычислениям женщин? Нет, ответил ей Пикеринг, насколько ему известно, эта практика уникальна для Гарварда, где в тот момент работали шесть расчетчиц. Было бы неуместно, признал Пикеринг, подвергать даму тяготам наблюдения в телескоп, тем более в зимний холод, а вот женщин с математическими способностями можно устроить в кабинете для вычислений, где они отлично справляются с этой работой. Селина Бонд, например, была дочерью очень уважаемого первого директора обсерватории Уильяма Кранча Бонда и сестрой его не менее уважаемого преемника Джорджа Филипса Бонда. В то время она помогала профессору Уильяму Роджерсу определять точные координаты (небесную широту и долготу) нескольких тысяч звезд на участке неба над Гарвардом в рамках всемирного проекта картирования звезд под руководством Немецкого астрономического общества. Все безоблачные ночи профессор Роджерс проводил перед большим пассажным инструментом, отмечая время прохождения определенных звезд через тонкие нити в окуляре. Поскольку воздух – даже в ясную погоду – искривлял лучи света, смещая видимое местоположение звезд, мисс Бонд рассчитывала поправку и вносила коррективы в данные профессора Роджерса. Она учитывала также и влияние других факторов, в частности перемещение Земли по орбите, направление ее движения и прецессию оси.
Анна Уинлок, как и мисс Бонд, выросла в обсерватории. Она была старшей среди детей ее изобретательного третьего директора – Джозефа Уинлока, непосредственного предшественника Пикеринга. Уинлок внезапно заболел и скончался в июне 1875 года, в ту же неделю, когда Анна окончила Кеймбриджский лицей. Вскоре она получила место расчетчицы и стала помогать матери кормить семью.
Вильямина Флеминг, напротив, не могла похвастаться фамильными или дружескими связями с обсерваторией. В 1879 году ее наняли в качестве помощницы горничной в квартире директора. У себя на родине, в Шотландии, она преподавала в школе, но обстоятельства – брак с Джеймсом Орром Флемингом, отъезд в Америку и неожиданное исчезновение мужа из ее жизни – вынудили ее «в деликатном положении» искать работу. Когда миссис Пикеринг обратила внимание на способности новой служанки, мистер Пикеринг перевел ее на внештатную должность переписчицы и расчетчицы в другом крыле здания. Едва миссис Флеминг освоила свои обязанности в обсерватории, как из-за приближающихся родов ей пришлось вернуться домой в Данди. Год с лишним после родов она прожила там, а затем в 1881 году возвратилась в Гарвард, оставив сына Эдварда Чарльза Флеминга на попечение своих матери и бабушки.
Организация проектов в обсерватории была совершенно непривычной для миссис Дрейпер. Генри, в силу своего любительского статуса и частного финансирования, был волен делать все, что его интересовало в передовых областях астрофотографии и спектроскопии, а здесь, в Кеймбридже, профессиональные сотрудники ориентировались на более традиционные задачи. Они составляли небесные карты, отслеживали орбиты планет и спутников, определяли траектории комет, а также передавали по телеграфу сигналы точного времени в Бостон, шести железнодорожным линиям и множеству частных предприятий, таких как Waltham Watch Company (производитель часов). Эта работа требовала одновременно скрупулезного внимания к деталям и способности стойко переносить скуку.
Когда 1 февраля 1877 года 30-летний Пикеринг заступил на должность директора, главной его задачей был поиск средств для поддержания платежеспособности обсерватории. От университета она не получала денег ни на жалованье сотрудникам, ни на закупку оборудования, ни на публикацию результатов исследований. Если не считать процентов от университетского фонда и платы за службу точного времени, обсерватория целиком зависела от частных пожертвований и взносов. Со времени последнего запроса на финансирование прошло десять лет. Пикеринг уговорил около семи десятков любителей астрономии вносить ежегодно взносы в размере от $50 до $200 в течение пяти лет и в ожидании их денег продавал с небольшой прибылью сено, накошенное на занимаемом обсерваторией участке площадью шесть акров. (Сено приносило около $30 в год, что позволяло оплатить 120 часов работы расчетчиц.)
Родившийся и выросший в Бикон-Хилл[2], Пикеринг не испытывал сложностей в общении с состоятельной бостонской аристократией и академическими кругами Гарвардского университета. За десять лет преподавания физики в недавно созданном Массачусетском технологическом институте он революционизировал подход к учебе, основав лабораторию, где студенты учились самостоятельно мыслить, решая проблемы в ходе придуманных им экспериментов. Одновременно с этим Пикеринг проводил собственные исследования природы света. Кроме того, в 1870 году он сконструировал и продемонстрировал устройство для передачи звука с помощью электричества – устройство, действовавшее на основе того же принципа, который шесть лет спустя усовершенствовал и запатентовал Александер Грейам Белл. Сам Пикеринг даже не задумывался о патентовании какого-либо из своих изобретений в уверенности, что ученые должны свободно обмениваться идеями.
В Гарварде Пикеринг избрал для исследования тему фундаментальной важности, которую оставляло без внимания большинство других обсерваторий, – фотометрию, то есть измерение блеска отдельно взятых звезд.
Очевидные различия в яркости ставили перед астрономами вопрос, почему одни звезды затмевают другие. Звезды отличались по цвету, явно были разнообразны по размеру и находились на разном удалении от Земли. Древние астрономы сортировали их по шкале от самых ярких звезд «первой величины» до звезд «шестой величины» – предела видимости невооруженным глазом. В 1610 году Галилей разглядел в телескоп множество звезд, невидимых прежде, и продлил шкалу яркости вниз до десятой величины. К 1880-м годам в крупные телескопы, такие как Большой рефрактор в Гарварде, можно было различить звезды до четырнадцатой величины. Однако в отсутствие единых стандартов все оценки величины оставались субъективными мнениями отдельных астрономов. Яркость, как и красота, определялась на глаз смотрящего.
Пикеринг хотел поставить фотометрию на надежную основу, на которую мог бы опереться всякий. Начал он с того, что выбрал из нескольких применявшихся тогда шкал яркости одну – шкалу английского астронома Нормана Погсона, который откалибровал древние значения исходя из того, что звезды первой величины должны быть точно в 100 раз ярче, чем шестой. Таким образом, каждая следующая величина отличалась по яркости от предыдущей в 2,512 раза[3].
В качестве эталона для сравнений Пикеринг выбрал одиночную звезду – Полярную. Некоторые его предшественники в 1860-х годах измеряли блеск звезд в сравнении с пламенем керосиновой лампы, на которое смотрели через булавочный прокол. Для Пикеринга это было все равно что сравнивать яблоки с апельсинами. Хотя Полярная звезда не самая яркая в небе, считалось, что она дает немерцающий свет. Кроме того, она сохраняла неподвижность в пространстве над Северным полюсом Земли, в центре вращения небесной сферы, где ее вид меньше всего искажался воздушными течениями.
