Голубая точка. Космическое будущее человечества

Но с Ураном все иначе. Он не похож на другие планеты юпитерианской группы. Уран похож на Землю: он получает очень мало тепла из собственных недр. Мы не вполне понимаем, почему так происходит, почему Уран – во многих отношениях столь схожий с Нептуном – не должен иметь мощного внутреннего источника тепла. По этой причине (но не только) мы не можем сказать, что вполне понимаем процессы, протекающие в недрах этих гигантских миров.

Уран, обращаясь по орбите вокруг Солнца, словно лежит на боку. В 1990-е гг. Солнце грело его южный полюс, именно этот полюс мы и наблюдали с Земли в конце XX в., когда смотрели на Уран. На оборот вокруг Солнца Уран тратит 84 земных года. Так, в 2030-е гг. к Солнцу (и к Земле) повернется северный полюс планеты. В 2070-е гг. Уран вновь подставит Солнцу южный полюс. В промежуточные периоды астрономы наблюдают с Земли в основном экваториальные широты Урана.

Все остальные планеты обращаются на своих орбитах более «вертикально». Не известно, почему ось Урана так странно расположена на орбите; наиболее правдоподобная гипотеза связана с тем, что когда-то очень давно, миллиарды лет назад, Уран столкнулся с блуждающей планетой примерно такого размера, как Земля, имеющей орбиту с очень большим эксцентриситетом. Такое столкновение, если оно когда-либо происходило, должно было учинить настоящий хаос в системе Урана; насколько нам известно, от этого древнего потрясения могли остаться следы, которые мы еще сможем обнаружить. Но поскольку Уран так далек, ему пока удается хранить свои тайны.

В 1977 г. группа исследователей под руководством Джеймса Эллиота, тогда работавшего в Корнеллском университете, случайно открыла у Урана кольца, подобные кольцам Сатурна. Ученые пролетели над Индийским океаном в специальном самолете НАСА (так называемой «Воздушной обсерватории им. Койпера»), чтобы рассмотреть проход Урана на фоне звезды. Такие проходы, называемые «покрытиями», случаются время от времени именно потому, что Уран[33] медленно движется на фоне далеких звезд. Наблюдатели с удивлением обнаружили, что звезда «мигнула» несколько раз непосредственно перед тем, как ее затмила атмосфера Урана, и еще несколько раз – сразу после выхода из-за диска планеты. Поскольку это явление протекало одинаково и до, и после покрытия, данная находка (и большая работа, проделанная впоследствии) позволила открыть девять очень тонких и темных колец Урана, из-за которых планета немного напоминает небесную «мишень» с яблочком в центре.

Астрономы смогли определить с Земли, что вокруг колец Урана пролегают концентрические орбиты пяти его известных спутников: Миранды, Ариэля, Умбриэля, Титании и Оберона. Они названы в честь персонажей шекспировских пьес «Сон в летнюю ночь» и «Буря», а также в честь героев поэмы Александра Поупа «Похищение локона». Два этих спутника открыл сам Гершель. Самый близкий к планете спутник, Миранду, открыл лишь в 1948 г. мой учитель Дж. Койпер[34]. Помню, каким огромным достижением в те годы считалось открытие нового спутника Урана. Впоследствии, изучив в ближнем инфракрасном спектре свет, отраженный от всех пяти спутников, удалось обнаружить на них признаки обычного водяного льда. Это неудивительно – Уран расположен так далеко от Земли, что даже в полдень там не светлее, чем на Земле после заката. Температура очень низкая. Вся вода должна быть замерзшей.

РЕВОЛЮЦИЯ В НАШИХ ПРЕДСТАВЛЕНИЯХ о системе Урана – самой планете, ее кольцах и спутниках – началась 24 января 1986 г. В этот день, спустя восемь с половиной лет пути, «Вояджер-2» прошел очень близко от Миранды, попав в яблочко небесной мишени. Затем гравитация Урана забросила корабль к Нептуну. «Вояджер» передал на Землю 4300 снимков системы Урана, сделанных крупным планом, а также массу других данных.

Оказалось, что Уран окружен поясом интенсивного излучения – этот пояс состоит из электронов и протонов, захваченных магнитным полем планеты. «Вояджер» пролетел через этот пояс, измерив по пути как магнитное поле, так и параметры самих заряженных частиц. Он также зафиксировал целую какофонию радиоволн, генерируемых этими захваченными частицами, несущимися на огромной скорости, – в меняющихся тембрах, гармониях, нюансах, но почти на сплошном фортиссимо. Нечто подобное наблюдалось на Юпитере и Сатурне, а впоследствии ожидало нас и на Нептуне, но каждый мир обладает собственной выраженной темой и контрапунктом.

На Земле магнитные полюса расположены достаточно близко от географических. На Уране магнитная ось и ось вращения отклонены друг от друга примерно на 60°. Объяснить это пока не удается. Некоторые полагают, что мы наблюдаем Уран как раз в тот период, когда северный и южный магнитные полюсы меняются местами (на Земле это также иногда происходит). Другие считают это явление еще одним следствием того мощного древнего столкновения, из-за которого планета завалилась набок. Но ответа мы не знаем.