Виталий Севастьянов - Загадки звездных островов. Книга 2 (сборник)

Оксана Перфилова

26 апреля 1781 года в Лондонском королевском обществе Вильям Гершель сделал доклад об открытом им 13 марта новом небесном теле. Доклад назывался: "Сообщение о комете". Так началась история открытия и изучения планеты Уран, история, полная недоразумений, сюрпризов и драматических ситуаций.

Правда, в роли кометы Уран выступал недолго. Летом этого же года петербургский академик Андрей Иванович Лексель, рассчитав орбиту нового небесного объекта, объявил, что Гершель открыл не комету, а седьмую планету солнечной системы. По его расчетам, новая планета в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля, а период ее обращения равен 84 годам. Новой планете дали имя древнего бога Уран.

Все вроде бы встало на свои места, вот только Уран заметно отклонялся от пути, по которому согласно расчетам он должен был следовать. Это была первая загадка Урана, решить которую астрономам удалось только через шестьдесят пять лет. Поначалу никто не мог помять, в чем тут дело, но в конце концов пришли к выводу, что нужно искать за Ураном еще одну планету.

Иоганн Мэдлер, директор обсерватории в Дерпте (ныне город Тарту), в своей книге "Популярная астрономия", изданной в 1841 году, писал по этому поводу: "Мы приходим к выводу о существовании планеты, действующей на Уран и возмущавшей его. Мы можем даже выразить надежду, что в некотором будущем математический анализ реализует свой наибольший триумф — открытие, сделанное глазами разума там, куда непосредственно взор человека не в состоянии проникнуть". Пророчество Мэдлера вскоре осуществилось. Ур-бен Леверрье, знаменитый французский астроном, теоретически предсказал место на небе, где надо искать неизвестную планету, а в 1846 году профессор Галле и его студент Аррест именно там и нашли новую планету. Назвали ее Нептун.

Дальнейшее изучение Урана шло без потрясений. Выяснилось, что атмосфера его состоит в основном из водорода, гелия и небольшой примеси метана. Самая высокая температура на обращенной к Солнцу стороне примерно минус 220 градусов. Плоскость экватора Урана в отличие от других планет наклонена почти перпендикулярно к плоскости орбиты, так что он вращается "лежа на боку".

Период вращения Урана вокруг оси точно не установлен. Одни исследователи считают, что сутки этой планеты равны 10,8 земного часа, по другим данным — 15,57 часа и даже около 24 часов. Такое резкое различие в оценке периода вращения объясняется не только трудностями наблюдений Урана. Оказалось, что его видимая поверхность вращается с разными скоростями, так же, как на Юпитере и Сатурне, быстрее всего вращаются экваториальные районы.

Не так давно американский астроном Бэдфорд Смит обнаружил, что атмосфера планеты простирается значительно дальше, чем полагали, и окружена тонкими облаками из замерзших кристаллов метана. Сделал он это открытие при помощи очень чувствительного электронного устройства на приборах с зарядовой связью.

Обычно изображение Урана получается с затемненными краями, и поэтому точно измерить диаметр планеты не удавалось. На фотографии же, полученной с помощью этого миниатюрного устройства, по краям диска видно слабое свечение, по словам Смита, "тонкое, как дымок сигареты на темном фоне". По его расчетам, радиус планеты оказался равен 27 900 ± 500 километров, а не 25 900, как считали раньше.

Изображение было настолько четким, что Смиту удалось даже измерить сплющенность Урана — полярный и экваториальный радиусы; на фотографии хорошо видны более плотные возле полюса облака замерзшего метана.

10 марта 1977 года Уран преподнес сюрприз. Многие обсерватории готовились к этому дню, чтобы наблюдать затмение Ураном не очень яркой звезды. Астрономы надеялись в течение часа получше рассмотреть атмосферу планеты и уточнить ее диаметр.

Но события развернулись совсем не так, как предполагали. По словам Джеймса Эллиота, руководителя группы астрономов, которые находились в этот момент на борту летающей обсерватории НАСА, за несколько минут до затмения звезды они пережили настоящее потрясение. Самописцы, записывавшие интенсивность света от звезды, внезапно метнулись к нулю, а затем вернулись в нормальное положение. Первой мыслью было, что испортилось оборудование. Затем они помяли, что происходит что-то загадочное. Но что?

Спады и подъемы повторялись пять раз, один продолжался три секунды, остальные примерно по секунде каждый. С противоположной стороны (когда звезда выходила из-за Урана) происходило то же самое. Сначала Эллиот предположил, что это пояс маленьких лун. Но ведь свет был не полностью затемнен, а лишь ослаблен на 50–90 процентов. Тогда он понял, что это могут быть только кольца Урана.

После анализа наблюдений, сделанных другими обсерваториями, Эллиот пришел к выводу, что Уран имеет пять колец, состоящих из мельчайших темных частиц. Каждое из четырех внутренних колец, которые он назвал альфа, бета, гамма и дельта, может быть шириной в 10 километров, а внешнее, эпсилон, — около 100 километров. И тут выяснилась странность кольца эпсилон: оно затемняло свет звезды на 90 процентов, тогда как остальные кольца только на 50. Кроме того, в одном месте его внутренний край ближе к планете на 600 километров.

Джеймс Эллиот сделал попытку объяснить эту странность: "Внешнее кольцо выглядит наиболее загадочным, так как не кажется круглым, оно может быть наклонным, может иметь форму эллипса, а возможно, здесь вообще не одно, а два кольца. Но чтобы выяснить это, нам, пожалуй, придется ждать 1986 года, когда "Вояд-жер-2" доберется до Урана".

Однако одно предположение ученого вскоре подтвердили Кит Мэтьюз и Джерри Нейбауэр из Калифорнийского технологического института, впервые получившие непосредственное изображение колец Урана. На фотографии загадочное внешнее кольцо выглядит действительно эллиптическим и неодинаковой ширины. "Внизу" оно толще, а "вверху" совсем тонкое, в какой-то мере его можно назвать подковообразным. Большая эллиптичность и разная ширина эпсилон-кольца позволили астроному Петеру Голдриху вычислить период вращения Урана: по его вычислениям он равен 15 часам. Масса его, считает Голдрих, эквивалентна массе спутника 20 километров в поперечнике.

Что же известно на сегодняшний день о кольцах Урана? Что они существуют, отражают света меньше, чем чернейшая угольная пыль и… что они загадочны. Теоретически предполагается, что ширина колец меняется, а ширина внешнего кольца вообще в одной точке может обращаться в нуль.

Из чего состоят кольца? Неизвестно, Но гипотез несколько. Некоторые астрономы считают, что кольца состоят изо льда. Большинство же убеждено, что из темных частиц, по своей природе похожих на поверхность Оберона и Титании — самых больших спутников Урана. А по мнению известного американского астронома Ван Фландерна — из газа. Его интересная гипотеза объясняет некоторые странности колец.