Скільки планет у Сонячній системі? Сьогодні відповідь на це питання буде не такою, як ще 15 років тому. А все через те, що в далекому куточку нашої Сонячної системи знаходиться Плутон, який потрапив до списку планет лише у XX столітті, а вже у XXI залишив його. Чому ж дев'ята планета виявилась у немилості?
П — значить Персіваль
Шлях до відкриття Плутона проклав американець Персіваль Лоуелл (роки життя — 1855 - 1916). Сьогодні він відомий як астроном, але за життя Лоуелл встиг cпробувати чимало професій. На щастя, походив він із заможної родини бостонських брамінів, що відкривало перед ним безліч дверей, і він не одразу увійшов у ті, які вели до зоряного неба.
Лоуелл отримав математичну освіту в Гарварді і міг би дотримуватися цього шляху. Викладачі відомого університету визнавали, що він мав видатні здібності. Однак перші роки після Гарварду випускник присвятив роботі в сімейному бізнесі, а потім його потягнуло у мандри. Близько 10 років Лоуелл подорожував країнами Далекого Сходу, особливо затримавшись в Японії, про яку написав кілька книг, і в Кореї, де встиг попрацювати дипломатом.
В астрономію Лоуелл прийшов лише на початку 1890-х, повернувшись в США. До цієї науки його підштовхнуло непорозуміння того часу. Річ у тім, що в 1877-му році італійський астроном Джованні Скіапареллі склав карту Марса, на яку наніс розгалужену мережу ліній. Вчений назвав їх canali — «канали» в перекладі. В італійській це слово може описувати як природні утворення, так і рукотворні споруди. Але при перекладі на англійську canali перетворилися на canals. А це слово означає саме канали, побудовані людиною. Труднощі перекладу породили теорію про існування на Марсі розвинутої цивілізації і Лоуелл опинився серед її адептів.
Ідея захопила його настільки, що в 1894-му році він побудував в Аризоні обсерваторію, щоб досліджувати Червону планету. Лоуелл неодноразово спрямовував телескоп на Марс, присвятив йому три книги і безліч статей, стверджуючи, що на власні очі бачив інопланетні канали. Сьогодні ми знаємо, що це була марна справа. Цивілізацій на Марсі немає і не було, а загадкові канали — просто помилка перекладу і оптична ілюзія. На щастя, Лоуелл не зациклився на Червоній планеті і на початку XX століття захопився новою теорією.
Астроном звернув увагу на відхилення в орбітах Урана і Нептуна, провів розрахунки і з'ясував: у Сонячній системі є ще одна планета. Саме вона й впливає на сусідні світи. У Лоуелла були підстави вірити у свою теорію, адже приблизно за 60 років до цього вчені відкрили Нептун, також ґрунтуючись на відхиленнях у орбіті Урана.
У 1905-му році він направив сили своєї обсерваторії на пошуки Планети X — так він назвав таємничий світ, що ховався від людини в темряві космосу. Більше 10 років дослідник не шкодував ані часу, ані коштів, намагаючись відшукати її, але не встиг. Лоуелл помер в 1916-му році, залишивши своїй обсерваторії у спадок $1 млн (понад $20 млн за нинішніми мірками).
Цього мало вистачити на подальші пошуки, але в справу втрутилася вдова Персіваля Констанс. Вона не захотіла втрачати солідний шматок спадщини і спробувала оскаржити заповіт чоловіка. Судовий розгляд тривав більше 10 років і відняв у обсерваторії значну частину коштів, а пошуки Планети X були поставлені на паузу. Відновити їх вдалося лише в 1929-му, але після додаткових грошових вливань і спорудження нового телескопа знахідка не змусила довго чекати на себе.
Хоча Лоуелл заклав теоретичну і грошову основу, честь відкриття нової планети дісталася астроному-самоучці Клайду Томбо. Протягом 10 місяців він фотографував зоряне небо, а потім вивчав пари отриманих зображень за допомогою блінк-компаратора — інструмента, що дозволяє помітити ознаки руху на знімках. 18 лютого 1930-го пошуки Томбо увінчалися успіхом. Він знайшов новий об'єкт за орбітою Нептуна. Втім, представники обсерваторії не одразу оголосили про знахідку — почекали до дня народження Персіваля Лоуелла, 13 березня.
Новина швидко облетіла весь світ, і вже наступного дня по інший бік Атлантики, у Великобританії, народилося ім'я для нового світу. Його вигадала 11-річна Венеція Берні, яка почула про відкриття планети від свого діда, котрий керував бібліотекою в Оксфордському університеті. Вона запропонувала назву Плутон на честь давньоримського бога царства мертвих. Ідея дійшла до астрономів обсерваторії Лоуелла і припала їм до смаку, адже перші дві літери в назві, по суті, були ініціалами людини, завдяки якій сенсаційне відкриття стало можливим. Венеція навіть отримала нагороду в розмірі 5 фунтів.
Це була дійсно гучна подія, адже нечасто з'являється привід переписувати підручники. Подейкують, що відомий аніматор Уолт Дісней назвав пса Плуто, мультперсонажа, який дебютував в 1930-му, на честь нової планети, аби заробити на сенсації. Так це чи ні, але пес, названий на честь стародавнього бога і справді виглядає дивно на тлі мишеняти Міккі або каченяти Дональда.
Однак 15 хвилин слави Плутона минули і у вчених виникли до планети питання.
Падіння Плутона
За оцінками Лоуелла, маса Планети X мала приблизно в 7 разів перевищувати масу Землі. Але вчені досить швидко з'ясували, що Плутон в ці розрахунки не вписується. Вже в 1931-му Сет Ніколсон, астроном з обсерваторії Маунт-Вілсон (США), заявив: маса Плутона становить 0,69—1,19 земної.
У наступні роки астрономи неодноразово оновлювали розрахунки і з кожним разом цей параметр меншав. Крапку в цьому процесі поставило відкриття в 1978 році Харона, супутника Плутона, завдяки якому вчені отримали нові дані, аби більш-менш точно оцінити масу дев'ятої планети. З'ясувалося, що вона становить лише 0,002 земної. Стало зрозуміло, що Плутон не міг здійснювати помітного гравітаційного впливу на орбіти Урана або Нептуна. Він не був Планетою X, а незабаром зазвучали голоси, що поставили під сумнів його статус в Сонячній системі.
«Не схоже, що йому місце серед інших великих планет», — стверджував в 1987-му році Френк Купер, директор планетарію Burke Baker в Х'юстоні.
Деякі вчені навіть почали закликати до того, щоб «понизити» Плутон до астероїда. Але ця ідея зустріла рішучу відсіч. Клайд Томбо, якому в той час було вже за 80, оберігав своє відкриття, стверджуючи, що у Плутона, на відміну від астероїдів, є супутник, а ті, хто хоче змінити його статус, просто женуться за сенсаціями. Планета мала і інших захисників, але що далі, то складніше їм ставало боронити її.
Статус Плутона затріщав по швах в 1992-му році, коли астрономи Девід Джуїтт і Джейн Лу знайшли в околицях Плутона об'єкт 1992 QB1. Це відкриття підтвердило гіпотезу, що за Нептуном існує область, заповнена малими небесними тілами, що являють собою залишки матеріалу, з якого сформувалася Сонячна система. Сьогодні подібні об'єкти називають транснептуновими, а регіон відомий як пояс Койпера.
1992 QB1 став першим «мешканцем» поясу. Точніше, другим, після Плутона. Вчені продовжували відкривати дедалі нові об'єкти регіону і деякий час дев'ята планета виділялася на їхньому тлі розмірами. Але і цьому настав кінець, коли в 2005-му році група американських астрономів відкрила Ериду. Спершу вченим здалося, що вона навіть більша за Плутон, тож цілком могла претендувати на статус планети. Але вона його не отримала. Замість цього астрономічне співтовариство вирішило переглянути свій погляд на те, що взагалі вважати планетою.
Цілий рік кипіли дискусії, кульмінацією яких стало 8-денне зібрання генеральної асамблеї Міжнародного астрономічного союзу (IAU). Учасники пропонували різні варіанти, згідно з одним з них, наприклад, число планет Сонячної системи збільшили б до 12. Очевидно, що його зрештою відкинули. Замість цього IAU ухвалив, що небесне тіло може претендувати на горде звання планети, якщо відповідає трьом критеріям: обертається навколо Сонця, має достатню масу, аби гравітація підтримувала його сферичну форму, а його орбіта була б очищена від дрібніших об’єктів.
Плутон не пройшов перевірку останнім пунктом. Тому його перекваліфікували у карликову планету — звання, яке з ним розділила Ерида і деякі інші небесні тіла, як наприклад, Церера, розташована в поясі астероїдів між Марсом і Юпітером. З цим рішенням погодилися не всі. Захисники Плутона вказували на те, що з усієї світової спільноти астрономів, яка налічувала близько 10 тисяч осіб, за нову класифікацію проголосувало трохи більше 400 вчених.
Одним з найбільш затятих супротивників рішення був і залишається доктор Алан Стерн, планетолог, який керував місією New Horizons — дослідницького апарату NASA, відправленого для вивчення Плутона і Харона в 2006 році, незадовго до того, як дев'яту планету понизили у званні.
Нещодавно Стерн виступав на онлайн-івенті I Heart Pluto Festival 2021, організованому обсерваторією Лоуелла. Під час виступу він зазначив, що IAU, вводячи нову класифікацію небесних тіл, прагнув до того, щоб школярам не довелося запам'ятовувати занадто довгий перелік планет Сонячної системи. «Астрономи злякалися астрономічно великих чисел», — відзначив він парадоксальний факт.
Крім того, він вважає дуже хитким той критерій, через який Плутон зрештою перестав бути планетою. За його словами, Сонячна система сповнена астероїдами до такої міри, що жодне небесне тіло насправді не очистило свою орбіту. Та й взагалі вирішувати такі питання шляхом голосування, на його думку, — не найкращий спосіб для науковців.
«Ми ж не голосуємо за теорію відносності. Ми не голосуємо за квантову механіку», — казав він.
Деякі вчені за минулі 15 років робили спроби наново переглянути критерії, які визначають, що таке планета. Наприклад, в 2017-му з'явилася пропозиція вважати такими всі небесні тіла сферичної форми, які за розмірами поступаються зіркам. Вельми радикальна пропозиція, адже тоді кількість планет Сонячної системи зросла б до 110 — школярі, про яких згадував Стерн, точно не оцінили б такий поворот.
Тож наразі критерії до планет залишаються незмінними. І Плутон їм не відповідає. Однак вчені невпинно вдивляються в глибини Сонячної системи, підозрюючи, що вона ще може таїти сюрпризи. Великі сюрпризи.
Святе місце порожнє не буде
У 2016 році Костянтин Батигін і Майк Браун, астрономи з Каліфорнійського технологічного інституту, виявили незвичайні особливості орбіт декількох небесних тіл в поясі Койпера. Вони припустили, що пояснити це міг би вплив великого об'єкта, який вони назвали Планетою 9.
За розрахунками дуету астрономів, цей світ в 10 разів масивніше за Землю, а за розмірами нагадує Уран або Нептун. Його орбіта в середньому знаходиться в 20 разів далі від Сонця, ніж у Нептуна, а повне обертання навколо нашого світила вона здійснює за 10—20 тис земних років. Поки існування цього світу — лише гіпотеза, в яку вірять далеко не всі. Наприклад, днями дослідники з Університету Мічигану опублікували роботу, в якій взяли під сумнів розрахунки, які вказують на існування Планети 9. Дехто навіть вважає, що на околицях Сонячної системи ховається чорна діра. Дуже маленька (її радіус обчислюється сантиметрами), але в рази масивніша за Землю. Та довести це вкрай складно і навіть існування подібних чорних дір (їх називають первинними) поки є гіпотезою.
«Вивчення транснептунових об'єктів — свіжий і перспективний напрям у астрономії, який може принести безліч цікавих наукових даних. Але гіпотеза про чорну діру, як на мене, схожа на наукову фантастику», — вважає Михайло Лашко, науковий співробітник, відділення астрометрії та космічної геодинаміки головної астрономічної обсерваторії НАН України.
Тож якщо сьогодні хтось поставить вам питання, скільки планет в Сонячній системі, сміливо відповідайте: «Вісім». Поки це правильна відповідь.
