Клайду и его более именитым коллегам из обсерватории Лоуэлла название понравилось, и они предложили его Американскому астрономическому обществу и Королевскому астрономическому обществу Англии. Обеим организациям название пришлось по вкусу. Астрономы из Лоуэлловской обсерватории считали, что это имя просто идеально подходит для планеты и не только потому, что оно соответствует традиции называть планеты по именам богов из классической мифологии, но также и потому, что первые две буквы «ПЛ» совпадают с инициалами их основателя и покровителя Персиваля Лоуэлла.
2. Плутоновый андеграунд
Плутонофилы
С наступлением в 1960-е гг. эры непосредственных исследований планет они, когда-то бывшие всего лишь точками света, смутно поблескивающими в окуляре телескопа, стали настоящими мирами, которые можно было разведывать и изучать с помощью новых мощных приборов и методов, в том числе тех, которые использовали для исследований нашей родной планеты Земля. В этих мирах были камни и лед, рельеф, погода, облака и климат. Таким образом, их изучением занялись геологи, метеорологи, специалисты по изучению магнитосферы, химики и даже биологи. Несмотря на всю сложность, такие исследования особенно привлекали предприимчивых и авантюрных ученых, которые были в состоянии решать новые сложные задачи на стыке различных дисциплин. Так возникала новая, отдельная область знаний — планетология.
Из всех планет лишь самый отдаленный и труднодостижимый Плутон оставался скрытым в тени таинственным миром, особенно сложным для изучения. Но планетологи любят непростые наблюдения и головоломки, а Плутон обеспечивал их в огромном количестве. Ученые стремятся узнать новое и сделать свой вклад в знания. И благодаря множеству тайн Плутона возникло новое научное сообщество решительно настроенных любителей этой планеты. Жаждущие новой информации ученые разрабатывали все более сложные телескопы и другие более совершенные приборы для того, чтобы разобраться в том, что могли увидеть издалека, с поверхности Земли.
Первое, что удалось узнать о Плутоне с помощью примитивных инструментов, доступных после его открытия в 1930 г., — это размер и форма его орбиты, которая по сравнению с орбитами уже известных в то время планет была просто огромной и чрезвычайно странной. Некоторые думают, что Солнце очень далеко от Земли. Так, в сущности, и есть: до него 150 млн км. Когда мы слышим об этом, наш мозг с трудом может представить что-то, кроме очень, очень большого числа. Поэтому обычно используют аналогии и, если уменьшить Землю, к примеру, до размеров баскетбольного мяча, то Солнце окажется на расстоянии почти 9 км от нее. Но орбита Плутона в среднем находится в 40 раз дальше от Солнца, чем орбита Земли, что в том же самом баскетбольном масштабе означает: Плутон находится в 354 км от мяча!
На таком огромном расстоянии гравитационное влияние Солнца намного слабее, и планеты обращаются гораздо медленнее. В результате на один оборот вокруг Солнца Плутону требуется 248 лет. Только подумайте об этом: примерно один плутонский год назад капитан Кук отплыл в свое первое путешествие из Англии, и прошла всего треть этого года с тех пор, как Клайд Томбо первым заметил точку — Плутон, — которая сместилась в рамке блинк-компаратора в обсерватории Лоуэлла.
К тому же орбита Плутона имеет большой эксцентриситет, то есть его эллиптическая орбита более вытянута, чем орбита любой планеты, расположенной ближе к Солнцу. Из-за этого со времени его открытия и до конца 1980-х гг. Плутон медленно двигался внутрь системы, все больше приближаясь к Земле и Солнцу. В 1950-х гг. его возрастающая яркость и новые инструменты для более точного измерения блеска астрономических объектов впервые позволили измерить кривую блеска Плутона — то, как его яркость меняется при вращении вокруг оси. Из этого анализа удалось выяснить, что существует регулярная пульсация — усиление и уменьшение яркости, которые имеют периодичность ровно 6,39 земных суток. Установив этот медленный постоянный ритм, ученые выяснили продолжительность суток на Плутоне. Тогда как Земле требуется 24 часа для одного оборота, Плутон вращается со сравнительно небольшой скоростью, и сутки длятся в 6,4 раза дольше, то есть они продолжительнее, чем на любой другой планете, за исключением Венеры и Меркурия.
С совершенствованием технических средств в 1970-х гг. астрономы-планетологи также сумели записать первую приблизительную спектрограмму Плутона — определить зависимость его яркости от длины волны. Выяснилось, что в целом планета имеет красноватый оттенок.
В 1976 г. астрономы-планетологи из высокогорной обсерватории на Гавайях обнаружили в спектре Плутона слабые отпечатки следов замерзшего метана (замерзшего природного газа!), который находился на его поверхности[5]. Это стало первым свидетельством того, что поверхность планеты имеет поистине экзотический состав. Ученые, обнаружившие метан на Плутоне, поняли, что открытие может дать важную информацию о размерах планеты, которые в то время были еще неизвестны. Все, что исследователи знали на тот момент, — это то, сколько света в целом отражает Плутон. Из этого можно было вывести его размеры, если знать — или предполагать, — какую долю солнечного света отражает его поверхность. Поскольку замерзший метан хорошо отражает свет, его открытие означало, что Плутон, скорее всего, маленький.
Далее, в июне 1978 г. Джеймс «Джим» Кристи, астроном из Военно-морской обсерватории США, обнаружил «дефекты» на некоторых своих фотографиях Плутона. Были ли это какие-то реальные детали рельефа или просто недостатки изображения? Кристи заметил, что у звезд на тех же фотографиях подобных дефектов не было, они имелись только у Плутона. Тогда он проанализировал время, которое проходило между появлениями дефектов, и нашел знакомый период — 6,39 земных суток, один оборот Плутона вокруг своей оси! Другие наблюдатели, оповещенные Кристи, обнаружили то же самое. Таким образом, он открыл, что у Плутона есть спутник, который находится близко к планете и обращается по орбите с периодом, который точно совпадает с сутками на Плутоне. Позже этот спутник назвали Хароном (в англоязычных странах чаще всего произносится как Шарон), в честь лодочника из греческой мифологии, перевозившего мертвых в подземное царство повелителя загробного мира Плутона. Такой выбор названия также позволил Кристи назвать спутник Плутона созвучно с именем своей жены Шарлин. В конце концов, ученые ведь тоже люди[6].
Открытие Джеймсом Кристи Харона стало кладезем информации о Плутоне. Тщательные наблюдения за изменениями положения и яркости спутника позволили вычислить размер его орбиты. Это, а также законы физики, наконец, решили трудный вопрос о массе Плутона, и результат оказался несколько неожиданным. В то время как Лоуэлл, Томбо и многие из тех, кто исследовал Плутон вслед за ними, ожидали увидеть планету приблизительно земной массы или даже тяжелее, оказалось, что масса Плутона составляет примерно 1 / 400 от массы Земли. Вместо того чтобы оказаться очередным гигантом, как Нептун, Плутон был меньше всех ранее открытых планет.
И на этом сюрпризы не кончились. По сравнению с Плутоном Харон был огромным, его масса составляла около 10 % от массы Плутона; эта пара буквально сформировала двойную планету — первую в Солнечной системе! До открытия Харона это явление было совершенно неизвестно научному сообществу. С каждым разом, когда мы узнавали о нем что-то новое, Плутон становился все более экзотическим.
Но помимо того, что открыл нам Харон, с ним была связано нечто, очень удобное для ученых. Когда Харон обнаружили, оказалось, что его орбита скоро займет весьма необычное пространственное положение: в плоскость орбиты Харона попадет Земля. Да, это звучит странно — и на самом деле это странно. Поскольку наклон орбиты Харона остается постоянным, пока Плутон медленно оборачивается вокруг Солнца, иногда (но только в течение короткого периода времени) Харон, с нашей точки зрения, оказывается в положении, когда он снова и снова проходит прямо перед Плутоном, а потом оказывается за ним. Такое идеальное расположение складывается всего на несколько земных лет за весь 248-летний период обращения Плутона по своей орбите. Удивительно, но такое удачное положение по одной линии как раз предстояло буквально через несколько лет после открытия Харона. Таким образом, благодаря удачному стечению обстоятельств с точки зрения находящихся на Земле наблюдателей вот-вот должны были начаться переменные затмения планеты и ее недавно обнаруженного спутника. Это явление оказалось просто научной удачей, благодаря которой мы многое узнали о далеком Плутоне и его крупном спутнике Хароне.
По расчетам ученых, эти затмения должны были начаться приблизительно в 1985 г. и продолжаться в течение шести лет. Во время этого «сезона взаимных событий» затмения происходили каждые 3,2 суток, то есть один раз за половину орбитального периода движения Харона (6,4 суток). Они позволили впервые определить размер и форму обоих небесных тел и дали множество дополнительных подсказок по поводу яркости поверхности, состава, цвета и наличия возможной атмосферы Плутона и его спутника. В коллекции странных счастливых совпадений тот факт, что Харон был открыт как раз перед тем, как начался сезон взаимных затмений — в конце концов, следующая их серия состоится только спустя более 100 лет, — стоит в одном ряду с тем, что положение планет, пригодное для большого путешествия, возникло как раз тогда, когда люди могли использовать эту возможность, создав космический аппарат.
Одним из любителей Плутона, которому довелось наблюдать эти взаимные затмения, был Марк Бюи, еще одно дитя космической эпохи, которого во времена его юности глубоко потрясли черно-белые телевизионные изображения людей во взлетающих ракетах. Будучи студентом колледжа, он подхватил «инфекцию» исследований Плутона и так от нее и не излечился.