История всего. 14 миллиардов лет космической эволюции

Сатурн — любимая всеми нами планета — не подарил названия ни одному химическому элементу, зато Уран, Нептун и Плутон представлены в периодической таблице в полной мере. Элемент уран, открытый в 1789 году, был назван в честь планеты Уильяма Гершеля, которую тот зафиксировал всего восемью годами ранее. Все изотопы урана нестабильны, они спонтанно, но медленно распадаются на более легкие элементы, в процессе чего выделяется энергия. Если вам удастся ускорить этот распад за счет «цепной реакции» ядер урана, у вас на руках будет достаточно взрывной энергии, чтобы соорудить бомбу. В 1945 году США взорвали первую урановую бомбу (ее более известное название — атомная бомба) в рамках военных действий, выжигая японский город Хиросиму. В каждом ядре урана содержится 92 протона: так что уран получает награду как самый крупный и тяжелый элемент из встречающихся в природе в естественных условиях, хотя в местах разработки и добычи урана можно найти и следы более крупных и тяжелых элементов.

Раз уж Уран заслужил, чтобы в его честь назвали химический элемент, то и Нептун обделить было бы нехорошо. Однако, в отличие от урана, который был обнаружен вскоре после давшей ему имя планеты, нептуний был получен лишь в 1940 году в ускорителе частиц под названием «циклотрон Беркли»: прошло 97 лет с тех пор, как немецкий астроном Иоганн Галле обнаружил Нептун на том участке неба, на который пророчески указал французский математик Йозеф ле Верье, изучавший необъяснимое орбитальное поведение Урана и пришедший к выводу о том, что за ним расположена еще одна планета. Нептун в Солнечной системе следует за Ураном, и нептуний стоит сразу за ураном в периодической таблице химических элементов.

Физики, изучавшие поведение частиц в циклотроне Беркли, обнаружили еще полдюжины с лишним элементов, не встречающихся в природе. В их числе плутоний, идущий следом за нептунием в периодической таблице и носящий имя Плутона. Он был обнаружен молодым астрономом Клайдом Томбо в 1930 году на фотографиях, сделанных в аризонской обсерватории Лоуэлла. Как и с открытием Цереры 129 годами ранее, волнение научного сообщества было велико. Плутон был первой планетой, открытой гражданином США, и, за отсутствием данных каких-либо наблюдений, был признан планетой, размером и массой в целом соответствующей Урану и Нептуну. По мере совершенствования наших измерительных инструментов размер Плутона становился все меньше и меньше. Наше понимание его истинных размеров не утряслось, пока в конце 1970-х годов не настало время миссий «Вояджера» к окраинам Солнечной системы. Теперь мы знаем, что холодный льдистый Плутон — это самая маленькая планета Солнечной системы, более того, она меньше, чем шесть крупнейших лун этой системы. Как и в случае с астероидами, астрономы позднее нашли сотни подобных объектов в подобных регионах (то есть на окраинах Солнечной системы), которые выполняют орбиты подобно Плутону. Они позволили выделить в отдельный класс ранее не зарегистрированное множество льдистых объектов, которые сегодня называются поясом комет Койпера. Перфекционисты имеют полное право утверждать, что, как и Церера и Паллада, Плутон проскользнул в сетку названий периодической таблицы на ложных основаниях.

Наряду с ураном, ядра плутония радиоактивны. Они легли в основу атомной бомбы, сброшенной на японский город Нагасаки всего через три дня после того, как урановая бомба уничтожила Хиросиму, что поставило точку во Второй мировой войне. Ученые могут применять незначительные объемы плутония, который выделяет энергию стабильно и не очень быстро, в качестве топлива для радиоизотопных термоэлектрических генераторов (сокращенно РТГ) — ими оснащены космические корабли, которые курсируют к окраинам Солнечной системы, где солнечного света уже недостаточно для того, чтобы синтезировать энергию с помощью солнечных панелей. Один фунт[47] плутония создает 10 миллионов киловатт тепловой энергии. Этого достаточно для того, чтобы обычная лампочка горела у вас в прихожей на протяжении 11 тысяч лет чтобы человек «функционировал» примерно столько же. Продолжая черпать энергию из своих запасов плутония, чтобы отправлять на Землю сообщения, два корабля «Вояджер», отправленные в космос в 1977 году, уже давно оставили позади орбиту Плутона. Один из них, находясь на расстоянии от Солнца, почти в сто раз большем, чем расстояние от него до Земли, начал понемногу входить в подлинное межзвездное пространство, покидая тот «пузырь», который создает отток с Солнца электрически заряженных частиц.