13 марта 1781 года он изучал расположение светил в районе созвездия Тельца. Одна из звезд в пределах этого участка показалась Гершелю странной – вместо яркой точки она имела вид небольшого диска, поэтому в дневнике наблюдений он сделал такую запись: «необычного вида – либо звезда, окруженная туманностью, либо комета».
Первоначально Гершель посчитал все же, что это комета, о чем вскоре и послал сообщение в Королевское общество. За свое открытие он в том же году был избран членом Лондонского Королевского общества и получил степень доктора Оксфордского университета. А спустя 2 месяца после открытия Гершеля петербургский академик Андрей Лексель вычислил параметры орбиты этого небесного тела, показавшие, что оно вращается вокруг Солнца по кругу, радиус которого в 19 раз превышает радиус орбиты Земли. Но самое удивительное состояло в том, что небесное тело, открытое Гершелем, имело круговую орбиту, характерную исключительно для планет – кометы движутся по сильно вытянутым параболам. Стало ясно, что Гершелю удалось обнаружить еще одну, седьмую планету, а Солнечная система, границы которой до сих пор проводились по орбите Сатурна, в одночасье расширилась вдвое.
Вновь открытое небесное тело Гершель назвал планетой Георга в честь правившего в то время в Англии короля Георга III. Однако это имя не прижилось, а общепринятым стало более подходящее название – Уран, предложенное в год открытия планеты немецким астрономом Иоганном Боде, которое и продолжило «семейное древо» римских богов в названиях планет, расположенных во внешней части Солнечной системы.
Открытие Урана определило карьеру Гершеля. Король Георг III, сам большой любитель астрономии, невзирая на то что новая планета так и не получила его имени, присвоил исследователю рыцарский титул сэра и в 1782 году назначил Королевским астрономом, а его сестру Каролину – помощником Королевского астронома. Им было определено пожизненное ежегодное жалованье в 200 и 50 фунтов стерлингов. Король также выделил средства для постройки обсерватории в Слау, к западу от Лондона, неподалеку от своего Виндзорского замка. За последующие 40 лет Гершель сделал в этой обсерватории еще множество новых наблюдений, которые принесли ему славу крупнейшего астронома- наблюдателя в истории. Все инструменты для изучения ночного неба – более сотни металлических зеркал для телескопов – он изготовил собственноручно, и его телескопы были наиболее крупными и самыми лучшими из существовавших в ту эпоху.
Уран окружен системой спутников, орбиты большинства из которых почти совпадают с плоскостью экватора планеты. Таким образом, спутники Урана движутся не в плоскости его орбиты (как это происходит со спутниками всех других планет), а почти перпендикулярно ей. Это уникальный случай в Солнечной системе. Сейчас известно 26 спутников Урана, 5 наиболее крупных открыты уже давно, первые 2 из них обнаружил сам Гершель в 1787 году, спустя 6 лет после открытия Урана. Еще 2 спутника были «найдены» в 1851-м преуспевающим ливерпульским пивоваром Уильямом Ласселлом – выдающимся британским астрономом-любителем Викторианской эпохи. Наконец, в 1948 году американский астроном Джерард Койпер нашел самый маленький из пяти главных спутников. Интересно, что первооткрыватели первых четырех спутников не дали им названий. Это сделал в XIX веке сын Вильяма Гершеля, Джон Гершель, который и сам являлся одним из виднейших астрономов мира.
Его предложение было принято, и названия спутников стали своего рода английским реваншем за отказ международного астрономического сообщества признать предложенное в свое время Вильямом Гершелем имя английского короля Георга в качестве названия новой планеты. В нарушение астрономической традиции, требующей брать названия для планет и спутников из мифологических сюжетов разных народов, спутники получили имена персонажей из произведений английских литераторов – Шекспира и Попа. Самый яркий среди сателлитов Урана – Ариэль, отражающий 40% падающего на него света. Поэтому он получил имя доброго, светлого духа воздуха – персонажа, встречающегося и в пьесе Шекспира «Буря», и в поэме Попа «Похищение локона». Соседний с ним спутник – Умбриэль, по размеру практически такой же, но поверхность его вдвое темнее – она отражает лишь 20% света. Он носит имя злого, темного духа из той же поэмы Попа. Два наиболее крупных из спутников Урана – Титания и Оберон – также имеют довольно светлую поверхность, отражая около 25%. Эта пара получила имена королевы фей и ее супруга, короля добрых духов из пьесы Шекспира «Сон в летнюю ночь».
Еще 10 небольших сателлитов Урана обнаружены сравнительно недавно – в 1985 и 1986 годах по телевизионным снимкам, сделанным во время подлета к планете станции «Вояджер-2». Новые спутники также получили имена героинь пьес Шекспира. Продолжение шекспировской темы произошло и при выборе названий для деталей на поверхностях больших спутников, впервые обнаруженных по снимкам с «Вояджера».
Спустя 8 лет после открытия Урана, в 1789 году, Гершель, наблюдая «свою» планету, зарисовал кольцо, окружавшее это небесное тело, и сделал запись в дневнике, которая гласила, что обнаруженное им кольцо «короткое, не такое, как у Сатурна». Поскольку никто другой кольца вокруг Урана не видел, это наблюдение Гершеля сочли результатом дефекта оптики его телескопа и на протяжении целых двух столетий даже не вспоминали о «курьезном» сообщении Королевского астронома. Лишь в 1977 году во время исследований атмосферы Урана стало очевидно, что эта планета преподнесла астрономам очередной сюрприз, который заставил их вновь обратиться к записям Гершеля.
Изучение атмосферы Урана с Земли проводилось в тот момент, когда планета в своем движении по небосводу проходила на фоне далекой звезды, перекрывая собой ее свет. Таким приемом астрономы выполняют «просвечивание» планетных атмосфер, определяя их плотность, состав и другие параметры. Однако при наблюдении Урана в 1977 году приборы зафиксировали исчезновение света еще до того, как планета заслонила собой звезду. При этом свет исчезал и появлялся 5 раз, а уж затем пропал надолго – его перекрыл Уран. После же того как планета сдвинулась в сторону, открыв для земных наблюдателей звезду, свет от нее еще 5 раз кратковременно исчезал и вновь появлялся. Сравнение этих «мельканий», произошедших до и после покрытия звезды Ураном, показало, что они происходили как бы симметрично относительно центра планеты – за одни и те же промежутки времени – как до, так и после покрытия. Что же оказывалось на пути у света, когда Уран приближался к звезде и удалялся от нее?
Симметричность перекрытий света позволяла предположить, что объекты, затмевавшие звезду, как-то связаны с самим Ураном. Это могли быть, например, его спутники. Но анализ движения известных спутников Урана показал, что ни один из них не мог быть тем небесным телом, которое затмило свет звезды. Предположение о том, что это могли быть 5 новых спутников с одной стороны Урана и еще 5, тоже неизвестных, – с другой, причем на равных расстояниях от планеты да притом еще и расположенных строго на одной прямой, выглядело совершенно невероятным.
Решение этой загадки напрашивалось по аналогии с другой планетой-гигантом – Сатурном, окруженным широким кольцом. Оставалось допустить, что вокруг Урана имеются 5 узких колец, причем настолько темных, что в отличие от яркого кольца Сатурна, наблюдаемого на протяжении не одного столетия, их до сих пор не удавалось разглядеть в телескоп. Когда Уран проходил на фоне далекой звезды, его кольца и перекрыли идущий от нее свет.
Кольца были названы первыми буквами греческого алфавита в порядке удаления от планеты – Альфа, Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон. Внешнее – Эпсилон – расположено в 52 тыс. км от центра Урана. Оно либо более мощное, чем другие кольца, либо составляющие его глыбы расположены ближе друг к другу, поскольку оно ослабило свет звезды на 90%, а внутренние кольца – не более чем на 50%. Дальнейшие, более тщательные наблюдения показали, что Уран располагает системой из десяти колец. Видимо, кольца Урана состоят из множества отдельных малых тел размером не более 4—6 км, поскольку ни одно из них не перекрыло свет звезды полностью, а лишь ослабило его, причем в разной степени на разных участках колец. В отличие от светлых колец Сатурна кольца Урана очень темные – они отражают лишь 3% падающего на них света, а это значит, что они чернее, чем каменный уголь!
Таким образом, оказалось, что сделанная в 1789 году Гершелем зарисовка вполне соответствует новым данным. По сей день, правда, остается загадкой – было ли то дефектом телескопа или же Гершель действительно видел кольца? Если учесть, что Королевский астроном пользовался великолепными оптическими приборами, то вряд ли разумно предположить, что его телескоп имел изъяны. Так почему же
