"Комсомольская правда", 21 ноября 1980 г.
ПЛАНЕТА эта в давние времена пользовалась дурной репутацией. Тусклый, приглушенный блеск ее заставлял предполагать, что Кронос, – так называли ее древние греки, – сотворен из свинца. Кронос был богом Времени и Судьбы. Римляне, переименовав всех античных богов, дали ей новое имя – Сатурн.
Начало известной нам истории изучения этой, шестой по счету, планеты семьи Солнца относят к 1610 году, когда великий Галелео Галилей, в радостном нетерпении оглядывая небо в изобретенный им телескоп, обнаружил по бокам тусклой звездочки какое-то неясное, зыбкое свечение. Впрочем, телескоп – слишком громкое название I для скромненькой подзорной трубы, которая давала лишь 30-кратное увеличение. Как ни напрягался Галилей, никак не мог он разобрать, что за странные светящиеся образования превращают шар планеты в «подобие оливы». Очевидно, думал Галилей, два спутника кружат по одной орбите вокруг Сатурна.
Сдержанность истинного ученого боролась в нем с нетерпеливым желанием обнародовать свое открытие. Научная этика того времени позволяла опубликовать анаграмму — тщательно зашифрованное сообщение, ключ к прочтению которого был известен только автору. Если открытие подтверждалось, анаграмма гарантировала приоритет. Если нет – за ошибку не приходилось краснеть. И вот Галилей публикует чудовищное 39-буквенное слово, косноязычное, нечитаемое.
Иоганн Кеплер, чье любопытство могло сравниться только с его феноменальным терпением, после упорнейшей работы, доступной разве что ЭВМ, с некоторыми натяжками расшифровал Галилееву головоломку: «Привет вам, близнецы, Марса порождение», – редчайший в истории науки случай предвидения и ошибки одновременно. Ведь у Марса, действительно, два спутника! Но известно это стало лишь через 250 лет. (Кстати, и Джонатан Свифт в своих «Путешествиях Гулливера» тоже писал о двух спутниках Марса за 151 год до открытия их американцем Асафом Холлом). Кеплер ошибся: Галилей зашифровал совсем другую фразу. Вновь и вновь наводил он свою трубу и уверовался наконец, что действительно видит три небесных тела: Сатурн и два спутника по бокам. И тогда он сам отпер запертую в анаграмме истину: «Высочайшую планету тройною наблюдал». В письме к посланнику великого герцога Тосканы он объяснял: «Когда я наблюдаю Сатурн, центральная звезда кажется мне самой большой; две другие располагаются одна к востоку, другая к западу… Они – словно два служителя, помогающие Сатурну совершать свой путь, постоянно остаются по обе стороны». На зарисовках астрономов тех лет Сатурн похож на человеческий глаз: зрачок посередине овала. Удивительно, но и на символических рисунках древних индийских астрономов Сатурн тоже изображался в виде человеческого глаза, хотя оптические инструменты древних нам не известны, а без них эти детали разглядеть нельзя.
Галилей умер, не узнав, что он ошибался, Через 15 лет после его смерти голландец Христиан Гюйгенс, конструктор гигантских, длиной до 70 метров, телескопов, разглядел: Сатурн находится внутри широкого и плоского кольца. Никогда ничего подобного на небе не видели! Известный французский астроном Камиль Фламмарион говорил: «Сатурн – чудо Солнечной системы». Он не знал, что кольца, правда, не столь грандиозные, есть у других планет – Юпитера, Урана, возможно, и у Нептуна. Кольцо Сатурна поражало воображение людей даже весьма далеких от науки, а уж об астрономах и говорить нечего. Его изучению посвятили себя ученые разных стран: итальянец Джованни Кассини, англичанин Роберт Гук, немец Иоганн Энке, американец Джордж Бонд, русская – Софья Ковалевская. Еще в 1750 году Томас Райт сказал пророческие слова: «Если бы мы смогли увидеть Сатурн через телескоп достаточной силы, мы нашли бы, что кольца его – не что иное, как бесконечное число меньших планет, расположенных ниже тех, которые мы называем спутниками».
Лишь в 1857 году великий английский ученый Джеймс Клерк Максвелл теоретически доказал, что кольцо Сатурна ни монолитным, ни жидким быть не может, а должно состоять из несметного роя твердых частиц. «...Я снова обрушился на Сатурн, – писал страстно увлеченный своей работой Максвелл в письме к другу. – Я уже пробил несколько брешей в твердом кольце, а сейчас окунулся в жидкую среду, погрузившись в мир поистине удивительных символов и обозначений. Вскоре я углублюсь в туманность, напоминающую чем-то состояние воздуха, скажем, во время осады Севастополя...».
Через некоторое время русский астроном Аристарх Аполлонович Белопольский и американец Джеймс Эдуард Килер экспериментально доказали, что Максвелл совершенно прав. В дальнейшем споры возникали лишь по поводу размеров частиц, составляющих кольца: Максвелл говорил о пылеобразном веществе. В 1934 году советский астроном академик Г. А. Шайн после серии тонких наблюдений, проведенных в Симеизской обсерватории в Крыму, доказал, что кольца не могут состоять из пыли. Начатые еще до Великой Отечественной войны работы молодого тогда советского астронома М. С. Боброва завершились защитой им докторской диссертации, в которой он доказал, что наиболее типичны для колец частицы с поперечником в 10 см, но могут существовать как более мелкие частицы, так и глыбы до метра в диаметре. Общая масса кольца, по расчетам русского астронома Германа Оттовича Струве, проведенным в Пулково еще в 1898 году, была в 27 тысяч раз меньше массы самой планеты, а недавно советский теоретик В. П. Трубицын установил, что и эта величина, по-видимому, завышена. Если собрать все камешки, льдинки и глыбы кольца в один шар, он наверняка будет значительно меньше нашей Луны.
Изучение внутреннего строения самой планеты началось с работ Джорджа Дарвина, младшего сына великого Чарлза Дарвина, который показал, что плотность планеты растет с глубиной, что у нее есть ядро. Сегодня ученые считают, что это ядро имеет размеры, близкие к размеру Земли, и состоит из расплавленных тяжелых элементов, таких, как железо, например. Его окружает внешнее ядро с массой, равной примерно 9 массам Земли, состоящее из сжатых летучих веществ в жидком состоянии: метана, аммиака и воды. Основная часть объема Сатурна (83 земные массы) состоит из водорода и гелия, также сжатых до жидкого состояния. А в слоях, примыкающих к внешнему ядру, может существовать удивительное вещество – водород в металлической фазе. Средняя плотность планеты меньше единицы, и, если бы Сатурн можно было окунуть в воду, он плавал бы, как пробка.
В XIX веке было начато спектрографирование Сатурна и, несмотря на некоторые огрехи (например, упорно говорили о некоем газе – иовии – элементе, которого нет на Земле, в общих чертах химический состав его атмосферы был определен верно.
Продолжались исследования структуры кольца. Давно было установлено, что кольцо распадается на несколько колец, как бы вставленных друг в друга. Ночные дозоры астрономов охотились за сатурнианскими лунами, и к на чалу нашего века открыли 9 спутников, что дало право немецкому астроному Вильгельму Мейеру писать, что «небо Сатурна – самое богатое в самое интересное в пространстве, доступном нашей науке».
Однажды Галилей, стараясь вновь рассмотреть «служителей Сатурна» обнаружил, что они исчезли. Он посчитал свои прошлые наблюдении ошибкой и вообще с тех пор перестал интересоваться Сатурном, не зная, что подобные «исчезновения» происходят каждые 15 лет, когда кольцо Сатурна поворачивается к земному наблюдателю своим ребром. (Кстати, в нынешнем году кольцо как раз «исчезло»). Об абсолютной величине толщины колец ученые спорят давно. Американец Франклин, например, полагал, что толщина колец не превышает сантиметра. По мнению Боброва, она достигает почти километра. И в том, и в другом случае это ничтожная величина в сравнении с диаметром кольца. Газетный лист, на котором отпечатана эта статья, относительно толще колец Сатурна. В 1921 году «исчезновение» колец породило слух об их разрушении. Следом моментально возникла другая басня: осколки летят к Земле, грозит столкновение! (Мифологические астроужасы возникают довольно часто. Недавно нам «угрожала»» комета Когоутека, потом «парад планет», вытянувшихся якобы в одну линию, скоро, в 1985 — 86 году, кто-нибудь будет пугать нас кометой Галлея, которая проходит вблизи Земли каждые 76 лет). Именно тогда, когда кольцо становится невидимым и не слепит наблюдателей отраженным светом Солнца, создаются наиболее благоприятные наблюдения над спутниками Сатурна.
В 1966 году Земля трижды проходила через плоскость колец, и парижский астроном Одуэн Дольфус решил, что наступило время прибавить к 9 уже известным спутникам Сатурна какой-нибудь новый. В октябре Дольфус приехал по приглашению Академии наук СССР в Советский Союз, работал в наших лучших обсерваториях, но, увы, ничего не обнаружил и, расстроенный, уехал домой, в Пиренеи, на обсерваторию Пик-дю-Миди. И здесь счастье улыбнулось ему: 15 декабря 1966 года он открыл новый, десятый спутник Сатурна – глыбу диаметром в 340 км. Новогоднюю ночь, отказавшись от традиционного шампанского, Дольфус провел у телескопа, окончательно определил орбиту нового спутника и разослал телеграммы во все обсерватории мира. Через три дня Януса – так назвали новый спутник – разглядели и другие астрономы. А вскоре швед Г. Альфвен высказал предположение, что существует еще один, одиннадцатый, спутник – Энцелад, еще меньший по своим размерам, чем Янус. Расчеты показывают, что почти всю поверхность многих спутников Сатурна покрывает обычный лед, а маленькие, возможно, сами являются просто гигантскими ледяными глыбами.
Из всех лун Сатурна больше всего интересовал ученых крупнейший из его спутников – Титан. Он больше нашей Луны и по своим размерам приближается к Меркурию. Это единственный в Солнечной системе спутник, имеющий собственную атмосферу, по плотности близкую к атмосфере Земли, а главное – температура его поверхности гораздо выше, чем можно было ожидать, благодаря тепличному эффекту этой атмосферы. Может быть, как предполагает планетолог Корнельского университета (США) Карл Саган, именно на Титане мы сможем отыскать жизнь. Может быть, именно Титан станет форпостом землян в их путешествиях к границам Солнечной системы.
НОВЫЙ шаг в изучении Сатурна был сделан 1 сентября прошлого года, когда после 6 лет полета американский межпланетный автомат «Пионер-11» достиг орбиты Сатурна и, пройдя сквозь кольцо, оказался на расстоянии 21 400 км от его облачного покрова.
Проведенные им исследования подтвердили наличие тяжелого ядра Сатурна. Было обнаружено магнитное поле более слабое, чем у Юпитера, напоминающее по своей конфигурации магнитное поле Земли, но в 10 раз больше. «Пионер-11» не «увидел» некоторых структур кольца, но зато открыл в нем новые слои, невидимые с Земли. Исследования «Пионера» подтвердили предположения советского астронома М. С. Боброва: кольца состоят из нескольких слоев частиц, а наиболее вероятные их размеры лежат в пределах нескольких сантиметров. Был обнаружен еще один спутник-малютка диаметром 400 км. Температура частиц, составляющих кольца, около —200 градусов. Сам Сатурн чуть теплее: —178 ±3 градуса. Таким образом подтверждено, что за счет процессов, проходящих в недрах планеты, она излучает в 2,5 раза больше тепла, чем получает от Солнца.
Сейчас в окрестностях Сатурна работает другой американский межпланетный автомат «Вояджер-1» весом 825 килограммов, запущенный в космос ракетной системой! «Титан» – «Кентавр» 5 сентября 1977 года. В марте прошлого года «Путешественник» (так «Вояджер» переводится на русский) изучал Юпитер, а теперь приступил к исследованию Сатурна. Он оснащен широко- и узкоугольными передающими телекамерами, детектором космических лучей, спектрометром, радиометром, магнетометром, фотополяриметром и другой «умной» астрофизической аппаратурой, объединенной в единую систему тремя быстродействующими вычислительными машинами. Полученные Землей данные находятся еще в стадии обработки, но уже сегодня можно сказать, например, что наши представления о структуре колец были несколько упрощены. Большое кольцо Сатурна – это десятки, а может быть, и сотни самостоятельных колец, в плоскости которых могут вращаться сателлиты-лилипуты диаметром до 80 километров. «Вояджер» довел счет спутников Сатурна до 14. К сожалению, «Путешественнику» не удалось разглядеть загадочный Титан: его поверхность прячется под плотным слоем облаков.
…Минимальное расстояние от Земли до Сатурна –около 1.276.570.000 километров. Дух захватывает, когда думаешь о том, в какие дали неоглядные проникает разум человеческий.
Я. ГОЛОВАНОВ, научный обозреватель
«Комсомольской правды».
