ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ УРАНА, ЕГО СПУТНИКОВ И КОЛЕЦ

Борислав Славолюбов

Третья по величине планета Солнечной системы, Уран виден с Земли как звезда 6 звездной величины. С 1690 года астрономы несколько раз отображали его в качестве звезды на своих картах. Однако открыт как планета он был лишь около 200 лет назад, спустя почти два века после изобретения телескопа, музыкантом и любителем астрономии Уильямом Гершелем.
Гершель был выходцем из Германии, в возрасте 19 лет, спасаясь от набора в армию, эмигрировавшим в Англию. После многих невзгод и лишений он приобрел известность как музыкант-исполнитель, композитор и преподаватель музыки в приморском курортном городе Бате недалеко от Бристоля. Кроме музыки страстью Гершеля была астрономия.
Разочаровавшись в приобретенном в 1773 году небольшом рефлекторе с фокусным расстоянием 2,5 фута, он собственноручно изготовил рефлектор длиной почти 2 метра и диаметром главного зеркала в 20 см. И с помощью своего нового инструмента начал в 1775 году обзор всего неба, видимого из Бата. В перерывах между уроками музыки Гершель шлифовал металлические зеркала для телескопов, вечерами давал концерты, а ночи проводил за наблюдением звезд.
Закончив обзор всего неба, Гершель решил повторить его. 13 марта 1781 года он изучал расположение звезд в районе созвездия Тельца. Одна из звезд в пределах этого участка показалась ему странной - вместо яркой точки она имела вид небольшого диска, поэтому в дневнике наблюдений он сделал такую запись: "необычного вида - либо звезда, окруженная туманностью, либо комета". Гершель посчитал, что открыл новую комету, и направил письмо в Королевское общество. Спустя 2 месяца петербургский академик Андрей Лексель вычислил параметры орбиты этого небесного тела, показавшие, что оно вращается вокруг Солнца по кругу, радиус которого в 19 раз превышает радиус орбиты Земли. Полученная орбита больше походила на планету, чем на комету. Стало ясно, что впервые с вавилонских жрецов в Солнечной системе была открыта новая планета.

Вновь открытое небесное тело Гершель предложил назвать планетой Георга в честь правившего в то время в Англии короля Георга III. Однако это имя не прижилось, а общепринятым стало другое название - Уран, предложенное в год открытия планеты немецким астрономом Иоганном Боде, считавшим, что необходимо продолжить историческую традицию названий планет из древнеримской мифологии во внешних частях Солнечной Системы. Благодаря открытию Урана Уильям Гершель смог стать профессиональным астрономом, а затем и крупнейшим астрономом-наблюдателем в истории. В том же году, когда был открыт Уран, Гершель был избран членом Лондонского Королевского общества и получил степень доктора Оксфордского университета. Король Георг III, сам большой любитель астрономии, присвоил исследователю рыцарский титул сэра и в 1782 году назначил его Королевским астрономом, а помогавшую ему в наблюдениях сестру Каролину - помощником Королевского астронома. Им было определено пожизненное ежегодное жалованье в 200 и 50 фунтов стерлингов. Король также выделил средства для постройки обсерватории в Слау, к западу от Лондона, неподалеку от своего Виндзорского замка.
Спустя шесть лет, в 1787 году, Гершель открыл два крупнейших спутника Урана Оберон и Титанию - объекты 13-14 звездной величины. Еще два спутника были найдены в 1851-м преуспевающим ливерпульским пивоваром Уильямом Ласселлом - выдающимся британским астрономом-любителем Викторианской эпохи. Наконец, в 1948 году американский астроном Джерард Койпер нашел самый маленький из пяти главных спутников - Миранду.
Первые четырех спутника получили свои названия не от первооткрывателей. Имена им дал в XIX веке сын Уильяма Гершеля, Джон Гершель, который и сам являлся одним из виднейших астрономов мира. В нарушение астрономической традиции, требующей брать названия для планет и спутников из мифологических сюжетов разных народов, спутники получили имена персонажей из произведений английских литераторов - Шекспира и Попа. Самый яркий среди спутников Урана - Ариэль получил имя доброго, светлого духа воздуха - персонажа, встречающегося и в пьесе Шекспира "Буря", и в поэме Попа "Похищение локона". Соседний с ним спутник - Умбриэль, вдвое темнее, был назван именем злого, темного духа из той же поэмы Попа. Два наиболее крупных из спутников Урана - Титания и Оберон получили имена королевы фей и ее супруга, короля добрых духов из пьесы Шекспира "Сон в летнюю ночь".

Уильям Гершель (1738-1822)	Джон Гершель (1792-1871)

10 марта 1977 года произошло покрытие Ураном одной из звезд, видимое на южной частью Индийского океана западнее Австралии. Основной целью наблюдения этого явления было изучение атмосферы Урана, например ее плотности и состава. Наиболее удачное наблюдение смогла провести Летающая обсерватории им. Койпера, размещенная на крупном самолете. Начав наблюдение с помощью крупного телескопа (диаметра зеркала 91 см), еще до покрытия звезды Ураном был совершенно неожиданно зафиксирован спад яркости длительностью в минуту. Затем наблюдалось еще 4 затмения на меньшем расстоянии от планеты в течение нескольких секунд. После затмения планеты звезда вновь испытала те же 5 странных затмений. Другие обсерватории подтвердили наблюдение самого длительного спада в яркости.

Летающая обсерватория им. Койпера	Джерард Петер Койпер (1905-1973), в честь которого была названа "летающая обсерватория"

Стало понятно, что Уран окружает целая система из темных, узких колец. Кольца были названы первыми буквами греческого алфавита в порядке удаления от планеты - Альфа, Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон. Внешнее - Эпсилон - расположено в 52 тыс. км от центра Урана. Оно либо более мощное, чем другие кольца, либо составляющие его глыбы расположены ближе друг к другу, поскольку оно ослабило свет звезды на 90%, а внутренние кольца - не более чем на 50%. Наблюдение следующего покрытия позволило открыть еще 4 кольца, доведя общее количество обнаруженных колец до 9.
После открытия колец наблюдалось свыше 200 покрытий звезд планетой, в результате которых изучены свойства и уточнены радиусы его колец. Было обнаружено, что кольца имеют заметные эксцентриситеты, наклон к орбите и различную ширину, причем наиболее широкая часть находится в наиболее удаленной части кольца. Стабильность и узость колец создало много вопросов для теоретиков. В 1985 году было обнаружено, что расположение колец подчиняется резонансным соотношениям. Ученые выдвинули гипотезу, что между внешней границей колец и Мирандой существует несколько неоткрытых спутников, и даже сумели предсказать радиусы орбит шести предполагаемых спутников в области 50-70 тыс. км от планеты.
Историческим шагом в изучении Урана стал пролет мимо планеты автоматической межпланетной станции "Вояджер-2".

ПОСЛЕ "ВОЯДЖЕРА-2"

В земные телескопы Уран выглядит как диск размером в 8 угловых секунд. Поэтому после пролета Вояджера-2 по-настоящему качественные снимки были получены лишь 14 августа 1994 года, когда планета впервые попала в объектив космического телескопа им. Хаббла.
Используя Wide Field Planetary Camera 2, впервые после Вояджера удалось непосредственно наблюдать яркое кольцо Эпсилон.

Дальнейшие наблюдения на Хаббле позволили пронаблюдать и все открытые спутники. Обследование внешних областей поля тяготения планеты с крупных наземных телескопов позволило в 1997-2003 открыть 9 спутников размеров 190-10 км. Благодаря новым открытиям Уран в 1997-1999 годах был лидером по числу открытых спутников.
В декабре 2005 году было объявлено, что на снимках Хаббла 2003-2005 года обнаружены 2 новых слабых кольца располагающихся между кольцом Эпсилон и орбитой Миранды, и 2 новых спутника. Найденные кольца были также обнаружены на некоторых снимках Вояджера-2. В ходе анализа положений спутников на снимках с 1994 года было отмечено незначительно изменение орбит внутренних спутников, что говорит о нестабильности их орбит.
Одно из редчайших явлений наблюдалось 8 сентября 2001 года. В этот день крупнейший спутник Урана - Титания - затмил слабую звезду HIP 106829. Это редчайшее явление (по расчетам ученых, бывающее раз в 5000 лет) наблюдалось на узкой полосе, проходящей через Эквадор, Колумбию, Венесуэлу, Испанию и Португалию. Как и предполагалось ранее по снимкам Вояджера-2, было определенно, что на спутнике отсутствуют даже следы атмосферы (нижняя граница давления у поверхности 0,03 микробар).

В целом можно сказать, что система Урана остается наиболее малоизученной среди газовых гигантов в Солнечной системе на сегодняшней день. Однако до сих пор нет ни одного даже эскизного проекта космической миссии к Урану.

Использованные источники:
NASA'S HUBBLE DISCOVERS NEW RINGS AND MOONS AROUND URANUS
Фотожурнал НАСА
Журнал "Вокруг света", Открытый дважды

Уран

наверх

к оглавлению