Юпитер вращается по орбите, следующей после Марса. Он состоит в основном из водорода и гелия. Во внешних слоях юпитерианской атмосферы есть метановые и аммиачные облака. Полосы на Юпитере – это облачные пояса, а Большое красное пятно, хорошо заметное на картинке, – это вихрь, бушующий уже более 300 лет. Сатурн похож на Юпитер, но его окружают величественные кольца. Эти кольца состоят из частиц льда, вращающихся на орбите планеты. Уран и Нептун похожи на них, но не такие крупные. У Урана есть тонкие кольца (как и у Юпитера, но у нас на картинке они не показаны). В 1989 году космический аппарат «Вояджер-2» обнаружил, что на Нептуне также есть огромный вихрь, Большое темное пятно, скорость ветра в котором превышает 2400 километров в час. Повторные наблюдения, выполненные космическим телескопом «Хаббл» пять лет спустя, показали, что Большое темное пятно исчезло.
Планеты земной группы образовались во внутренней части Солнечной системы. Там было достаточно тепло, чтобы легкие элементы, гелий и водород, разогрелись до высоких температур и преодолели гравитацию планет. Газовые гиганты, сформировавшиеся во внешней части Солнечной системы, холоднее, поэтому они удержали свой водород и гелий и получились очень массивными. Планеты земной группы и газовые гиганты – это два разных семейства планет. Их свойства сравниваются в табл. 9.1.
Таблица 9.1. Планеты Солнечной системы
Примечание. Дана температура (в градусах Цельсия) на поверхности твердых планет (весь наблюдаемый диапазон) и в верхних слоях атмосферы газовых гигантов.
Плутон никуда не вписывается. Все эти десятилетия мы просто не обижали Плутон, сохраняя за ним место в компании планет, хотя в глубине души понимали, что ему там делать нечего. Достаточно посмотреть в книги конца 1970-х годов (когда мы наконец определились с размерами и массой Плутона) и 1980-х годов – и сразу видно, что Плутон начинают сравнивать с кометами, астероидами и прочими «отбросами» Солнечной системы. Это были первые предвестники полноценного разжалования Плутона из числа планет.
Орбита Плутона также небезупречна. Во-первых, как уже отмечалось, она пересекает орбиту Нептуна. Планеты так не летают. Никаких но. Во-вторых, его орбита существенно наклонена к плоскости, в которой лежат орбиты всех других планет. Это тоже вопиющий факт. Свойства орбиты Плутона просто неприменимы к орбитам планет. Затем, в 1992 году, на одном из блинк-компараторных снимков удалось заметить на окраине Солнечной системы еще один объект, постепенно перемещающийся со временем, – еще одно ледяное тело за орбитой Нептуна. С тех пор было открыто более тысячи таких объектов. На что похожи их орбиты? Все они расположены за орбитой Нептуна, причем по склонению и эксцентриситету многие из них напоминают орбиту Плутона (эксцентриситет – это мера, характеризующая степень отклонения формы орбиты от окружности). Эти свежеобнаруженные ледяные тела образуют абсолютно новый класс объектов в нашей Солнечной системе. Поскольку все они мелкие и льдистые, как предсказал в свое время Джерард Койпер[9], их совокупность именуется поясом Койпера. Орбита Плутона частично проходит по внутреннему краю этого пояса, как и орбиты большинства других ледяных тел. Теперь стало понятнее, откуда взялся Плутон. У него есть братишки. Дом. Плутон родом из пояса Койпера.
Учитывая, что Плутон – самый крупный из известных объектов пояса Койпера, разве не логично, что первым из всего этого пояса был обнаружен наиболее заметный и яркий представитель? Церера была открыта первой из астероидов – и до сих пор более крупных астероидов не найдено. Сторонники Плутона поначалу настаивали, что он слишком велик, чтобы считаться одним из объектов пояса Койпера. Но он вращается рядом с остальными подобными объектами, имеет такой же состав и схожие орбитальные свойства. Смотрим на пояс Койпера и отмечаем среднее расстояние от каждого из объектов до Солнца, а затем соотносим расстояние с эксцентриситетом. Находим скопление таких объектов, период вращения находится в орбитальном резонансе 3:2 с Нептуном. Это соотношение означает, что за каждые три оборота Нептуна вокруг Солнца такой объект из пояса Койпера успевает совершить два оборота вокруг Солнца – точно как Плутон. Все объекты из пояса Койпера, для которых характерно такое соотношение, называются плутино. Они схожи с Плутоном даже сильнее, чем с остальными объектами из пояса Койпера.
Итак, мы на нашей выставке в Роуз-центре поместили Плутон в одном ряду с другими объектами из пояса Койпера. Мы даже не утверждали, что Плутон – не планета. Просто физические свойства значили для нас больше, чем ярлыки.
Целый год нас никто не трогал, пока 21 января 2001 года в газете New York Times не вышла судьбоносная статья «Плутон – не планета? Только в Нью-Йорке». Написал ее научный журналист Кеннет Чанг:
Памела Кёртис из Атланты прогуливалась по Роуз-центру мимо выставки планет и вдруг… озадаченно почесала бровь. Планет не хватало. Она стала считать по пальцам, припоминая мнемоническую фразу, которую сынишка год назад выучил в школе: «Мама Варит Земляничный Морс, а Юный Сын Уже Не Плачет». Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. «Я всю ее обошла, недоумевая, которая из них потерялась. Плутон! Плутона не хватало», – рассказывает она. «Теперь я знаю, что Юный Сын Уже Не… что? Фраза обрывается», – говорит миссис Кёртис. Американский институт естественной истории тайком исключил Плутон из числа планет… по-видимому, так больше не поступили ни в одном крупном научном учреждении… «Мы не собираемся об этом спорить, – заявил доктор Нил Деграсс Тайсон, директор Хейденского планетария, – кстати, вы довольно внимательны, раз заметили недостачу.
Я старался быть дипломатичным. Мы не говорили «планет всего восемь», или «мы выперли Плутон из Солнечной системы», или «Плутон мелковат, чтобы мы тут, в Нью-Йорке, его ваяли». Нет. Мы просто чуть изменили подачу информации – вот и всё. А газета New York Times устроила нам всенародное судилище.
Статья продолжалась так:
Все-таки странный поступок: по-видимому, музейщики в одностороннем порядке занизили статус Плутона, приравняв его к трем с лишним сотням ледяных глыб, чьи орбиты расположены за Нептуном, в так называемом поясе Койпера.
Да, Плутон вращается там в кругу подобных ему ледяных глыб. Он там живет. Мы узнали об этом в 1990-е годы, когда было открыто множество других ледяных тел, похожих на Плутон. У нас появились новые данные, и мы стали лучше понимать, как устроена Солнечная система.
Автор статьи цитирует моего коллегу, доктора Ричарда Бинзеля, профессора из Массачусетского технологического института, – мы вместе учились в аспирантуре – и Бинзель был расстроен, так как посвятил часть своей научной карьеры исследованию Плутона. В статье он заявил: «Они перегнули палку, разжаловав Плутон, большинство серьезных астрономов их мнения не разделяет». Затем директор отделения планетологии Американского астрономического общества, доктор Марк Сайкс, позвонил в New York Times и сообщил, что собирается в Нью-Йорк, чтобы подискутировать со мной, и пригласил журналистов на эти дебаты. Они согласились. Прислали другого репортера и другого фотографа, чтобы запечатлеть и записать нашу с Сайксом беседу, назначенную у меня в кабинете, а затем дословно процитировали ее в статье от 13 февраля 2001 года. Кстати, мы, захватив с собой фотографа, наведались в галерею, где вывешены модели газовых гигантов, и доктор Сайкс в шутку напал на меня, игриво ухватив за шею. Подпись к снимку гласила: «Доктор Марк Сайкс требует от доктора Тайсона объяснений, почему тот так обошелся с Плутоном на выставке планет в планетарии Хейдена».
Новость попала в Интернет, засветилась на сайте журнала Wired, на сайте boston.com. «Центр усомнился, правомерно ли считать Плутон планетой». Повсюду об этом говорили. Я потратил три месяца жизни на перелопачивание новостей, больше ничего не делая. Вот вам избранные комментарии из чатов:
«Плутон – подлинно американская планета, открытая американцем». Это написал ученый из NASA. Кто-то в этом чате ему ответил: «Романтике не место в науке, ведь романтика – это система, противопоказанная при поисках объективной истины. Национализму тоже не место». Вот еще один комментарий в нашу пользу: «Признаюсь, меня разочаровывает такое сообщество грамотных людей, члены которого упрямо цепляются за устаревшую классификацию, словно астрологи». Хотите разозлить астронома – сравните его с астрологом. Это как вызов на дуэль.
Следующий собеседник постарался выкрутиться: «Лично я считаю, что Плутон заслуживает двойного гражданства». Это был президент комиссии по наименованию планет в составе Международного астрономического союза – он не хотел никого обижать. Еще? «Я не согласен с двойным статусом, поскольку в таком случае проблема станет слишком запутанной для широкой общественности». Это был не кто иной, как Дэвид Леви. Воплощенный кумир всех охотников за кометами. Он открыл более 20 комет, и все они названы в его честь. Даже знаменитая комета, которая врезалась в Юпитер в 1994 году, была открыта с его участием и называлась комета «Шумейкеров – Леви 9[10]». Дэвид Леви переживал, что плохо вводить широкую общественность в замешательство. Я думаю, мы ведем немало запутанных исследований, но не должны переделывать науку лишь для того, чтобы не смущать публику. Еще кто-то прокомментировал: «Право, удивительно, что астрофизик Тайсон вообще сунулся в эту область. Я специализируюсь на геологии планет, но разве я вправе лишать Магеллановы Облака их текущего статуса и разжаловать их из галактики – спутника Млечного Пути в обычное звездное скопление… Поэтому я думаю, что Тайсон несет чушь». Это был еще один специалист из NASA.
А вот еще один комментарий: «Вполне представляю себе таких же современников Галилея, которые говорили: “Меня с детства учили, что Земля – центр Вселенной. Почему я должен это пересматривать? Ме