С совершенствованием технических средств в 1970-х гг. астрономы-планетологи также сумели записать первую приблизительную спектрограмму Плутона — определить зависимость его яркости от длины волны. Выяснилось, что в целом планета имеет красноватый оттенок.
В 1976 г. астрономы-планетологи из высокогорной обсерватории на Гавайях обнаружили в спектре Плутона слабые отпечатки следов замерзшего метана (замерзшего природного газа!), который находился на его поверхности[5]. Это стало первым свидетельством того, что поверхность планеты имеет поистине экзотический состав. Ученые, обнаружившие метан на Плутоне, поняли, что открытие может дать важную информацию о размерах планеты, которые в то время были еще неизвестны. Все, что исследователи знали на тот момент, — это то, сколько света в целом отражает Плутон. Из этого можно было вывести его размеры, если знать — или предполагать, — какую долю солнечного света отражает его поверхность. Поскольку замерзший метан хорошо отражает свет, его открытие означало, что Плутон, скорее всего, маленький.
Далее, в июне 1978 г. Джеймс «Джим» Кристи, астроном из Военно-морской обсерватории США, обнаружил «дефекты» на некоторых своих фотографиях Плутона. Были ли это какие-то реальные детали рельефа или просто недостатки изображения? Кристи заметил, что у звезд на тех же фотографиях подобных дефектов не было, они имелись только у Плутона. Тогда он проанализировал время, которое проходило между появлениями дефектов, и нашел знакомый период — 6,39 земных суток, один оборот Плутона вокруг своей оси! Другие наблюдатели, оповещенные Кристи, обнаружили то же самое. Таким образом, он открыл, что у Плутона есть спутник, который находится близко к планете и обращается по орбите с периодом, который точно совпадает с сутками на Плутоне. Позже этот спутник назвали Хароном (в англоязычных странах чаще всего произносится как Шарон), в честь лодочника из греческой мифологии, перевозившего мертвых в подземное царство повелителя загробного мира Плутона. Такой выбор названия также позволил Кристи назвать спутник Плутона созвучно с именем своей жены Шарлин. В конце концов, ученые ведь тоже люди[6].
Открытие Джеймсом Кристи Харона стало кладезем информации о Плутоне. Тщательные наблюдения за изменениями положения и яркости спутника позволили вычислить размер его орбиты. Это, а также законы физики, наконец, решили трудный вопрос о массе Плутона, и результат оказался несколько неожиданным. В то время как Лоуэлл, Томбо и многие из тех, кто исследовал Плутон вслед за ними, ожидали увидеть планету приблизительно земной массы или даже тяжелее, оказалось, что масса Плутона составляет примерно 1 / 400 от массы Земли. Вместо того чтобы оказаться очередным гигантом, как Нептун, Плутон был меньше всех ранее открытых планет.
И на этом сюрпризы не кончились. По сравнению с Плутоном Харон был огромным, его масса составляла около 10 % от массы Плутона; эта пара буквально сформировала двойную планету — первую в Солнечной системе! До открытия Харона это явление было совершенно неизвестно научному сообществу. С каждым разом, когда мы узнавали о нем что-то новое, Плутон становился все более экзотическим.
Но помимо того, что открыл нам Харон, с ним была связано нечто, очень удобное для ученых. Когда Харон обнаружили, оказалось, что его орбита скоро займет весьма необычное пространственное положение: в плоскость орбиты Харона попадет Земля. Да, это звучит странно — и на самом деле это странно. Поскольку наклон орбиты Харона остается постоянным, пока Плутон медленно оборачивается вокруг Солнца, иногда (но только в течение короткого периода времени) Харон, с нашей точки зрения, оказывается в положении, когда он снова и снова проходит прямо перед Плутоном, а потом оказывается за ним. Такое идеальное расположение складывается всего на несколько земных лет за весь 248-летний период обращения Плутона по своей орбите. Удивительно, но такое удачное положение по одной линии как раз предстояло буквально через несколько лет после открытия Харона. Таким образом, благодаря удачному стечению обстоятельств с точки зрения находящихся на Земле наблюдателей вот-вот должны были начаться переменные затмения планеты и ее недавно обнаруженного спутника. Это явление оказалось просто научной удачей, благодаря которой мы многое узнали о далеком Плутоне и его крупном спутнике Хароне.
5
Классическая статья, сообщающая об этом открытии и других выводах о размере и отражательной способности поверхности планеты, — «Плутон: доказательства существования замерзшего метана» (Pluto: Evidence for Methane Frost). Ее написали Дэйл Круикшэнк, Карл Пилчер и Дэвид Моррисон и опубликовали в журнале Science 19 ноября 1976 г. —
6
Мы должны упомянуть о том, что первоначальный анализ наблюдений, позволивших сделать открытие, был проведен Робертом Харрингтоном и Джеймсом Кристи. Кристи первый заметил «дефекты» и предположил существование спутника, но в научной литературе славу открытия с полным правом делят Кристи и Харрингтон. —