От крошечных астероидов мы перейдем к четырем гигантам — Юпитеру, Сатурну, Урану и Нептуну. Они получили различные титулы, каждый из которых подчеркивает их размеры, — большие планеты, семейство Юпитера, газовые гиганты.
Существует еще одна, последняя планета, Плутон, не включенная в группу больших планет из-за малых размеров и других особенностей.
Название «газовые гиганты», вероятно, лучше всего характеризует «большую четверку», ибо все они имеют низкую плотность. По-видимому, они в основном состоят из газов с незначительными примесями более тяжелых элементов или металлов, характерных для планет земной группы.
Эта теория подтверждается спектроскопическими наблюдениями, свидетельствующими о высоком содержании водорода — самого легкого газа — в атмосферах членов «большой четверки». Этот газ, редкий в атмосферах планет с малой силой тяжести, удерживается «мертвой хваткой» массивных гигантов и образует молекулы двух газов — метана (СН4) и аммиака (NH3).
Считается, что смесь газов должна составлять от 50 до 80 % полной массы газовых гигантов, в то время как общее количество твердого вещества в их ядрах должно быть сравнительно мало. Миниатюрные каменные или металлические ядра могут быть окружены очень толстым слоем льда и твердого аммиака, находящимся под высоким давлением и покрытым полужидким слоем сильно сжатого газового тумана.
Сходство этих четырех планет дополняется другими общими свойствами: низкой средней температурой, высоким атмосферным давлением на поверхности, многочисленными спутниками, достигающими иногда размеров «настоящих» планет, высокими значениями первой космической скорости (минимальная скорость, необходимая для преодоления силы тяжести планеты) и удивительно короткими сутками — следствие быстрого вращения. Однако каждый из них обладает отличительными особенностями. В этой главе мы познакомимся с двумя из четырех больших планет — Юпитером и Сатурном; Уран и Нептун будут рассмотрены в следующей главе. В порядке удаления от Солнца мы начнем с полосатой планеты, находящейся на расстоянии 800 млн. км.
Юпитер
Почти все, что касается Юпитера, самой крупной из внешних планет, способно ошеломить при первом знакомстве. Его экваториальный диаметр — 140 000 км — приблизительно в 11 раз больше земного. По весу Юпитер уравновесил бы 318 таких «гирь», как Земля. В сравнении с Землей его объем фантастичен: потребовалось бы более 1300 шаров каждый размером с Землю, чтобы наполнить пустую полость объемом с Юпитер. Эта громадина вдвое превосходит по массе остальные восемь планет вместе с их спутниками.
Естественно, что сфера гравитационного влияния этого Гаргантюа составляет около половины солнечной системы. Он сбивает кометы с их орбит, крадет астероиды, разорвал Астероидию и обзавелся миниатюрной «солнечной системой», в том числе двумя спутниками, каждый из которых больше Меркурия.
Космонавтам, высаживающимся на Юпитер, следует приготовиться к тому, что они будут весить четверть тонны, так как ускорение силы тяжести равно 2,67 g. На быстро вращающемся экваторе притяжение уменьшается до 2,5 g, а на полюсах вследствие отсутствия центробежной силы и сплюснутости возрастает до 2,84 g.
Пока космический корабль не разовьет тягу в пять раз большую, чем требуется на Земле, он не сможет преодолеть притяжения Юпитера, так как скорость убегания равна 60 км/сек (215 000 км/час). Именно эта невероятная сила притяжения помогла Юпитеру добиться того, чего не удается ни одной другой планете, — «украсть» четыре члена из семейства астероидов и сделать их пасынками вместе с восемью законными спутниками, «родившимися» еще при образовании солнечной системы.
Толщина атмосферы Юпитера 13 000 км — целый диаметр Земли. Юпитер часто называют полосатой планетой, так как в телескоп отчетливо видно по меньшей мере шесть зон, параллельных экватору.
Все эти коричневые, оранжевые и желтые облачные полосы вращаются с разной скоростью…
Загадка 1. Какова действительная скорость вращения твердой поверхности Юпитера, замаскированной вращающимися с разными скоростями атмосферными полосами?
Ни один квадратный миллиметр поверхности Юпитера ни разу не удалось увидеть через массу тумана, который можно сравнить разве только с самыми плотными штормовыми тучами на Земле, наслаивающимися друг на друга ярус за ярусом на протяжении сотен и тысяч километров. Следовательно, нельзя найти какой-либо ориентир, по которому можно было бы судить о вращении поверхности планеты. Поэтому астрономы наблюдают движение деталей наружного облачного слоя, которые позволяют достаточно уверенно определить период вращения, но дают различные результаты в зависимости от широты. Период вращения наружного облачного слоя на экваторе равен 9 часам 50 минутам, на полюсе — на 5 минут больше, а на промежуточных широтах находится между ними. Мы назвали только скорость вращения самого верхнего слоя атмосферы. Что можно сказать о вращении слоев на глубине 3000, 5000, 10 000 км от границы атмосферы? И какова действительная скорость вращения поверхности, находящейся на глубине 13 000 км?[19]Глубина атмосферы Юпитера неизвестна. Можно лишь утверждать, что она находится в пределах от 1000 до 20 000 км . — Прим. ред.
Неожиданные изменения скорости вращения только один из сюрпризов атмосферы Юпитера — настоящего мира чудес.
Загадка 2. Что представляет собой Красное пятно, отстающее от общего вращения?
Впервые Красное пятно наблюдалось в 1878 г. Оно имеет форму огромного овала — 50 000 км на 20 000 км, который внезапно стал красным, выделяясь на светлом фоне южной тропической зоны. Пятно, которое с тех пор периодически то тускнело до розового цвета, то вновь становилось красным, имеет собственную скорость — меньшую, чем скорость вращения планеты на этой широте. Скорость Красного пятна нерегулярно изменяется; иногда оно отстает на 15 минут от среднего периода вращения, а затем движется быстрее.
Сначала считали, что Красное пятно — это облако, выброшенное гигантским вулканическим извержением, позднее — участок атмосферы, окрашенный в красный цвет бромом или окислами азота, но ни одна теория не могла объяснить его длительное существование. В настоящее время полагают, что Красное пятно состоит из полутвердого вещества, возможно пористого, как пемза, и достаточно легкого, чтобы удерживаться в верхней части атмосферы Юпитера, подобно гигантскому плавающему острову. Временами более подвижное, меняющее свои очертания непрозрачное образование — Южное тропическое возмущение — догоняет и как бы обтекает Красное пятно, подтверждая представление о нем как о плавающем в облаках острове.
И, хотя поколения астрономов восхищались этими удивительными атмосферными явлениями, они не имели никакого представления о том мире, который скрыт под толстой атмосферой Юпитера.
Загадка 3. Есть ли у Юпитера твердая поверхность, пригодная для посадки корабля с командой космонавтов на борту?
Некоторые ученые высказывают предположение, что даже в случае неисправности тормозных двигателей космонавты совершат «мягкую» посадку, так как они не встретят твердой поверхности, а будут опускаться через слои газа, сжатого до полужидкого состояния. Если некий гипотетический корабль, достаточно прочный и массивный, совершит посадку на Юпитере, то он будет «тонуть» через все уплотняющиеся слои сжатых газов, похожих на сироп или болотную трясину, и наконец достигнет небольшого твердого ядра на глубине 65 000 км в центре планеты — настоящего газового гиганта.
Другие астрономы наделяют Юпитер небольшим по размерам, таким, как у нашей Земли, железо-каменным ядром, окруженным массивной оболочкой, состоящей из льда, замерзших аммиака, метана и других соединений. Выше все это переходит в жидкую фазу, образующую море глубиной 27 000 км. Между морем полужидких паров и «настоящей» атмосферой нет какой-либо четкой границы. Температура в атмосфере никогда не поднимается выше –130°C.
Эти теории были предложены задолго до проникновения человека в космос и с появлением новых идей и открытий быстро устарели. Саган в 1961 г. изложил новую, революционную теорию, согласно которой Юпитер вовсе не холодный, а имеет типичную для Земли температуру на поверхности и эта твердая поверхность, действительно, существует. Наполнив сосуд аммиаком, метаном, водородом и гелием, чтобы моделировать атмосферу Юпитера, Саган подвергал эту смесь высокому давлению и пропускал через нее ультрафиолетовые лучи. Газы проявили способность к парниковому эффекту, присущему и плотной атмосфере Венеры; температура под ним была 20°C — как в теплый весенний день на Земле.
Интенсивность облучения тщательно устанавливалась не выше той, которую имеют солнечные лучи на поверхности Юпитера, — в 25 раз меньше, чем для Земли, — и все-таки было очевидно, что прошедшая через атмосферу лучистая энергия аккумулируется и нагревает поверхность Юпитера значительно выше предела замерзания.
Эти искусно поставленные эксперименты опровергают теорию «замерзшего» Юпитера. Они свидетельствуют в пользу теплого Юпитера с морями настоящей воды, с привычной нам почвой и погодой с дождями, вспышками молний и раскатами грома.
Дальнейшие рассуждения Сагана способны поразить самое богатое воображение.
Загадка 4. А что, если Юпитер вовсе не холодный и бесплодный, а теплое царство цветущей жизни, более многообразной, чем на любой другой планете?
«Атмосфера Юпитера очень похожа на первичную атмосферу Земли, в которой появились живые организмы». Это ошеломившее астрономов заявление было сделано Саганом в 1961 г. В современной биологии принимается, что солнечные ультрафиолетовые лучи, проникавшие в первичную атмосферу Земли несколько миллиардов лет назад, вызывали химические реакции между метаном, аммиаком и свободным водородом с образованием простых органических соединений. Последние случайным образом объединялись в более сложные комбинации, до тех пор пока наконец не появились первые «живые молекулы». Случайно и вместе с тем неизбежно эволюция жизни началась.
Если допустить, продолжает Саган, что парниковый эффект обеспечивает на Юпитере характерную для Земли температуру 20°, то вполне вероятно, что подобным же образом в обширных океанах Юпитера зародилась жизнь. Он подсчитал, что существовавшие до возникновения жизни органические молекулы образовывались с огромной скоростью — около двух килограммов на квадратный километр в год. Поскольку площадь поверхности Юпитера приблизительно в 120 раз больше, чем Земли, полный вес органического раствора должен выражаться астрономическим числом. Азимов, писатель-фантаст и профессор биохимии Массачусетского университета, оценивает полную массу живых организмов в грандиозных океанах Юпитера в 1/8 массы Луны, что составляет 80 миллиардов тонн.
Но многие астрономы считают, что Юпитер холоднее, чем предполагает Саган, так что вся вода должна замерзнуть. В таком случае океаны будут состоять главным образом из аммиака NH3, ядовитого для земных организмов, а в воздухе будет недостаточно поддерживающего жизнь кислорода.
Все это отнюдь не обязательно должно сделать жизнь невозможной, и в этой связи возникает необычная астробиологическая загадка.
Загадка 5. Процветает ли на Юпитере «аммиачная» жизнь?
Эту гипотезу защищает Фирсов (Британское королевское астрономическое общество). Он утверждает, что, помимо кремниевой жизни (см. гл. III), возможен другой тип организмов, также совершенно отличный от земных видов. Подобно тому как наши организмы, основанные на углероде, используют воду и кислород, на Юпитере эти вещества могут быть заменены аммиаком и азотом.
Говоря языком химии, жидкий аммиак — прекрасный растворитель и может служить основной «биожидкостью», в полном подобии с водой. Аммиачная «кровь», богатая питательными веществами, была бы столь же эффективной, как и наша кровь. Аммиачные животные дышали бы азотом, их мышцы получали бы энергию так же, как при дыхании кислородом.
Рассматривая возможность существования животных, Фирсов полагает, что гигантский Юпитер, если он обитаем, населен, как это ни парадоксально, карликовыми видами с короткими толстыми телами и мощными ногами, которые позволяли бы выдерживать силу тяжести, почти в три раза превышающую земную. У существ размером с человека центр тяжести расположен так высоко, что они не могли бы сделать на Юпитере ни одного шага, не упав при этом. (Напротив, на планетах с низкой силой тяжести, например на Меркурии и Марсе, живые существа могут беспрепятственно достигать большого роста. Биологи принимают за аксиому странное, но довольно вероятное положение, что везде во Вселенной, где есть разумные существа, чем больше планета, тем меньше населяющие ее особи, и наоборот.)
Фирсов, Саган и другие астробиологи не настаивают на том, что на Юпитере существует жизнь. Они просто отмечают, что прежние представления, основанные на таких сомнительных данных, как чрезвычайно низкая температура, могут быть ошибочными; теплый климат и аммиачные моря могли бы сделать Юпитер убежищем жизни.
Итак, царь планет, колоссальный по размерам, возможно, окажется приютом для скрытой облаками жизни, более многообразной, чем на сотне земель. Космические зонды и экспедиции космонавтов помогут разгадать эту загадку.
Сатурн
Из четырех газовых гигантов Сатурн больше всех заслуживает этого названия, так как, несмотря на гигантские размеры (экваториальный диаметр около 120 000 км), уступающие лишь Юпитеру, его масса всего в 95 раз больше земной. (Плотность Сатурна, получаемая делением массы на объем, меньше плотности воды — 0,7.) Астрономы говорят, что если бы во Вселенной удалось найти достаточно большой океан воды, то Сатурн плавал бы в нем. Такая удивительно низкая плотность означает, что Сатурн на 4/5 должен состоять из газов и лишь на 1/5 — из более тяжелых веществ: металлов и скальных пород, сосредоточенных в небольшом ядре. Его атмосфера должна быть намного протяженнее, чем атмосфера Юпитера, глубина которой 13 000 км.
Именно вопрос о толщине атмосферы сразу же приводит нас к одной из тайн опоясанной кольцом планеты.
Загадка 1. Действительно ли твердое тело Сатурна относительно мало и составляет лишь половину видимого нами телескопического изображения?
Прежде всего мы должны принять во внимание разнобой в астрономических данных. Рассматривая в телескоп Марс, мы не видим его атмосферу; когда говорят, что Марс имеет диаметр, равный 6786 км, то имеется в виду только поперечник твердого тела планеты. Если учесть 90 % массы его воздушной оболочки, то диаметр равен уже 6960 км. Однако для Венеры мы приводим значение диаметра видимого изображения, которое включает плотный облачный слой. Учет его толщины (точная величина не известна) уменьшил бы диаметр Венеры на 200–800 км. Величина 12 756 км относится лишь к диаметру твердого тела Земли. С учетом атмосферы ее диаметр превышает 13 000 км.
У далеких газовых гигантов всегда учитывается толщина их протяженных воздушных оболочек, и именно поэтому так высоки значения диаметров. Например, значение диаметра Юпитера — 140 000 км — включает высоту атмосферы — 13 000 км с каждой стороны планеты. Вычитая эти 26 000 км, получим диаметр твердого тела Юпитера — 114 000 км.
Если бы планеты лишились своих атмосфер, то заметнее всего уменьшился бы диаметр Сатурна, толщина атмосферной оболочки которого оценивается от 25 000 до 31 000 км. Если принять среднее значение 28 000 км, то диаметр Сатурна уменьшится вдвое — до 64 000 км. По сравнению с Землей он все равно останется гигантом, но будет уже ненамного больше Урана и Нептуна (относительно тонкие атмосферы которых не так сильно увеличивают действительные размеры).
В популярной астрономической литературе обычно приводится величина диаметра Сатурна с учетом его атмосферы. Затем указывается, что на этой огромной планете, по общему мнению, имеющей диаметр 120 000 км, но относительно малую массу, сила тяжести не столь уж велика — больше земной всего в 1,17 раза; человек весом 70 кг на Сатурне «поправится» на 12 кг и будет весить 82 кг.
Но так было бы лишь в том случае, если бы человек находился на внешней поверхности облачного слоя.
Вряд ли космонавты посадят свои корабли на облака или попытаются выйти для исследования их поверхности, поэтому возникает вопрос…
Загадка 2. Обнаружат ли космонавты на Сатурне бóльшую силу тяжести, чем на Юпитере?
Если принять толщину атмосферы равной 28 000 км, какова будет действительная сила тяжести на твердой поверхности Сатурна диаметром не 120 000, а всего 64 000 км? Сила тяжести зависит от двух факторов — полной массы и расстояния до центра этой массы. Но изменение массы сказывается не так существенно, как уменьшение радиуса, который «концентрирует» поле силы тяжести и быстро увеличивает притяжение на поверхности.
Если теперь принять для наших расчетов уменьшенное значение массы Сатурна (массу атмосферы мы не будем учитывать), уменьшение радиуса примерно в два раза резко увеличит ускорение силы тяжести на поверхности до пугающего значения 2,7 g (по расчетам Форварда). На первый взгляд кажется, что «рекорд», установленный Юпитером, — в среднем 2,67 g, — побит, но на самом деле это не так. Действительно, если все сделанные нами допущения применить к Юпитеру, сила тяжести будет уже не та, что на границе облачного слоя, то есть выше 2,67 g, и вновь побьет рекорд Сатурна. Если же атмосфера Юпитера толще на 7000 км (то есть не 13 000, а 20 000 км), то ускорение силы тяжести на поверхности будет выше 3,0 g.
Прежде чем космонавты отправятся к внешним планетам, астрономы должны покончить с некоторыми своими заблуждениями, в том числе и относительно силы тяжести на поверхности Сатурна, якобы равной 1,17 g. Иначе разгневанные космонавты по возвращении на Землю потребуют объяснить, почему у них подкашивались ноги, когда они ступили на почву Сатурна — ледяной планеты, радиус твердого тела которой почти равен толщине облачного слоя.
Загадка 3. Может быть, Сатурн — «газовый пузырь», лишенный какой-либо твердой поверхности?
Некоторые астрономы считают, что Сатурн вообще не имеет твердого ядра. 20 % твердого вещества Сатурна рассеяно в виде отдельных кусков по заполненному газом объему планеты и нигде не образует твердой поверхности, на которой могли бы высадиться космонавты.
И все же, вероятнее всего, твердое ядро существует, поскольку всякое тяжелое вещество должно погружаться к центру газового шара. Но сжатие газов в недрах планеты может сильнее увеличить среднюю плотность, чем добавление каменистых горных пород или металлов. Поэтому астрономы считают, что если «добавка» твердого вещества на Сатурне включает лишь самые легкие металлы и неметаллы, например литий, бериллий, кальций, магний, кремний и серу, то на какой-то глубине они уже будут иметь меньшую плотность, чем окружающая среда чудовищно сжатых газов, и перестанут опускаться к центру. Такое вещество никогда не сгруппируется в твердое ядро.
Теоретические доказательства того, что Сатурн состоит только из газов, не убедительны, а полное отсутствие твердых веществ невозможно себе представить. Более вероятно, что планета все-таки имеет четко выраженную твердую поверхность, так как многие газы, например аммиак, окислы серы, метан, сжижаются при низких температурах и высоких давлениях. Ниже, где давление еще больше, они затвердевают, несмотря на тепло, выделяющееся при сжатии. Кроме того, вода наверняка составляет заметную часть полной массы планеты, а она может существовать не только в жидком, но и в твердом состоянии.
В широко известной модели Вилдта (Йельская обсерватория) Сатурн имеет ядро из железа, олова и цинка радиусом 25 000 км, которое окружено слоем льда, включающего замерзшую воду, аммиак и другие тяжелые газы; ядро покрыто тонкой корой из соединений легких металлов. Там, где кончается этот массивный ледяной шар, начинается газовая атмосфера, простирающаяся на 28 000 км; она-то и определяет полный диаметр Сатурна, который мы наблюдаем с Земли.
Если же на Сатурне имеет место парниковый эффект, как и на Юпитере, то льды в верхней части обширного ледяного покрова расплавлены и где-то под толщей атмосферы всю планету покрывает океан жидкого аммиака.
Кольца Сатурна
За пределами атмосферы расположены кольца Сатурна, за которые эту планету называют «жемчужиной солнечной системы». Система колец начинается приблизительно в 15 000 км от поверхности Сатурна кольцом С, которое затем сменяется последовательно кольцами В и А, причем все они разделены несколькими щелями. Наружный диаметр системы колец превосходит 270 000 км. Если поместить кольца между Землей и Луной, когда последние находятся на минимальном расстоянии друг от друга (356 000 км), то внешние края системы колец Сатурна находились бы лишь в 43 000 км от каждого тела.
Толщина колец не превышает 40 км; большинство ученых считают, что она составляет всего 15 км. Каждые 14,5 лет, когда кольца видны «с ребра», они превращаются в тонкую линию и становятся почти невидимыми. Сначала кольца считали сплошными и твердыми, затем жидкими, но в настоящее время нет сомнений в том, что они состоят из миллиардов крошечных частиц, движущихся по своим орбитам, подобно микроспутникам[20]Невозможность существования сплошных колец доказали Максвелл и С. В. Ковалевская. Сплошные кольца неустойчивы — их разорвали бы приливные силы. — Прим. ред.
. Это подтверждается наблюдениями покрытий звезд Сатурном, так как звезда видна сквозь кольца и при этом происходит лишь небольшое ослабление блеска.
Широко распространенное, но ошибочное представление о происхождении колец сводится к следующему: много лет назад Сатурн имел спутник, который находился в пределах «зоны Роша» на расстоянии менее 2,4 диаметра (около 290 000 км). Внутри этой зоны сила притяжения планеты, как бы «растягивающая» спутник, настолько велика, что разорвала его на множество кусков, рассеявшихся затем в форме блюда и продолжающих орбитальное вращение.
Но зона Роша опасна только для «жидкого» спутника (что соответствовало прежним представлениям о жидких кольцах). Твердый спутник в зависимости от своей плотности и прочности мог бы вращаться значительно ближе к Сатурну, не рискуя быть разорванным силой притяжения. Другое противоречие этой теории выражается в том, что высокое альбедо (69 %) колец указывает на существенную долю (по крайней мере половина) ледяных частиц в кольце, хорошо отражающих свет. Но, вообще говоря, нет никакой уверенности в том, что взрыв «ледяной луны» (подобной «снежным» спутникам Юпитера — Ганимеду и Каллисто) поблизости от Сатурна привел бы к образованию кольца. Тепло, выделившееся при взрыве, превратило бы лед в пар, который быстро рассеялся.
Итак, возникает еще один вопрос…
Загадка 4. Если кольца Сатурна образовались не из взорвавшегося спутника, то каково же их происхождение?
Некоторые ученые нерешительны в своих выводах, высказывая скорее догадки, чем теории.
1. Когда из первичного газо-пылевого сгущения образовался Сатурн, соседнее сгущение подверглось гравитационным возмущениям и не смогло конденсироваться как целое, а распалось на миллиарды мелких сгущений, которые впоследствии составили компоненты колец.
2. Когда-то в незапамятные времена некая комета беззаботно пролетела слишком близко от Сатурна. Ее голове, состоящей из отдельных ледяных и каменных частиц, не нужно было распадаться на куски. Осколки уже существовали, и их скопление просто приобрело форму вращающихся колец.
3. После конденсации сгущения — «зародыша» Сатурна — в планету, вещество которой вследствие сжатия расплавилось, мощное извержение (например, в результате падения огромного метеорита) выбросило в межпланетное пространство брызги лавоподобного вещества и пары со скоростью, меньшей скорости убегания, но достаточной для обращения вокруг планеты. Отброшенное вещество быстро остыло, превратившись в камни и ледяные осколки, которые остались на орбите, подобно нашим спутникам, запущенным при помощи ракет. (К 1975 г., когда будет запущено от 1000 до 5000 спутников, Земля, быть может, тоже обзаведется кольцами, но искусственными.)
Космонавты непосредственно исследуют компоненты колец Сатурна, чтобы установить их состав и происхождение.
Загадка 5. Достаточно ли велики тела в составе колец и достаточно ли близки друг к другу, чтобы служить «станциями» в пределах «верхнего этажа» кольца?
Астрономы могут лишь строить догадки о том, из скольких отдельных частиц слагаются кольца, поскольку, хотя они и знают полную массу колец, средние размеры частиц совершенно неизвестны. Естественно, что чем мельче частицы, тем больше их общее число. Высокая отражательная способность и прозрачность колец указывают, что эти тела, по-видимому, имеют размеры песчинок или более мелких пылевых частиц.
Но некоторые астрономы придерживаются той точки зрения, что такая однородность состава маловероятна и что кольца включают тела различных размеров, возможно даже огромные валуны. Они были бы сравнительно малочисленны и находились друг от друга на больших расстояниях. Их пренебрежимо малое притяжение позволило бы космонавтам перебираться с одной глыбы на другую, совершая гигантские прыжки. Теоретически космонавты могли бы (имея достаточный запас времени, воздуха, пищи и обогреваемые скафандры) «проскакать» поперек всего «блюда» — от внутреннего до внешнего края системы колец, то есть более чем на 60 000 км.
За пределами колец находится система спутников Сатурна, которая превосходит свиту старшего брата — Юпитера — если не по числу, то по размерам спутников. Диаметры всех девяти спутников Сатурна больше 300 км, а Титан с поперечником 5700 км — самый крупный спутник в солнечной системе (хотя и не самый массивный; см. гл. VII). Это единственный спутник, о котором известно, что он имеет свою собственную атмосферу из метана со следами аммиака.
Исследователи Сатурна столкнутся и с другой загадкой, решение которой надо будет искать непосредственно в окрестностях планеты.
Загадка 6. Действительно ли существует Фемида — десятый спутник Сатурна?
Еще не улеглись страсти после открытия в 1898 г. девятого спутника Сатурна — Фебы, а уже новое открытие вызвало волнение среди астрономов: Пиккеринг сообщил, что обнаружил десятый спутник Сатурна. В отличие от Фебы, удаленной от Сатурна на 13 млн. км, новая «луна» была гораздо более близким спутником, всего в 1 460 000 км от Сатурна, а ее период обращения составлял 20,85 суток. В тот год никто больше не видел этого спутника, но репутация Пиккеринга сделала свое дело; открытие было признано, и новый спутник назвали Фемидой.
Но в следующем десятилетии, когда наблюдателям из других обсерваторий не удалось подтвердить открытие и даже сам Пиккеринг не смог вновь его увидеть, возникли сомнения. Со временем таинственный спутник был официально вычеркнут из списка, но Пиккеринг еще долго продолжал утверждать, что он видел нечто, обращающееся вокруг Сатурна.
Блик рассеянного света в его телескопе? Случайная комета? Близкий спутник Гиперион, по ошибке принятый за новую «луну»? Но Пиккеринг был слишком опытным наблюдателем, чтобы его можно было заподозрить в столь грубых ошибках. Единственное логическое объяснение: Сатурн проходил мимо какой-то звезды, которая казалась перемещающейся, тогда как на самом деле планета меняла свое положение среди звезд.
Но этим дело не кончилось. В следующие полвека теперь уже другие астрономы сообщали, что они якобы наблюдали Фемиду в течение коротких промежутков времени, но вскоре теряли из виду трудноуловимый блуждающий огонек. Может быть, это невидимый или темный спутник еще неизвестного нам типа, который отражает свет лишь в особых условиях? Пока небесный секрет остается нераскрытым.
Возможно, школьник, изучающий сегодня астрономию, в будущем, став космонавтом, установит на Титане свой телескоп и найдет эту загадочную «луну».
