Уран преподносит сюрпризы

Шекспировский уголок Вселенной

Мы уже рассказывали в "Прологе" к этой книге, как У. Гершель вдвое расширил наш "дом", открыв Уран. Впрочем, справедливости ради и не умаляя заслуг этого великого исследователя небес, нужно отдать должное и российскому ученому Андрею Ивановичу (Андерсу-Жану) Лекселю (1740-1784). Этот родившийся в Финляндии швед жил и работал в Петербурге, был членом здешней Академии наук и за свою короткую жизнь внес немалый вклад в астрономию.

Когда Гершель совершенно неожиданно для себя увидел в районе созвездия Близнецов какой-то маленький диск, он сперва решил, что это новая комета. Но края диска были четкими, а не размытыми, как это бывает у комет. Более того, тело двигалось очень медленно, значит, было далеко за орбитой Сатурна, а на таком расстоянии от Солнца комет еще никто тогда не замечал. Да и орбита оказалась почти круглой, а не эллиптической, как пристало бы комете...

Гершель не знал, что и предположить. Тогда слово взял Лексель и во всеуслышание заявил: "перед нами новая планета! Она лежит много дальше от Солнца, чем Сатурн..." Потрясенный мир не сразу привык к тому, что есть планеты и за пределами видимости для самого острого глаза.

...Прошло шесть лет с той ночи, как Гершель обнаружил тело, зачисленное Лекселем в число планет и получившее затем имя Урана. Все это время первооткрыватель не отводил от него взора, вооруженного лучшим по тогдашним меркам телескопом. Естественно, что именно он И января 1787 г. установил, что Уран имеет два спутника. Впоследствии тот из них, что лежит дальше от планеты, получил наименование Оберон, а более близкий стал именоваться Титанией. Традиция черпать имена из античной мифологии здесь, казалось, нарушена: так зовут короля и королеву фей из светлой шекспировской сказки "Сон в летнюю ночь".

Однако Шекспир эти имена тоже не сам выдумал. Еще у Овидия упоминается, что Диану, чтимую латинянами как богиню Луны, звали также еще и Титанией. А Оберон - это французский вариант имени Альбериха - злого владыки гномов в средневековых германских и скандинавских легендах. (Его мы встречаем, в частности, в вагнеровских операх.)

Таким образом мир мифов и сказок был снова почтен и традиции не слишком пострадали. Имена новооткрытым телам дал Лассел, тот самый, что на два дня опоздал с открытием спутника Сатурна Гипериона. Однако в мире Урана его ждал другой, куда более славный и неожиданный реванш. Построив вблизи Ливерпуля собственную обсерваторию, он стал обозревать небеса при помощи отличного телескопа диаметром 61 см. 24 октября 1851 г. еще ближе к Урану, чем Титания и Оберон, Лассел заметил два неизвестных спутника, которым тут же дал названия: Ариэль и Умбриэль^*). Первое из имен заимствовано из шекспировской "Бури" (так там зовут духа воздуха), а второе - у английского поэта XVIII в. А. Попа, описавшего в своей поэме "Похищенный локон" мрачного и горестного воздыхателя, носящего такое имя. Впрочем, Поп произвел имя Умбриэля от латинского слова "umbra", означающего "тень", что звучит довольно уместно в применении к спутнику далекой от Солнца планеты.

^*(Имеются, правда, сведения, что еще 17 апреля 1801 г. У. Гершель наблюдал некое неизвестное тело, которое, весьма возможно, было Умбриэлем, но знаменитый астроном никакой заявки на это открытие не сделал. Лассел же впервые обнаружил Ариэль еще 27 сентября 1845 г., но последующие три года ушли на проверку этого факта. Сам Лассел признавал, что установлением орбиты Умбриэля и Ариэля, а тем самым и подтверждением того, что эти тела являются спутниками Урана, он в значительной мере обязан точнейшим наблюдениям, проведенным в 1847 г. Отто Струве в Пулкове.)

Наконец, уже в наши времена - 15 февраля 1948 г. Койпер, наблюдая в 82-дюймовый (205 см) телескоп обсерватории Мак Дональд, открыл Миранду - пятый спутник Урана, лежащий ближе всех к этой планете. Мирандой зовут героиню шекспировской же "Бури", так что в дальних краях Солнечной системы теперь существует "шекспировский уголок".

Что бросается в глаза, так это необычная компактность и упорядоченность урановой системы по сравнению с системами соседей - Сатурна и Юпитера. Даже самый далекий - Оберон, и тот движется по орбите, отстоящей всего на 22,6 радиуса от планеты. В семье Сатурна примерно на таком расстоянии движется Диона, но ведь за ней еще лежат орбиты не менее пяти или шести спутников, в том числе Титана. Ближайшая же к Урану Миранда вообще не отходит от центра планеты дальше, чем на 130 000 км. Ни один из спутников Урана не позволяет себе покинуть плоскость его экватора. Может быть, Уран и обладает, подобно Юпитеру и Сатурну, далекими от него спутниками, но при нынешней наземной технике наблюдений их заметить пока еще никому не удалось.

Замечательным свойством всех спутников Урана является следующее: орбиты их круто наклонены к плоскости эклиптики (на 98°). Неожиданный факт, что Уран - "волчок, вращающийся лежа на боку", астрономы как раз и определили по такому странному характеру поведения спутников, как бы летающих то "вверх", то "вниз".

Размеры их определять нелегко. В самом деле, об этом можно судить, лишь пользуясь косвенными методами, главным образом фотометрией. Когда Уран занял в небе положение около созвездия Близнецов, появилась возможность сопоставить блеск его спутников с блеском этих звезд. Наблюдатели сделали вывод, что Ариэль имеет звездную величину 13^m,9, Умбриэль 14^m,8, Титания 14^m,0, Оберон 14^m,1, а Миранда вообще не поддалась усилиям ученых. Впрочем, Титания и Оберон тоже "давали уклончивые ответы": в зависимости от точки орбиты, где они находились, эти спутники становились то ярче, то темнее на 0,2 зв. величины.

Если это верно (а некоторые астрономы несогласны, считая, что светимость звезд, избранных для сопоставления, была названа неточно), то самый яркий - Ариэль, выходит, крупнее всех, а это другими данными не подтверждается.

Можно задать и такой вопрос: откуда уверенность, что отражающая способность спутников такая же, как и самого Урана? Такое предположение астрономы делают, как говорится, не от хорошей жизни, отлично понимая, что вряд ли газовая оболочка планеты обязательно обладает тем же альбедо, что и "сработанная" из неизвестных нам, но, очевидно, твердых материалов оболочка ее спутников.

Впрочем, при всех колебаниях специалистов, можно утверждать, что размеры урановых спутников невелики. Крупнейшая из всех, Титания (опять имя пришлось по мерке!), обладает примерно тысячекилометровым диаметром; ее масса - около 0,06 массы нашей Луны. А наименьшая, Миранда, размером всего лишь с хороший астероид: ее диаметр что-то около 240 км, а масса не более одной тысячной доли лунной массы. Общая масса всех спутников Урана, взятых вместе, очевидно, не превышает одной восьмой массы нашей Луны. Конечно, все эти цифры, как и в еще большей мере данные о средней плотности таких далеких тел, во многом представляют собой лишь прикидки и догадки. Недаром же в двух солидных печатных трудах, вышедших с интервалом всего в несколько лет, диаметры Ариэля и Умбриэля указываются с разницей километров в сто; лишь в оценке более крупной Титании оба авторитета сходятся. А в опубликованной недавно НАСА справочной таблице в графах "диаметр" и "плотность" всех вообще спутников Урана стоит честный, но, увы, недоуменный прочерк.

Не зная ни точных размеров небесного тела, ни альбедо, ученые затрудняются судить о составе его поверхности. Но даже скудные данные о ее окраске позволяют отвергнуть мысль, что это нечто подобное лунной каменистой коре.

Крупные спутники Урана - Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания, вероятно имеют кору, мантию и ядро. Что же касается Миранды с ее радиусом, не достигающим и полутораста километров, то там ни о какой дифференциации речи быть не может. Все это, очевидно, позволяет нам с определенной степенью уверенности судить об их внутреннем строении.

Богатая фантазия и та не даст нам представить себе живого "уранянина". Но если бы таковой существовал, то, взглянув на небо, он увидел бы четыре небольшие и быстро перемещающиеся луны. Из них лишь Ариэль, сравнительно близкий и довольно крупный, представлял бы собой не кружочек, а диск с размерами примерно в одну треть нашей земной Луны. Все они, по-видимому, обращены к Урану вечно одной и той же стороной. Из любой точки обращенного к Урану полушария он предстает очень крупным планом. Все же в зеленоватом свете Урана, несмотря на его огромные размеры, будет, может быть, и романтично (хоть сейчас ставь "Сон в летнюю ночь"!), но не очень-то светло: слишком далеко весь этот загадочный мир отстоит от Солнца.