«Техника-молодежи» 1979 №2, с.26-27

СЮРПРИЗЫ УРАНА

На фотографии Урана, сделанной ПЗС, обнаружены облака метанового льда, сконцентрированные вблизи полюса. На схеме отмечена ориентация фотографии. На нижнем рисунке пунктиром показан путь звезды относительно Урана.

26 апреля 1871 года Вильям Гершель сделал доклад в Лондонском королевском обществе об открытом им новом небесном теле. Доклад назывался «Сообщение о комете». Так началась история открытия и изучения планеты Уран, история, полная недоразумений, сюрпризов и драматических ситуаций. Правда, в роли кометы Уран выступал недолго. Петербургский академик Андрей Иванович Лексель, рассчитав орбиту нового небесного объекта, объявил, что Гершель открыл не комету, а седьмую планету солнечной системы. По его расчетам, она в 19 раз дальше от Солнца, чем Земля, а период обращения ее равен 84 годам. Новой планете дали имя древнего бога Урана.

Все вроде бы встало на свои места... Вот только новая планета заметно уклонялась от пути, по которому согласно расчетам она должна была двигаться. Некоторое время никто не мог понять, в чем дело, пока не догадались поискать за Ураном еще одну планету. И действительно, обнаружили Нептун.

Дальнейшее изучение Урана почти столетие шло без потрясений. За это время астрономы установили, что атмосфера его состоит в основном из водорода, гелия и небольшой примеси метана. Самая высокая температура на обращенной к Солнцу стороне примерно минус 220° С. Плоскость экватора Урана в отличие от других планет наклонена почти перпендикулярно к плоскости орбиты, так что он вращается «лежа на боку» (его северный полюс обращен прямо к Солнцу). Период вращения Урана точно не установлен, но, по последним данным Р. Брауна и Р. Гуди из Гарвардского университета, получается примерно 15,57 ч. По их наблюдениям, экваториальные районы планеты вращаются быстрее, как на Юпитере и Сатурне.

А совсем недавно астроном Бэдфорд Смит из Аризонского университета обнаружил, что атмосфера Урана простирается значительно дальше, чем полагали, и окружена тонкими облаками из замороженных кристаллов метана. Сделал он это открытие при помощи очень чувствительного электронного устройства ПЗС (прибор с зарядовой связью). Обычно изображение Урана получается с затемненными краями, или, как говорят астрономы, с затемнением лимба, и поэтому точно измерить диаметр планеты не удавалось. На фотографии же, полученной с помощью ПЗС, по краям диска планеты видно слабое свечение, по словам Смита, «тонкое, как дымок сигареты на темном фоне». Радиус Урана оказался равен 27 900±500 км, а не 25 900, как считали прежде. Изображение с осветлением лимба было настолько четким, что Смиту удалось даже измерить сплющенность планеты — полярный и экваториальный радиусы (см. фото).

10 марта 1977 года Уран преподнес грандиозный сюрприз. Многие обсерватории готовились к этому дню, чтобы в 8 ч вечера наблюдать затмение Ураном не очень яркой звезды. Астрономы надеялись в течение часа получше рассмотреть атмосферу Урана и уточнить его диаметр.

Но обнаружили они совсем не то, что ожидали. По словам Джеймса Эллиота, руководителя группы астрономов Корнелльского университета, которые находились в это время на борту летающей обсерватории НАСА, за несколько минут до затмения звезды они пережили настоящее потрясение. Самописцы, записывавшие интенсивность света от звезды, внезапно метнулись к нулю, а затем вернулись к нормальному положению. Первой мыслью было, что оборудование испортилось. Затем они поняли, что происходит что-то необычное. Но что? Спады и подъемы повторялись пять раз, один продолжался три секунды, остальные примерно по секунде каждый. С противоположной стороны (когда звезда выходила из-за Урана) происходило то же самое. Сначала Эллиот предположил, что это пояс маленьких лун, но ведь звездный свет был не полностью затемнен, а лишь ослаблен на 50— 90%. Тогда он решил, что это могут быть только кольца Урана.

После анализа наблюдений, сделанных другими обсерваториями, Эллиот пришел к выводу, что Уран имеет пять колец, состоящих из мельчайших темных частиц. Каждое из четырех внутренних колец, которые он назвал альфа, бета, гамма и дельта, может быть шириной в 10 км, а внешнее — эпсилон — около 100. Но затем выяснилась странность кольца эпсилон: оно затемняло свет звезды на 90%, тогда как остальные только на 50%, а его внутренний край с одной стороны ближе к планете на 600 км.

Астрономы Корнелльского университета Дермотт и Голд, проделав расчеты, предположили, что у Урана не пять колец, а шесть, и странность эпсилон-кольца можно объяснить тем, что это не одно, а два кольца серповидной формы. Дермотт и Голд предложили и теорию происхождения колец.

По их мнению, частицы первоначального облака, расположенного в экваториальной области Урана, под воздействием светового давления Солнца медленно приближались к планете по плавной спирали. Но, попав на орбиты, период обращения которых кратен периоду обращения спутников Урана — Ариэля, Титании и Оберона, — они оказались в ловушке. По расчетам Дермотта и Голда, резонансные эффекты от Ариэля и Титании и от Титании и Оберона должны привести к образованию вокруг Урана шести колец, объединенных в три пары.

Однако другой американский астроном, Айп, считает, что для существования шести колец Урану нужен шестой спутник, еще не открытый астрономами. Пока шла дискуссия, Уран преподнес очередной сюрприз: астрономы Калифорнийского университета обнаружили три новых кольца. Так что теперь их стало восемь.

Каковы же в действительности кольца Урана? Ответ на этот вопрос астрономы надеются получить в 1986 году, когда американский космический аппарат «Вояджер-2» пройдет возле Урана и передаст на Землю сведения об этой планете.