Изложение системы мира

Видимые диаметры спутников Юпитера столь малы, что нельзя точно измерить их величины. Были сделаны попытки оценить размеры спутников через время, затрачиваемое ими для проникновения в тень планеты. Но наблюдения дают большие расхождения в оценках из-за разницы в силе телескопов и в зрении наблюдателей, из-за различий в состоянии атмосферы, в высоте спутников над горизонтом, в их видимом расстоянии от Юпитера и в обращённых к нам полусферах. Сравнение блеска спутников не зависит от первых четырёх из указанных причин, которые лишь пропорционально изменяют их светимость. Поэтому оно может дать нам сведения о возвращении пятен, которое вызывается вращением этих тел, и, следовательно, о самом этом движении. Гершель, занимавшийся этими тонкими исследованиями, обнаружил, что спутники попеременно превосходят друг друга по яркости, — обстоятельство, очень подходящее для суждения о максимуме и минимуме их светимости. Сравнивая эти максимумы и минимумы с взаимными положениями этих светил, он нашёл, что они вращаются вокруг самих себя как Луна, за время, равное продолжительности их оборота вокруг Юпитера. Для четвёртого спутника этот результат был уже ранее получен Маральди по расположению одного и того же пятна, наблюдавшегося во время его прохождений по диску. Большая отдалённость небесных тел ослабляет явления, представляемые их поверхностью, до такой степени, что сводит их к очень малым изменениям светимости, которые ускользают от первого взгляда, и только долгие упражнения в наблюдениях такого рода делают их заметными. Поэтому не следует применять этот способ, на который так сильно влияет воображение, иначе как с исключительной осмотрительностью, чтобы не ошибиться относительно существования этих изменений и не впасть в заблуждение, рассуждая о причинах, от которых они зависят.

Глава VIII О САТУРНЕ, О ЕГО СПУТНИКАХ И ЕГО КОЛЬЦЕ

Сатурн движется с запада на восток с периодом в 10759 суток. Продолжительность его синодического обращения равна 378 суткам. Его движение, происходящее очень близко к плоскости эклиптики, подчинено неравенствам, похожим на неравенства в движениях Марса и Юпитера. Его движение делается обратным или перестаёт им быть, когда планета перед или после противостояния находится на удалении от Солнца в 121^g [109°]. Длительность обратного движения около 139 суток, а длина пути приблизительно равна 7^g [6°]. В момент противостояния видимый диаметр Сатурна максимален, а его средняя величина близка к 50^сс [16"].

В системе мира Сатурн представляется уникальным в своём роде. Часто его можно увидеть посредине между двумя маленькими телами, которые кажутся примыкающими к нему; их форма и размеры очень изменчивы. Иногда они превращаются в кольцо, которое кажется окружающим планету, в другое время они полностью исчезают, и тогда Сатурн выглядит круглым, как и другие планеты. Тщательно следя за этими странными видоизменениями и сопоставляя их с положениями Сатурна относительно Солнца и Земли, Гюйгенс обнаружил, что они вызываются широким и тонким кольцом, окружающим Сатурн и всюду отделённым от него. Это кольцо, наклонённое под углом 31.^g85 [28.°67] к плоскости эклиптики, с Земли видно всегда только наклонно в виде эллипса, самая большая ширина которого равна приблизительно половине длины. Эллипс суживается всё больше и больше по мере того, как луч зрения, проведённый от Сатурна к Земле, опускается к плоскости кольца, причём его задняя дуга наконец скрывается за планетой, а передняя сливается с ней. Но его тень, проектирующаяся на диск Сатурна, образует тёмную полосу, которая видна в сильные телескопы, и доказывает, что Сатурн и его кольцо — непрозрачные тела, освещаемые Солнцем. Тогда можно различить лишь части кольца, выступающие с каждой стороны Сатурна. Толщина этих частей постепенно уменьшается, и они наконец исчезают, когда Земля оказывается в плоскости кольца, толщина которого слишком мала, чтобы её можно было увидеть. Кольцо исчезает ещё в том случае, когда Солнце, оказавшись в его плоскости, освещает его только с ребра. Оно продолжает быть невидимым, пока его плоскость проходит между Солнцем и Землёй, и появляется снова только тогда, когда в силу взаимных движений Сатурна и Солнца Земля и Солнце оказываются по одну сторону от той плоскости.

Так как плоскость кольца встречается с солнечной орбитой в каждый полупериод обращения Сатурна, исчезновение и появление кольца повторяются приблизительно через каждые 15 лет, но часто при разных обстоятельствах. В одном и том же году могут случиться два появления и два исчезновения кольца, но никогда больше.

Во время исчезновения кольца его ребро отражает к нам солнечный свет, но он слишком слаб, чтобы быть заметным. Однако понятно, что для его наблюдения достаточно увеличить силу телескопов. Именно это сделал Гершель: он не переставал видеть его, в то время как оно было невидимым для других наблюдателей.