Коллектив авторов - 100 великих научных открытий

Тайна была раскрыта, и астрономы взялись исследовать другие странности марсианских лун. Оба тела оказались очень маленькими (Деймос примерно в 230 раз меньше Луны, а Фобос — в 128 раз) и вовсе не круглыми, а какой-то непонятной формы. При этом 15-километровый Деймос и 27-километровый Фобос могут похвастать таким сложным рельефом, что любая крупная планета позавидует! Есть у них и горы, и горные цепи, и валы высотой в полтора километра, и кратеры (очевидно, оставленные на память метеоритами). Два фобосовских кратера получили имена Холла и его супруги Стикни, а один из кратеров Деймоса был назван в честь Свифта.

Кроме того, Фобос почти черный и поэтому плохо отражает свет, что роднит его с особой группой метеоритов — углистыми хондритами, состоящими из железа, графита, сажи и всяческих органических соединений. В то же время, по сравнению с «братом», на нем почему-то меньше пыли, оставшейся после столкновений с другими телами, и его кратеры видны лучше. А еще на Фобосе хорошо видны глубокие, широкие и очень длинные параллельные борозды, словно кто-то царапал спутник гигантскими когтями. По одной версии, это шрамы от метеоритных атак; по другой ― результат действия марсианских приливов (но борозды очень древние, им около 3 млрд лет, а приливы случаются постоянно). Еще одна гипотеза предполагает, что Фобос и Деймос некогда были частями одного большого спутника, который распался на кусочки в результате какого-то мощного столкновения. В местах разрыва и остались борозды.

Впрочем, некоторые ученые высказывают догадки, будто Марс давным-давно попросту «выхватил» себе парочку спутников из близлежащего пояса астероидов. Однако тут возникает масса вопросов: почему случайные астероиды выстроились в одну линию вдоль экватора «захватчика» и закружили почти по круговой, а не по вытянутой орбите? Конечно, движение тел могло как-то упорядочиться благодаря сопротивлению атмосферы, но откуда у марсианской атмосферы такое мощное сопротивление, исследователи сказать не могут. Так что луны Красной планеты пока еще полны загадок.

До XVI в. ученые не особо стремились измерять расстояния до звезд, поскольку были уверены: абсолютно все светила — это что-то вроде украшения небесного купола, а так как Земля занимает центральное место во Вселенной, то звезды удалены от нее одинаково. К тому же путь до них слишком дальний — обычными приборами его не измеришь… Разумеется, подобные суждения были ошибочными, и в 1584 г. об этом впервые заявил итальянский ученый-философ Джордано Бруно (1548–1600). Из его труда «О бесконечности, Вселенной и мирах» люди наконец узнали о том, что никакого небесного купола не существует, космос не имеет ни конца ни края, а звезды — подобные Солнцу тела со своими системами планет, расположенные на разных расстояниях от Земли.

Идея объемного, трехмерного космического пространства не сразу нашла отклик в умах консервативных ученых, но все же подтолкнула их к размышлениям о том, как определить, насколько удалена от нас та или иная звезда. И физики, и астрономы бились над этой задачей вплоть до XIX в., но впустую.

В 1572 г. датский ученый Тихо Браге (1546–1601) впервые попытался определить путь от Земли до звезд методом параллакса — то есть зарисовать положение светила на небе в разное время, а затем измерить углы между этими позициями и позицией наблюдателя. Ученый исследовал таким образом 777 светил, но, очевидно, промахнулся с интервалом между замерами для каждой звезды и потому никаких параллаксов не обнаружил. Из этого он заключил: Земля неподвижна, а Коперник со своей гелиоцентрической системой явно что-то напутал. И вообще, разве могут звезды быть настолько далеки и настолько огромны?!

Между тем метод, использованный Браге, был очень эффективным. Если посмотреть на любой предмет сначала одним, а потом другим глазом, мы увидим, что наш объект находится немного в разных местах. Так же и со звездами. Но тут имеет смысл делать измерения раз в полгода — тогда получится, будто мы смотрим на звезду с противоположных сторон земного шара. Визуально светило значительно сместится на небосводе, так что мы сможем измерить угол между собой и двумя звездными положениями, идентичный тому углу, под которым со звезды виден весь диаметр земной орбиты. Чтобы узнать, под каким углом со светила видно радиус этой орбиты — то есть расстояние от нашей планеты до Солнца, — нужно разделить первый угол надвое, и получится тот самый параллакс. По нему вычислить расстояние до звезды уже не сложно, однако в XVI в. об этом попросту не знали…

Примерно через два столетия проблемой удаленности звезд занялся британский астроном Джеймс Брэдли (1692–1762), которому суждено было в будущем возглавить обсерваторию Гринвича. В качестве объекта наблюдений он выбрал звезду Гамма Дракона и целый год следил за ней, исправно зарисовывая смены ее расположения. В итоге оказалось, что звезда постоянно смещается влево-вправо на 20 секунд, однако эта цифра оказалась слишком большой для параллакса. Эксперимент не удался, зато Брэдли сделал вывод, что «неусидчивость» звезды вызвана наложением скорости, с которой распространяется ее свет, на скорость вращения Земли. А значит, Земля таки вертится вокруг Солнца.

Понадобилось еще 100 лет, чтобы усовершенствовать измерительные приборы, а затем повторить попытку. В конце 1830-х расстояния до звезд решили измерить одновременно трое ученых. Одним из них был русский геодезист и астроном Василий Струве (1793–1864), наблюдавший за самой яркой звездой созвездия Лиры — Вегой. Как и следовало, Струве зафиксировал положения Веги с промежутком в полгода и определил, что ее смещение составило четверть секунды, то есть радиус земной орбиты (дистанция между Землей и Солнцем) просматривается со светила под углом ⅛″, или 0,125″, а параллакс равен десятимиллионной части окружности. По расчетам ученого, такой параллакс соответствовал расстоянию в 250 трлн км, или 26,5 светового года (1 световой год — путь, пройденный лучом света за год, — равен 9,5 трлн км). Это было громадное расстояние: обычный самолет преодолел бы его не менее чем за 40 млн лет (если бы, конечно, мог летать в космосе).

По примеру Струве немецкий астроном Фридрих Бессель проследил смещения 61-й звезды Лебедя, которая двигается по небосводу быстрее остальных светил. Чтобы определить параллакс звезды — 0,3 секунды — и расстояние до нее (около 11 световых лет), ученому пришлось провести около четырех сотен измерений. Но на этом он не остановился и измерил удаленность еще 50 000 звезд. Между тем в 1839 г. были обнародованы результаты работы шотландца Томаса Хендерсона, исследовавшего в Южной Африке самую близкую к экватору систему Альфа Центавра. Правда, величина найденного им параллакса (1,16 секунды) оказалась в 1,5 раза выше, чем на самом деле; да и вообще, дальнейшие измерения показали, что угол обзора радиуса земной орбиты со звезды не может превышать 1 секунды.