Царство Солнца. От Птолемея до Эйнштейна - Айзек Азимов

Однако и это было не все. Самая  увлекательная история о спутниках еще не  рассказана.

ПОСЛЕДНИЙ ВЗГЛЯД И УДАЧНАЯ  ДОГАДКА

В этой истории участвует американский  астроном Лсаф Холл. Начало жизни у Холла было трудное. Когда ему было тринадцать лет, у него умер отец, и Холлу прошлось  бросить школу, чтобы помогать семье. После  этого он занимался самообразованием,  приобретая знания как получалось — то тут, то там.

Однако Холл был твердо намерен стать  астрономом и в 1857 г. (в возрасте двадцати восьми лет) отправился в Кембридж (штат Массачусетс), чтобы стать ассистентом  Бонда в обсерватории Гарварда с жалованьем в три доллара в неделю (Бонд открыл Гиперион, один из спутников Сатурна).

Стремление Холла было непоколебимым. В 1863 г. он проявил себя так, что его  сделали профессором астрономии  Военно-морской обсерватории Соединенных Штатов в Вашингтоне. Например, в 1876 г. Холл  открыл белое пятно на поверхности Сатурна и с его помощью показал, что Сатурн  делает оборот вокруг своей оси за 10¼ часа. После отставки в 1895 г. он вернулся в  Гарвард, на этот раз в качестве профессора  астрономии.

Но его самое впечатляющее открытие было сделано тогда, когда он работал в  Вашингтоне.

Хотя к 1877 г. были известны четыре  спутника у Юпитера, восемь — у Сатурна,  четыре—у Урана и один — у Нептуна, ни одного спутника, за исключением нашей собственной Луны, не было обнаружено ни у одной из внутренних планет. У Меркурия и Венеры спутников не было, у Земли была только Луна. У Марса тоже не было спутников.

Очевидно, что, если у какой-то из этих планет и имелись неоткрытые спутники, они должны были быть совсем  крошечными, чтобы остаться незамеченными. И уж если у Земли не было открыто второго спутника, его, скорее всего, и не  существовало.

Что до Меркурия и Венеры, то, когда они располагались очень близко от Земли, то находились между нами и Солнцем, так что их не было видно. А когда они  становились ясно видны — в период наибольшей элонгации, — то оказывались очень далеко от нас. Следовательно, было бы крайне трудно обнаружить небольшие спутники, которые у них могли бы оказаться (до  наших дней не открыто ни одного).

А вот с Марсом дело обстояло иначе. Он подходил к Земле близко — на 55  миллионов километров, — и тогда Солнце не  мешало его рассматривать.

Конечно, Марс достаточно редко  приближается к Земле на 55 миллионов  километров. Его орбита имеет некоторый  эксцентриситет, и степень приближения зависит от того, на какой части орбиты находится Марс, когда его догоняет Земля. В 1877 г. Земля должна была догнать Марс в той  точке, где их орбиты максимально сближались, и Марс должен был оказаться к Земле  ближе, чем в любое другое время в течение тридцати лет. Холл решил, что это время великого противостояния подходит для того,чтобы тщательно рассмотреть всю область вокруг Марса и раз и навсегда решить  вопрос о его спутниках.

Холл начал свой поиск в начале августа, на довольно большом расстоянии от Марса, и систематически продвигался по  направлению к нему. K 11 августа он оказался  настолько близко к Марсу, что его свечение начало мешать наблюдениям. Марс явно не имел спутников. Печально: было бы очень приятно стать открывателем нового  спутника. Однако Холл принял решение и,  вернувшись домой, сообщил о нем жене.

И тогда, как рассказывают, миссис Холл сказала: «Попробуй понаблюдать еще одну ночь!»

Ради миссис Холл он согласился  провести наблюдения еще одну ночь. Он  отправился обратно, посмотрел в телескоп — и там что-то оказалось!

К несчастью, собрались облака, и  Холлу пришлось выжидать еще пять дней, пока ему не представилась новая возможность продолжить наблюдения. 16 августа он  снова посмотрел — и увидел спутник, а 17  августа нашел еще один. У Марса оказалась не одна луна, а две. Холл назвал их  Фобос и Деймос, по именам сыновей Марса из греческих мифов. «Фобос» по-гречески  значит «страх», а «деймос» — «ужас»:  достойные сыновья бога войны. Фобос и Деймос оказались двумя самыми странными спутниками во всей Солнечной системе. Во-первых, они были самыми мелкими объектами из всех, которые были к тому  времени открыты. Внутренний спутник имел диаметр 18 километров, а внешний — всего 7 километров. Неудивительно, что раньше их не видели!

Во-вторых, их расстояние до планеты было меньшим, чем у всех остальных  спутников системы. Внутренний спутник отстоял от поверхности Марса всего на 5400 километров, а внешний — на 21 500 километров. Они  походили на две больших горы, которые  оторвались от поверхности Марса и стали носиться вокруг него.

Самым странным у этих спутников было их движение. Деймос, внешний спутник,  обращается вокруг Марса примерно за 30  часов, двигаясь с запада на восток. Однако сам Марс вращается вокруг своей оси с  запада на восток примерно за 24½ часа. Это значит, что Деймос почти успевает за  вращением Марса. Наблюдатель с  поверхности Марса увидел бы, как он встает на востоке и очень медленно движется на  запад. От восхода до захода Деймоса  проходит примерно 60 часов.

Еще более странно то, что Фобос,  внутренний спутник, делает оборот вокруг  Марса за очень короткий период: 7 часов 40  минут. В действительности он обходит вокруг Марса быстрее, чем Марс поворачивается вокруг своей оси. Фобос постоянно  догоняет марсианскую поверхность, так что человеку, стоящему на Фобосе, показалось бы, что Марс вращается в обратную сторону, с востока на запад. А наблюдателю на Марсе показалось бы, что в обратную сторону  вращается Фобос. Он бы всходил на западе и заходил на востоке.

Ни один естественный спутник во всей Солнечной системе, известный к тому  времени или открытый позже, не ведет себя так, как Фобос. Ни один из них не  вращается вокруг другого тела быстрее, чем это тело вращается вокруг своей оси.

А теперь мы подходим к самой  таинственной вещи, которая относится не к астроному, а писателю и книге, написанной за 150 лет до открытия Асафа Холла. В 1726 г. в Англии вышла книга, названная  «Путешествия в  некоторые отдаленные страны света» Лемюэля Гулливера. Оказалось, что ее написал  Джонатан Свифт, и сейчас ее знают как «Путешествия Гулливера».

Возможно, вы ее читали. Если это так, то вы, наверное, помните, что она делится на четыре части. В каждой части Свифт  использует выдуманные путешествия  Гулливера, чтобы высмеивать английское общество. В первой и самой известной части  описываются лилипуты, шестидюймовые карлики. Во второй речь идет о жителях Бробдингнега, огромных великанах. В третьей  рассказывалось о лаиутянах, народе,  интересующемся наукой. Свифт воспользовался возможностью посмеяться над учеными.

Вскользь Свифт упоминает о том, что лапутяне изобрели телескопы, которые  превосходят те, которые имеются в Европе. С помощью этих отличных телескопов они  открыли у Марса два спутника, которых  европейцы не знают. Далее Свифт описывает орбиты и размеры этих лун, и его описания оказались поразительно близкими к тому, что затем обнаружил Холл. В частности, Свифт заявил, что внутренняя луна  вращается вокруг Марса быстрее, чем сама  планета, так что марсианам казалось бы, что она встает на западе и садится на востоке.

Это — поразительное совпадение.  Конечно, Свифт мог рассуждать таким образом. В тот момент, когда он писал свою книгу, было известно, что у Земли есть один  спутник, у Юпитера — четыре, а у Сатурна — семь. Было вполне разумно предположить, что у Сатурна есть еще одна, восьмая, луна, которая где-то прячется, и в этом случае, если бы у Марса оказалось две луны, то получился бы красивый ряд чисел. По мере движения от Солнца, начиная с Земли,  число спутников для каждой планеты будет 1, 2, 4, 8. Затем, луны Марса должны были оказаться маленькими и располагаться  близко от планеты, иначе даже европейцы с их «плохими» телескопами их бы уже  обнаружили.

До этого момента за рассуждениями  Свифта можно проследить. Однако его догадка о том, что Фобос будет всходить на западе и заходить на востоке из-за скорости его  вращения, кажется совершенно  сверхъестественной. Это, несомненно, самая удачная догадка в литературе.

«ЗАДЕВАЮЩИЕ ЗЕМЛЮ»

Сейчас известен тридцать один спутник. У Земли — один, у Марса — два, у  Юпитера — двенадцать, у Сатурна — девять, у Урана — пять и у Нептуна — два. Если «Троянцы» существует еще какие-то, то они настолько невелики, что не представляют никакого интереса. Значит ли это, что все достойные внимания тела Солнечной системы уже  открыты?

Не совсем. Во-первых, остаются еще  малые планеты. Как я уже сказал в главе 8, сейчас известно 1500 таких планет, но еще, возможно, остается открыть свыше 40 000. Может показаться, что открытие еще одной или двух не имеет никакого значения — и в большинстве случаев это так. Если малые планеты обычные.