На прошлой неделе в холле конференц-центра на севере Хьюстона, где проходила 48-я ежегодная конференция по селенологии и планетоведению LPSC, висел постер с титулом «Геофизическое определение планеты». К постеру прилагался молодой человек с немного иезуитской улыбкой по имени Кирби Раньон. Кирби — новое лицо в уже несколько затянувшейся драме. Драме идет 11-й год, и для большинства зрителей она известна под названием «Алан Стерн и его друзья требуют от Международного астрономического союза вернуть им их Плутон обратно». Иногда, пересказывая эту историю, на место оппонента Стерна и его единомышленников ставят Майкла Брауна, чтобы изобразить конфликт еще более выпукло: ученый, посвятивший свою карьеру Плутону, — против ученого, из-за которого Плутон больше не считается полноценной планетой. В общем, версий происходящего, как водится, больше одной.

Харон и Плутон
Харон и Плутон
Изображение: NASA/JHUAPL/SwRI

Кирби и его постер напоминают полумифическую сцену пятисотлетней давности. Если верить преданию, 31 октября 1517 года на дверях Замковой церкви в Виттенберге появился текст доктора Мартина Лютера, вошедший в историю под названием «95 тезисов». Тезисы обращались к рядовым прихожанам и взывали к их личному разумению, равно как и постер в холле, если верить стоящему рядом с ним автору, — обращение к проходящим мимо ученым, педагогам и студентам, а не к вышестоящему институциональному авторитету. Лютер отказывал папе римскому в праве отпускать грехи, а Кирби, поддержанный коллегами по проекту New Horizons, не соглашается с резолюцией B5 Международного астрономического союза, которая формально закрепила понятие «планета».

 

В общем, начнем с краткого содержания предыдущих серий.

 

Планета, которую мы потеряли

18 февраля 1930 года 24-летний астроном Клайд Томбо, сравнивая январские снимки неба, сделанные одним из телескопов обсерватории Лоуэлла, увидел «прыгающую» точку. Это значило, что на снимках запечатлено движение недалекого — в астрономическом масштабе — от Земли тела. В отличие от астероидов, которых и тогда уже было известно несколько сотен, траектория движения точки находилась не между Марсом и Юпитером, а за орбитой Нептуна. Следовательно, это должна была быть планета.

Первые снимки Плутона — показан стрелкой
Первые снимки Плутона — показан стрелкой
Изображение: Lowell Observatory Archives

Именно так, методом исключения, решалась судьба номенклатурного статуса Плутона: не астероид, потому что находится не на той орбите, не комета, потому что кометами называли немного смазанные объекты с хвостом, появляющиеся неподалеку от Земли. И не звезда, потому что двигается. Тем более существование планеты за орбитой Нептуна предсказал еще Персиваль Лоуэлл — основатель обсерватории, в которой работал Томбо. Почему бы не согласиться с тем, что он был прав? Так в Солнечной системе появилась девятая планета.

 

В 1978 году стало ясно, что Плутон слишком мал, чтобы влиять на орбиту ледяных гигантов — Нептуна и Урана, и потому не может быть тем самым телом, которое предсказывал Лоуэлл. Еще позже наблюдения второго «Вояджера» позволили заключить, что предполагаемые «странности» орбиты Урана на самом деле не так уж и странны, потому как масса Нептуна оказалась меньше, чем считалось до того. И, соответственно, в гипотезе Лоуэлла необходимость отпала. Но Плутон, тем не менее, продолжал двигаться вокруг Солнца по своей странной, наклоненной орбите.

 

А в 1992 году стало ясно, что Плутон не одинок: был обнаружен ещё один маленький объект на орбите, близкой к орбите Плутона. Он даже имени не получил, так и оставшись навсегда телом (15 760) 1992QB1. Стало ясно, что Плутон летит в окружении тел «ледяного пояса» нашей системы, получившего свое имя в честь Джерарда Койпера, хотя он существование этого пояса и отрицал. Странность Плутона усугубилась, но он продолжал изо всех сил держаться в пантеоне планет, поскольку был намного массивнее всех известных тел пояса Койпера.

 

Через семь лет, когда число тел в поясе Койпера насчитывало уже несколько сотен, еще не известный широкой общественности астроном Майкл Браун заключает со своей коллегой пари: он утверждает, что где-то на задворках Солнечной системы есть еще одна планета. Браун ставит на то, что к 31 декабря 2004 года она будет открыта. О чем он умалчивает (если верить его же рассказу), так это о том, что он ставит также на то, что откроет эту планету он сам.

Транснептуновые объекты
Изображение: Kirill Borisenko / Wikimedia Commons

Пари Браун выиграл, что называется, «на соплях»: в том, что бледный объект на фотографиях 2003 года все-таки планета, которая не уступает по массе Плутону, он окончательно убедился 5 января 2005-го. Об открытии Эриды (сам Браун хотел назвать планету Зеной, в честь королевы воинов, но Международный астрономический союз предпочел назвать ее в честь богини раздора) мир узнал еще через полгода: тогда, вместе с Эридой, Браун представил ubi et orbi также Макемаке и Хаумею. Так в Солнечной системе стало одной планетой больше… или сразу несколькими: продолжая признавать планетой Плутон, который обращается вокруг Солнца в компании не менее массивных тел, следовало признать планетой не только новенькую Эриду, но и давно известную Цереру, которая в этом отношении ничем от Плутона не отличается — также вращается в компании других астероидов между Марсом и Юпитером.

 

В том же январе 2005-го, через две недели после того, как Браун удостоверился, что открытая им Эрида формально подходит для выигрыша пари, с мыса Канаверал стартовала ракета Atlas V с космическим аппаратом на борту. Аппарат назывался New Horizons, и он отправлялся в сторону Плутона. Руководителем и вдохновителем этой миссии NASA был (и продолжает оставаться) планетолог Алан Стерн.

 

Но уже полгода спустя, когда «Новые горизонты» еще делали первые шаги в направлении далекого объекта за Нептуном, цель стала называться иначе: из миссии по изучению девятой планеты Солнечной системы она стала миссией по изучению одной из карликовых планет Солнечной системы. 24 августа 2006 года в Праге на XXVI Ассамблее Международного астрономического союза (МАС) подавляющее большинство присутствующих, никак не больше 400 человек, проголосовало за новое определение слову «планета». Остальные восемь тысяч членов союза на голосование не явились. Согласно новому определению, Плутон планетой быть перестал.

Голосование на XXVI Ассамблее МАС в 2006 году
Голосование на XXVI Ассамблее МАС в 2006 году
Фото: Robert Hurt (SSC) / IAU

Странные тела Солнечной системы

Плутон далеко не первое небесное тело, которому отказали в праве быть планетой. Когда-то планетой была и Луна. Но когда усилиями Галилея центр мира переехал с Земли на Солнце, Луна, как и Плутон 30 лет назад, стала «странным телом Солнечной системы» — планетой, которая не вращается вокруг Солнца. Потом у нее появились родственники: Галилей разглядел в небе Ио, Европу, Ганимед и Каллисто на орбите Юпитера и назвал их «планетами Медичи» — в честь сыновей покровительствовавшего ему семейства. Других вариантов у него и не было: в природе тогда существовали только звезды, кометы и планеты. Лишь потом Кеплер, придумав термин «спутник», навел порядок на небосводе, деноминировав Луну и увиденных Галилеем любовниц Юпитера.

 

Спустя еще несколько веков похожая история повторилась вновь: в начале XIX века на орбите между Марсом и Юпитером была открыта Церера. Она тоже была странным телом: двигалась по небу как планета, но выглядела в телескопах того времени как звезда — увеличительной силы астрономических инструментов не хватало на то, чтобы «развернуть» точку в привычный астрономам планетный диск. Уильям Гершель выделяет их в отдельную группу и называет «астероидами», но многие астрономы еще десятилетиями продолжали относиться к ним как к планетам. Так планеты «породили» спутники и астероиды, и, продолжая следовать той же логике, МАС извлек из планет новую группу — карликовые планеты.

 

Сегодня классификация тел Солнечной системы выглядит примерно так:

Типы тел в Солнечной системе
Типы тел в Солнечной системе
Изображение: Tahc / Wikimedia Commons

Спор о планетах

Незадолго до итогового голосования 2006 года в Nature вышла статья, где рассказывалось, как МАС дважды созывал комиссию для выработки окончательного решения проблемы Плутона. Первая комиссия, начавшая работать за два года до голосования, так и не смогла справиться с задачей: ее члены просто не смогли прийти к какому-либо консенсусу. Выбирала она из трех вариантов: (а) признать планетой любое тело на орбите звезды, диаметр которого превышает некоторый порог, (б) согласиться на определение, ставящее во главу угла гидростатическое равновесие, когда под влиянием самогравитации объект принимает форму, близкую к сферической, или (в) настоять на требовании к чистоте орбиты. Поняв, что у первой комиссии дело так и не сдвинется с мертвой точки, МАС собрал другую. Та сошлась на втором варианте. Согласно ему, в Солнечной системе должно быть 12 планет: к девяти уже существующих прибавились бы Церера, Харон (как часть «двойной планеты» Харон-Плутон) и Эрида. С этим вариантом комиссия и вышла к коллегам 16 августа.

 

Все оставшиеся дни прошли в спорах. В итоге сегодня планета — это небесное тело, которое:

  • находится на орбите Солнца;
  • достаточно массивно, чтобы за счет самогравитации достичь гидростатического равновесия;
  • доминирует на своей орбите, то есть смогло либо разогнать все посторонние тела со своей орбиты, либо сделать их своими спутниками.

Полному определению в достаточной мере удовлетворяют восемь тел нашей звездной системы и одно гипотетическое: после низвержения Эриды Браун успел найти еще одну планету, на этот раз одинокого ледяного гиганта, которого то ли Солнечная система угнала у другой звезды на заре своего существования, то ли вытолкал Юпитер со своей прошлой орбиты.

 

Многие члены МАС, не присутствовавшие на съезде, испытали самый настоящий приступ ярости — Стерн до сих пор публично называет вердикт 2006 года не иначе как bullshit. Противники деноминации Плутона отказались капитулировать. Стерн, аппарат которого уже летел в направлении Плутона, стал одним из лидеров сопротивления. Ученые подписали петицию, в которой заявляли, что не принимают решения МАС. Число ученых, поставивших под ней свою подпись, было сравнимо с числом участников пражского голосования. Но МАС остался непоколебим.

 

В 2008 году все желающие принять участие в дискуссии собрались в университете Джона Хопкинса: трехдневная программа называлась «Великий спор о планетах» и закончилась в итоге «согласием не соглашаться»: многих не устраивало определение МАС, но к какому-либо консенсусу ученым прийти не удалось. Некоторые осуждали МАС за то, что союз взялся уточнять значение «слова со столь глубоким культурным контекстом, как „планета“», да еще и путем простого мажоритарного голосования. А другие, как, например, Нил Деграсс Тайсон, вообще рассуждали о том, что понятие планеты уже отжило свое и настало время заняться переосмыслением всей классификации небесных тел вообще.

 

Геология и астрофизика

14 июля 1964 года НАСА и лаборатория реактивного движения (JPL) Калифорнийского технологического института праздновали победу: беспилотный аппарат «Маринер 4» успешно сблизился с Марсом и прислал на Землю 21 фотографию поверхности красной планеты настолько крупным планом, насколько это позволяла техника того времени. Чтобы уточнить, что, собственно, на них видно, астрономы позвали геолога — декана факультета геологии Калтеха, Роберта Шарпа. В интервью 1991 года ученый вспоминал, как один из техников миссии сказал ему, что на снимках они увидели озеро. Но Шарп был вынужден разочаровать взбудораженных инженеров — то, что они приняли за озеро, было очертаниями песчаных дюн. «Для меня в этом была своя прелесть, — рассказывал геолог. — Астрофизики, инженеры, компьютерщики — всем им оказался нужен старый тупой геолог с грязью под ногтями!» С тех пор в проектах JPL калтеховские геологи принимают самое активное участие, а в 1971 году факультет геологии под началом Шарпа будет называться уже факультетом геологии и планетологии. Первым профессором планетологии в Калтехе станет Брюс Мюррей, а чуть позже он займет пост директора JPL.

Роберт Натан, Брюс Мюррей, Роберт Шарп и Роберт Лейтон в ожидании первого снимка с аппарата «Маринер 4»
Роберт Натан, Брюс Мюррей, Роберт Шарп и Роберт Лейтон в ожидании первого снимка с аппарата «Маринер 4»
Фото: NASA / JPL-Caltech

Сегодня, в отличие от времен открытия Ганимеда или Цереры, дисциплинарное пространство астрономии выглядит иначе. Современная геология понимает себя не только как наука о земле, но как наука о Земле. О Земле, ее устройстве и устройстве других планет.

 

И одним из тезисов, который часто приводит Стерн, выступая с критикой решения МАС о деноминации Плутона, служит указание на то, что среди голосовавших 24 августа 2006 года членов Союза планетологов практически не было, но были в основном астрофизики. И так, по его мнению, больше нельзя: геологи уже полвека как вышли в космос — их туда пригласили! — и теперь исследователям небесных тел, до этого справлявшихся со своей работой силами астрономических наблюдений и физических расчетов, необходимо считаться и с геологическими реалиями. А ссылка на историческую преемственность modus operandi при принятии решения об изменении классификации объектов Солнечной системы выглядит не как демонстрация неизменности принципов, которыми руководствуется научное сообщество, а как отказ признавать претензии более молодых коллег на право участвовать в дискуссии наравне со всеми.

 

Альтернативное, «геофизическое» определение, в пользу которого высказываются Стерн и его сторонники, в некотором смысле возвращает к началам взаимоотношений человека и небесных тел. Ученые предлагают считать существенным признаком планеты ее строение, а не то, в каких отношениях она находится с окружающим миром:

Планета — тело с массой меньше звездной, которое никогда не проходило через стадию ядерного синтеза, и самогравитации которого достаточно, чтобы оно приняло форму сфероида, описываемого трехосным эллипсоидом, независимо от параметров его орбиты.

Много слов? Есть и вариант покороче, который ученые приводят в качестве парафраза: «круглый объект в космосе, меньше звезды».

 

Чем плохо официальное определение МАС?

Тем, что оно не заботится о богатом внутреннем мире планеты. С точки зрения строения между Плутоном и Землей намного больше общего, чем между Землей и Юпитером, и, тем не менее, Юпитер и Земля — планеты, а Плутон нет. На Плутоне есть тектоника плит, на Земле есть тектоника плит, а на Юпитере вообще ни о какой геологии говорить нельзя. И так далее. И дело тут даже не в Плутоне — Европа или Церера тоже «роднее» Земле, чем Земля — Юпитеру.

 

В общем, официальное определение придает очень большое значение положению тела в пространстве. Настолько большое, что если бы Земля оказалась в поясе Койпера, то и она перестала бы быть планетой, потому что ее массы не хватило бы, чтобы расчистить свою орбиту. Что Стерну и его единомышленникам кажется полнейшим вздором — разве не должна всякая реальная вещь всегда оставаться собой, независимо от обстоятельств, в которых она оказалась?

 

Во-вторых, официальное определение слишком многоэтажно. Зачем разделять «планеты» и «экзопланеты»? Почему «бродячие» планеты нельзя назвать планетами? Или почему, например, «планета-гигант» (Юпитер и ему подобные) признается планетой, в то время как «планета-карлик» — нет?

 

И последнее: Стерна и его коллег все никак не перестанут дразнить, спрашивая, зачем они отправили New Horizons к Плутону, если он больше не планета. Думаете, шутка? Отнюдь, именно с этого начинается их манифест.

 

Чем плохо геофизическое определение?

Тут все проще. Во-первых, сложно не обращать внимания на конфликт интересов: люди, посвятившие свою карьеру Плутону, выступают за то, чтобы переопределить понятие планеты. Кажется, что все это затеяно только для того, чтобы вернуть Плутону былое номенклатурное величие.

 

Во-вторых, в соответствии с геофизическим определением планет в Солнечной системе станет 110. Среди них и Луна, которая перестала считаться планетой еще при Кеплере, и астероид — Церера. Каково будет школьникам заучивать названия всех планет?

Роберт Натан, Брюс Мюррей, Роберт Шарп и Роберт Лейтон в ожидании первого снимка с аппарата «Маринер 4»
Сферические тела Солнечной системы диаметром менее 10 000 км в масштабе
Изображение: Emily Lakdawalla, данные: NASA / JPL, JHUAPL/SwRI, SSI, и UCLA / MPS / DLR / IDA

В-третьих, никто и не говорит, что существующее определение идеально. И да, пункт, требующий от планеты находиться на орбите Солнца, действительно неуклюж. Но есть и еще одна альтернатива, не столь радикальная, как у «геофизиков». Ее автора зовут Жан-Люк Марго, он принимал участие в пражском голосовании 2006 года, а пару лет назад представил более элегантную формулировку существующего определения. Для классификации тел по Марго нужно знать только массу звезды, массу тела на орбите и период его обращения. Такую проверку на планетоидность ни Плутон, ни Церера не проходят. Но проходит, например, Луна, если убрать Землю со своей орбиты.

 

Как быть?

Как всегда — договариваться. Рано или поздно рука бойцов колоть устанет, а кровь перестанет кипеть в жилах. И тогда спорщики наконец заметят, что на поле битвы сошлись не формулы гравитационных взаимодействий, не геологические данные и даже не реки битов, стекающие на серверы для обсчета астрономических данных. Заметят, что сошлись друг с другом люди, и «богатый внутренний мир» — это не только шутка в адрес планетологов, но и реальность для каждого, кто однажды влюбился в звездное небо над головой. И поэтому — и это неизбежно — придется договариваться о том, как правильно. А «правильно» в конце концов — это обычно то, что позволяет всем и дальше работать бок о бок. Ну, а работать дальше точно придется, ведь звездное небо, оно никуда их не отпустит.

 

Так что однажды — раньше или позже — в слове «планета» найдется место и амбициям Майкла Брауна, мечтающего совершить открытие в Солнечной системе того же масштаба, что и открытие нового континента, и жажде Алана Стерна получить признание, которого заслуживает человек, взявший рекордную планку в деле освоения далеких миров. Даже если это место будет напоминать о том, как когда-то мы долго и мучительно пытались договориться о том, как правильно друг друга понимать.

 

Интересно, что будет тогда с Плутоном?

 

Источник: chrdk.ru