Оказывается, среди множества комет, обращающихся вокруг Солнца, можно выделить несколько групп, или, как их называют, семейств, имеющих почти одинаковые орбиты1.
Одно из таких кометных семейств связано с Юпитером — афелии комет этого семейства, то есть наиболее далекие от Солнца точки орбит, расположены вблизи орбиты Юпитера.
Другое кометное семейство имеет афелии своих орбит сравнительно недалеко от орбиты Сатурна. По-видимому, эти огромные планеты благодаря своему притяжению так воздействуют на кометы, что некоторые из них в конце концов становятся связанными с Юпитером и Сатурном.
Первоначально огромные эллиптические орбиты комет сильно уменьшаются до тех пор, пока кометы не начнут обращаться вокруг Солнца почти с тем же периодом, что и захватившая их планета. К такому выводу приводят законы небесной механики, об этом же говорят и факты.
В прошлом веке было известно, что за орбитой Нептуна на расстоянии 40–50 а. е. от Солнца группируются афелии ряда комет. Поэтому и можно было заподозрить, что на том же расстоянии от Солнца должна находиться неизвестная и, по-видимому, массивная планета.
Точнее говоря, почти одинаковые большие оси орбит.
С другой стороны, выяснилось, что в движении Урана наблюдаются такие неправильности, которые не могут быть удовлетворительно объяснены действием только известных планет.
Значит, можно было предполагать, что эти невязки вызваны притяжением транснептунной планеты. Уран, оказавшись уже однажды в роли сигнализатора невидимого, и на этот раз упорно свидетельствовал о существовании никем еще не наблюдавшейся планеты.
Задача заключалась в том, чтобы по невязкам в движении Урана, пользуясь законами небесной механики, вычислить, где же на небе следует искать новое светило. Эта задача была намного сложнее той, которую решали Леверье и Адамс. Неизвестная планета находилась от Урана дальше, чем Нептун, поэтому и воздействие ее оказалось значительно меньшим. Невязка от транснептунной планеты была в двадцать пять раз меньше, чем от Нептуна. Пропорционально этому возросли и трудности.
Человеку, далекому от астрономии, нелегко себе представить, о каких ничтожно малых величинах идет речь. Теоретическое положение Урана на небе отличалось от наблюдаемого в среднем на 2 секунды дуги. Это составляет почти тысячную долю видимого поперечника Луны и равно углу, под которым человеческий волос виден с расстояния 10 метров!
При любых измерениях всегда неизбежны некоторые ошибки. Поэтому необходимо было учесть и те ошибки, которые происходили при наблюдении Урана, что также осложняло задачу.
Однако желание открыть новый мир было так сильно, что еще в 1878 году астрономы начали поиски транснептунной планеты.
Одновременно с наблюдениями в телескоп производились вычисления возможной орбиты неизвестного небесного тела.
Но проходили долгие годы, а Нептун по-прежнему оставался крайней из известных планет солнечной системы. Новая планета, уверенность в существовании которой была почти повсеместной, почему-то скрывалась от астрономов.
В 1906 году к поискам транснептунной планеты приступил Персиваль Ловелл — знаменитый американский исследователь Марса. В Аризонской пустыне на принадлежащей лично ему обсерватории началось систематическое фотографирование неба. Попутно Ловелл принялся за вычисления наиболее вероятной орбиты неизвестной планеты.
Вычисления продолжались в течение шести лет. Поэтически восторженный пропагандист марсиан и их удивительной техники оказался на редкость трудоспособным вычислителем.
После кропотливых проб и сложнейших расчетов Ловелл опубликовал окончательные результаты. Они были даны в виде небольшой таблички, где указывались числа, характеризующие орбиту транснептунной планеты и ее положение на орбите для некоторого определенного момента.
Ловелл считал, что расстояние планеты от Солнца составляет 43 а. е. При такой удаленности можно было ожидать, что неизвестная планета имеет ничтожно малые видимые размеры и яркость, так что отличить ее среди множества слабых звезд будет нелегко. К тому же, по его расчетам, за час планета должна переместиться (среди звезд всего на 1–2 секунды, что заметить при обычных визуальных наблюдениях в телескоп совершенно невозможно.
Выход был один: получить как можно больше фотоснимков тех участков неба, где должна была находиться орбита транснептунной планеты и затем с помощью точных измерительных приборов попытаться выяснить, не сместилась ли какая-нибудь из сотен и тысяч слабых звездочек.
После опубликования работы Ловелла в 1912 году поиски неизвестной планеты были продолжены обсерваториями всех стран мира с еще большим усердием, чем раньше.
Нептун был обнаружен 23 сентября 1846 года через полчаса после того, как Леверье указал немецкому астроному Галле место планеты на небе. Ловелл не мог повторить этот исторический жест Леверье. Вычисления, произведенные им, были безупречны. Но точность исходных данных была гораздо меньшая, чем у Леверье. Поэтому Ловелл мог указать лишь грубо приближенно тот участок неба, где следует искать транснептунную планету.
Галле, направив телескоп в указанную Леверье точку неба, почти сразу увидел заметный диск Нептуна, рассеявший всякие сомнения. При поисках его неуловимого соседа приходилось внимательно рассматривать тысячи слабеньких звездочек, от которых искомая планета внешне ничем не отличалась.
Снова побежали годы — годы напряженного труда и, увы, безуспешных поисков.
В 1929 году, через тринадцать лет после смерти Ловелла, на его обсерватории был установлен новый инструмент прекрасного качества. Это был 13-дюймовый короткофокусный телескоп, предназначенный специально для фотографирования неба. Если к тому же вспомнить, что местность, где находится Ловелловская обсерватория, отличается исключительно хорошими атмосферными условиями, то легко понять тот энтузиазм, с которым сотрудники обсерватории снова принялись за поиски транснептунной планеты.
С апреля 1929 года возобновилось систематическое фотографирование звездного неба. Снимки каждой области неба повторялись через несколько дней, а затем сравнивались между собой на особом приборе (блинк-микроскопе).
Если на снимках оказалась бы заснятой искомая планета, то ее смещение среди звезд можно было бы обнаружить.
Сравнивал снимки бывший фермер, молодой любитель астрономии Клайд Томбаф, приглашенный на эту работу весной 1929 года. Ему повезло — на снимках от 21, 23 и 29 января 1930 года Томбаф заметил еле различимую звездочку 15-й звездной величины, которая очень медленно перемещалась среди других звезд. Находилась она в 3 градусах 30 минутах от места, предсказанного Ловеллом.
Неуверенный еще в сделанном открытии, Томбаф сообщил о странной звездочке своим коллегам по обсерватории.
С 19 февраля она стала наблюдаться непрерывно до тех пор, пока не скрылась в лучах Солнца. Тогда, убедившись, что действительно открыта новая планета, Ловелловская обсерватория оповестила об этом весь научный мир.
Вскоре после открытия новой планеты обнаружилось, что ее изображения встречаются на снимках, полученных еще в 1921, 1919 и даже в 1914 годах. Но случайные обстоятельства и недостаточно внимательное изучение пластинок помешало найти транснептунную планету еще при жизни Ловелла. Впрочем, эти старые снимки пришлись очень кстати. По ним можно было узнать перемещение планеты за шестнадцать лет и потому сравнительно точно вычислить ее фактическую орбиту.
Вот табличка, по которой вы можете судить, насколько теоретическая планета Ловелла отличалась от реальной.
Из таблицы видно, в чем ошибался Ловелл. Новая планета оказалась значительно меньше и по массе и по яркости, чем он предполагал.
Но сходство открытой планеты с той теоретической планетой, о которой писал Ловелл, несомненно. Не счастливый случай, а настойчивые, продуманные поиски по указаниям Ловелла привели к открытию нового мира. Поэтому астрономическая общественность единодушно приняла предложение Ловелловской обсерватории назвать новую планету Плутоном.
