Страница из труда Гюйгенса Systems Saturnlum («Система Сатурна»), в котором он изложил решение анаграммы о кольце планеты.
Когда новость о капризном поведении Сатурна дошла до научного сообщества, тут же появились бесчисленные теории, пытавшиеся дать ему объяснение. Согласно первым гипотезам, ответ заключался в особом строении спутников, поскольку они были самым знакомым для астрономов типом небесных тел. Но если речь шла о спутниках, по какой причине они месяцами оставались неподвижными, а потом вдруг пропадали? Летом 1616 года Галилей вновь направил телескоп на эту далекую планету, желая проверить, как проходит метаморфоза от трех тел к одному. И ему открылась совершенно неожиданная картина.
Теперь у Сатурна было две рукоятки по бокам, как если бы он был кубком, поднятым к небесам. По рисунку, на котором ученый изобразил наблюдаемую картину, можно предположить, что он разгадал ее тайну, нарисовав кольцо. Но детальное описание, сделанное для кардинала Федерико Борромео, показывает, что это было не так:
«[Оба спутника Сатурна] больше не представляют собой две идеальные сферы, как раньше, но два очень крупных тела, и не являются круглыми, как показано на прилагаемом рисунке, но похожи на два полуэллипса с двумя маленькими темными треугольниками посередине, которые касаются центральной сферы Сатурна, каковая, как и всегда, предстает идеально округлой».
Два рисунка Сатурна работы Галилея(вверху) и Эустакио Дивини.
Впоследствии Галилей прибегал к разным терминам, чтобы описать увиденное, в частности он называл эти формы «митрами», но всегда говорил о паре «придатков». Последующие наблюдения, проводимые с помощью более сильных телескопов, казалось, давали очевидный ответ. Рассмотрим, например, гравюру, сделанную итальянским изготовителем телескопов Эустакио Дивини в 1649 году, когда кольцо Сатурна было видно лучше всего. По этим рисункам видно, что, интерпретируя информацию, полученную от органов чувств, мозг не ведет себя как беспристрастный судья — важнейшую роль играют наши ожидания и предубеждения.
Сатурн славится самым длинным орбитальным периодом — примерно 29 с половиной лет. После того как Галилей привлек к этой планете всеобщее внимание, в течение нескольких десятилетий астрономы увеличили количество наблюдений. Это позволило подтвердить прежние данные, но привело и к появлению ложных следов, так как используемые линзы сильно отличались по качеству, для них не существовало никакого единого стандарта, и результат наблюдений зависел от умений мастера и субъективного восприятия наблюдателя. Галилей и сам отмечал, что там, где один телескоп показывал слегка овальную фигуру, другой инструмент, с большим разрешением, выявлял три сферы. Некоторые далеко не совершенные изображения Сатурна одобрялись авторитетными астрономами, и оспорить их истинность после этого было непросто.
Результаты трех наблюдений Сатурна. Два верхних сделаны астрономом Фонтана в 1638 и в 1645 годах, нижний — Гассенди в 1634 году.
В течение первых десятилетий XVII века астрономы не видели кольца вокруг Сатурна не только из-за низкого разрешения телескопов, но и потому, что никто из них не ожидал увидеть в небе подобную фигуру. Сегодня мы знаем, что экватор Сатурна опоясан диском, следовательно, глядя на размытое изображение или на простой набросок, мы можем восполнить пробелы и «увидеть» кольцо, как этого и ожидаем.
Даже если Сатурн действительно имеет три воплощения — как одно тело, как три отдельных тела и как одно центральное тело с двумя рукоятками по бокам, — никто не мог представить совокупность масс, которая последовательно принимала эти три облика. В 1658 году, за год до того, как Гюйгенс опубликовал свой труд Systema Satumium, ученый и архитектор Кристофер Рен с некоторой растерянностью описывал положение дел:
«Лишь Сатурн отдаляется от нормы остальных небесных тел и являет нам настолько противоречивые фазы, что мы до сих пор не знаем, является ли он единой сферой, контактирующей с двумя более мелкими, или сферой с двумя большими впадинами, или с двумя пятнами, или походит на некий сосуд с двумя ручками по боками, или же, наконец, имеет какую-либо другую форму».