Телескоп открыл у Сатурна одну поразительную особенность, которая резко отличает эту планету не только от его близнеца — Юпитера, но и от всех других миров нашей системы. Особенность эта — загадочное плоское кольцо, свободно висящее вокруг планеты и окружающее её наподобие полей шляпы. Благодаря этому кольцу, видимому для нас лишь сбоку, Сатурн имеет в телескоп чрезвычайно своеобразный вид. Когда 300 лет тому назад Галилей впервые направил на эту планету свою несовершенную трубу, Сатурн показался ему снабжённым по бокам какими-то непонятными придатками, которые великий учёный принял было за самостоятельные планеты. «Это словно два служителя, поддерживающие старого Сатурна на его пути*, — писал тогда Галилей. Долгое время странные придатки Сатурна оставались загадочными, — тем более, что нередко они таинственным образом исчезали. И только спустя полстолетия после первого наблюдения Галилея, сильная труба Гюйгенса разъяснила, наконец, в чем дело. «Сатурн окружён тонким плоским кольцом, не прикасающимся к нему и наклонённым к его орбите», — объявил Гюйгенс. Непонятная изменчивость формы кольца и периодические исчезновения его стали тогда вполне естественны. Во время 30-летнего странствования по обширной орбите Сатурн обращает к нам своё кольцо под разными углами — отсюда и различный вид его. Когда же это тонкое плоское кольцо становится к нам ребром, или когда оно освещается с ребра Солнцем, или же, наконец, когда обращает к нам свою тёмную, неосвещённую часть — во всех этих случаях оно делается совершенно невидимым. Подобные исчезновения кольца могут наблюдаться каждый год по несколько раз.
За 250 лет, протёкшие со времён Гюйгенса, наши знания о Сатурновом кольце значительно обогатились. Астрономы тщательно измерили его во всех направлениях, изучили его движение, а главное — определили его природу. Мы знаем теперь, что Сатурново кольцо — не сплошное, твёрдое, а густой кольцеобразный рой мелких телец, в роде камешков или пылинок, быстро движущихся вокруг планеты, подобно тому, как обращается вокруг Солнца пояс планетоидов. Но, в отличие от последнего, крупинки в Сатурновом кольце расположены гораздо теснее, гуще, так что издали собрание их производит впечатление сплошного тела и даже отбрасывает тень на поверхность планеты. Обломки распределены в этом кольце не равномерно: кольцо расщеплено круговыми щелями, по крайней мере, на три самостоятельных кольца, вращающихся одно в другом и отделённых друг от друга промежутками в тысячи километров. Ширина всех трёх колец в пять раз превышает поперечник земного шара; толщина же их, довольно неравномерная, так мала, что кольца с ребра остаются невидимыми даже в сильнейшие телескопы. В среднем она, вероятно, не превышает ста километров. Значит, толщина колец меньше их ширины в тысячу раз, т. е. примерно во столько же, во сколько раз толщина страницы этой книги меньше её ширины.
Воображаемый ландшафт на одном из спутников Сатурна. — Планета с её кольцами восходит над горизонтом.
Мы сказали, что кольцо Сатурна расщеплено на три, — но есть ещё и четвёртое: самое внутреннее кольцо не резко отграничено с внутреннего края, а слабеет лишь постепенно, оканчиваясь неясной серой полупрозрачной каймой. Мы имеем здесь четвёртое кольцо, называемое «тёмным», «туманным» или «серым». Оно настолько неплотно, что сквозь него видна бывает в телескоп поверхность самой планеты.
Небесный венец Сатурна не висит неподвижно, а довольно быстро обращается вокруг планеты, причём внутренние частицы успевают сделать полный оборот в 5 часов, между тем как у наружного края они заканчивают обращение лишь в 12 часов.
Несколько цифр дадут более определённое представление о размерах и положении Сатурновых колец. Все четыре кольца — три светлых и тёмное — расположены в одной плоскости, под углом около трети прямого угла к орбите Сатурна. Между кольцом и самой планетой остаётся прозор всего в два земных поперечника. Значит, наша Луна раз в 15 дальше от нас, чем край Сатурнова кольца от поверхности планеты. Спутники же Сатурна, не исключая и самого близкого, лежат далеко за внешним краем кольца. Наблюдатель, помещённый на поверхности такого спутника, мог бы увидеть великолепный, единственный в своём роде небесный ландшафт: огромную планету, плывущую по небу внутри исполинского, быстро вращающегося кольца.
Таков, в кратких чертах, мир Сатурна — самого удивительного, самого таинственного из далёких миров нашей планетной семьи.
IX. Уран — «опрокинутый» мир.
Долгое время полагали, что орбита Сатурна представляет собою уже границу солнечного царства, а далее за нею, до неподвижных звёзд, на биллионы километров простирается пустынный мировой океан. Но в 1781 году знаменитый астроном Вильям Гершель, обозревая небо в свой исполинский телескоп, совершенно случайно открыл в этой мнимой пустыне ещё одну планету, которую назвал Ураном. И так как новооткрытый мир расположен почти столь же далеко от Сатурна, как Сатурн от Солнца, то граница нашего планетного царства сразу оказалась отодвинутой на двойное расстояние. Восемьдесят четыре года — почти целый век — должен мчаться Уран в полутёмных пустынях мироздания, чтобы замкнуть свой огромный путь вокруг далёкого Солнца, которое светит для него почти в 400 раз тусклее, чем для нас.
Надо удивляться, что столь отдалённое и скупо освещаемое небесное тело всё же доступно ещё невооружённому глазу: зоркий человек при благоприятных условиях может различить эту планету в виде едва заметной слабой звёздочки 6-й величины. Объясняется это крупными размерами Урана, хотя он и не так огромен, как Юпитер и Сатурн. По объёму он превышает Землю в 55 раз, тяжелее же нашей планеты всего в 14 раз, так что средняя плотность его всего в 2 раза превышает плотность воды; в этом отношении Уран вполне походит на Юпитера.
При страшной удалённости Урана едва удаётся даже в сильнейшие телескопы различить на его поверхности какие-либо подробности. Лишь с большим трудом установлено недавно, что этот далёкий мир вращается вокруг оси в 11 часов, т. е. почти так же, как Юпитер и Сатурн. А изучение спектра Урана приводит к мысли, что он обладает очень плотной и высокой атмосферой, в которой имеются, между прочим, какие-то вещества, отсутствующие в атмосферах других планет.
Уран можно назвать «опрокинутым миром*: ось его вращения не отвесна к орбите и не наклонена под углом к ней, а почти совершенно лежит в её плоскости. Чтобы наглядно представить разницу в этом отношении между Ураном и другими планетами, мы можем сказать, что Юпитер — это волчок, который вертится стоя; Земля, Марс, Сатурн — волчки, вертящиеся наклонно, а Уран — волчок, который вертится лёжа. Поверните земной глобус так, чтобы он одним полюсом прямо обращён был к лампе — и вы сможете сами понять, как необычайно должны складываться на Уране условия солнечного освещения и чередования времён года.
Вокруг экватора этой «опрокинутой» планеты обращаются её спутники, которых мы знаем пока четыре. Нетрудно понять, что система Урановых лун должна представляться земным наблюдателям в довольно странных положениях. И действительно: то мы видим её с ребра — и тогда спутники словно качаются вверх и вниз; то мы наблюдаем её с лица — и тогда они движутся по кругам, как концы стрелок на стенных часах; то, наконец, система Урана представляется нам под большим или меньшим углом, — и тогда спутники кажутся движущимися по более или менее сжатому овалу. В течение одного долгого «года» Урана — т. е. в 84-летний промежуток — весь этот мир дважды становится к нам ребром и два раза обращается к нам «лицом». Время обращения спутников (к слову сказать, довольно мелких — не больше крупных планетоидов) длится от двух до 13 дней. Это единственные луны в нашей системе, которые движутся не в восточно-западном направлении, а, как и сам Уран, в северо-южном.