Если бы мы с вами и знали в достаточной мере латынь – излюбленный язык ученых прошлого, – то все равно вряд ли бы смогли прочесть эту запись. Ведь даже Кеплер, современник и друг Галилея, ошибся при расшифровке. Сам же Галилей, проверив свои наблюдения, указал, что читать ее надо так: «Altissinnun planetamter geminum observavi». Что в переводе означает: «Высочайшую планету тройною наблюдал».
Сатурн тогда считался самой дальней, высочайшей планетой Солнечной системы, и ученый думал, что открыл два спутника. Однако через несколько лет «спутники» эти вдруг таинственно пропали, и Галилей было засомневался в сделанном им открытии. Теперь-то мы знаем, в чем тут дело: время от времени кольца Сатурна поворачиваются к Земле точно в профиль и из-за своей малой толщины перестают быть видимыми. Но Галилей-то этого не знал…
Первым, кто обнаружил «спутники» Сатурна после того, как их потерял Галилей, был известный голландский ученый Христиан Гюйгенс. Заодно он догадался, что Галилей видел вовсе не спутники, а сплошное околопланетное кольцо.
Позднее в кольце был обнаружен небольшой промежуток. Впервые заметил его Дж. Кассини. По его имени промежуток и носит ныне название – щель Кассини. Еще через несколько лет были обнаружены щель Энке и «креповое кольцо» – располагающееся ближе всего к Сатурну, очень узкое и прозрачное. С той поры астрономы чаще говорят не о кольце, а кольцах Сатурна. Последуем и мы их примеру.
Почти сразу же после того, как кольца были обнаружены, ученые стали гадать, из какого они материала. Понятное дело, не из золота. Это ведь не обручальные кольца. Но тогда из чего?
Внимательные наблюдения показали, что через кольца можно видеть звезды. Значит, они прозрачные? Стеклянные, что ли?.. Такое предположение показалось наблюдателям маловероятным, и они пришли к выводу, что, скорее всего, кольца состоят из роя отдельных частиц, между которыми имеются достаточные промежутки. Через них-то, эти самые промежутки, и видны звезды.
Расчеты теоретиков подтвердили выводы практиков. Известный английский физик Дж. Максвелл и независимо от него русская женщина-математик С.В. Ковалевская во второй половине XIX века доказали, что кольца не могут быть сплошными – твердыми или жидкими образованиями. И в том и в другом случае они были бы неустойчивы и вскоре распались бы на мелкие части. Устойчивой может быть лишь система, состоящая из множества твердых частиц – камней, астероидов и т. д.
В пользу этого говорили и спектрометрические замеры скорости вращения колец, проведенные в 1895 году русским астрономом А.А. Белопольским и независимо от него американцем Дж. Килером, а также французом А. Деландром. В 1934 году академик Г.А. Шайн, работавший в Симеизской обсерватории (Крым), по спектрам излучения определил: скорее всего, частицы, из которых состоят кольца, покрыты слоем льда или даже целиком состоят из него.
В 1966 году было открыто последнее из ныне известных кольцо Сатурна. Оно настолько удалено от поверхности планеты, что два спутника из девяти – Янус и Энцелад – вращаются внутри этого кольца. Поскольку на движение этих спутников кольцо не оказывает заметного влияния, ученые сделали вывод, что оно достаточно разреженное, частиц в нем не так уж много.
Для порядка все кольца обозначили начальными буквами латинского алфавита, начиная от самого дальнего к Сатурну – А, В, С, D. Но потом было открыто еще три внешних кольца – Е, G, F… И получилась некая путаница – буквы теперь идут не по порядку. Но что тут поделаешь – такова историческая реальность…
Такими данными обладали астрономы, наблюдавшие за Сатурном с Земли. Затем их сведения значительно расширились благодаря данным, полученным от исследовательских зондов.
Прежде всего, строение колец Сатурна оказалось значительно более сложным. Они простираются на 300 тыс. км от поверхности планеты и похожи на концентрические волны, расходящиеся по поверхности воды от брошенного камня. Причем каждое из них, в свою очередь, состоит из множества колечек. Некоторые из «колечек» вовсе не круглые; ширина их может колебаться от 25 до 80 км. Полагают, что столь необычную форму можно объяснить существованием с обеих сторон каждого такого «колечка» небольших спутников.
Еще два «колечка» переплелись друг с другом. Меньшее по размерам и яркости входит, а затем выходит из большего. «Трудно себе было даже представить, что такое возможно в природе, – удивляются исследователи. – “Колечки” противоречат многим законам небесной механики…»
При подлете «Вояджера-1» к Сатурну им были обнаружены еще и радиальные темные «спицы» или «пальцы», которые простираются на тысячи километров и пересекают самые яркие части колец. Так, по крайней мере, эти «спицы» выглядят на одном из снимков, сделанных «Вояджером» сверху. Однако, когда зонд сделал еще один снимок, «поднырнув» под плоскость колец, «спицы» стали выглядеть яркими на потемневшем фоне.
Скорее всего, полагают ученые, такие «спицы» состоят из частиц, которые рассеивают солнечный свет, а не отражают его.
Синий Нептун
Нептун – восьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы – находится как бы в тени Юпитера, Сатурна и Урана. Долгое время о нем практически ничего не было известно… Даже открыт Нептун был не совсем обычным образом.
Поначалу было замечено, что Уран движется не совсем так, как ему полагается под действием притяжения Солнца и известных в то время планет. Тогда заподозрили существование еще одной массивной планеты и попытались предвычислить ее положение на небе.
Полагают, что у Нептуна также есть кольца
«Мы приходим к выводу о существовании планеты, действующей на Уран и возмущающей его…» Так писал по этому поводу в 1841 году Иоганн Медлер, тогдашний директор Дерптской, ныне Тартуской обсерватории.
Желающих «поохотиться» за новой планетой оказалось довольно много. Летом 1843 года молодой астроном Джон Адамс принимается за вычисления. Он проделывает их 6 (!) раз, пока их точность не удовлетворила ученого. В сентябре 1845 года он показывает их директору Кембриджской обсерватории Джеймсу Чэллизу, известному своей дотошностью.
Тот нашел расчеты настолько важными, что посоветовал Адамсу тут же переправить их в Гринвичскую обсерваторию, где в то время условия наблюдения были намного лучше, чем в Кембридже. Адамс лично повез бумаги вместе с рекомендательным письмом профессора Чэллиза, но не застал директора Гринвичской обсерватории Джорджа Эри дома. Тот уехал на несколько дней во Францию.
В октябре Адамс снова приехал в Гринвич и снова не застал Эри. Правда, теперь тот отсутствовал всего пару часов, но когда Адамс пришел снова, слуга сказал ему, что королевский астроном обедает и тревожить его нельзя. Обиженный Адамс решил, что его не хотят принять, и уехал в Кембридж. Так завершился второй акт нашей драмы.
А пока Адамс пребывал в обиде, такие же расчеты проделал и французский ученый Урбен Леверье. Получив первые результаты, он тут же их опубликовал. И в ноябре статья попадает на стол того самого Эри. Тому, правда, не удалось самому приняться за наблюдения – погода в Англии стояла уж совсем скверная. Но он дал знать о расчетах многим астрономам. Среди них был и немецкий ученый Иоганн Галле.
