Странный объект-кентавр между Сатурном и Ураном: кольца загадочно меняются

Кольца вокруг странного небольшого тела, обращающегося между Сатурном и Ураном, выглядят загадочно иначе, чем в предыдущих наблюдениях, — на это указывают новые данные космического телескопа «Джеймс Уэбб». Кольца окружают Харикло — кентавра (объект, проявляющий характеристики как астероида, так и кометы). Харикло имеет диаметр всего около четырёхсот километров и входит в большую группу крошечных объектов дальнего солнечного системы.

Учёные впервые обнаружили кольца Харикло в 2013 году, что сделало его первым малым телом Солнечной системы, у которого нашли кольца. Затем их изучали с помощью наземных телескопов в 2014 и 2017 годах. Когда «Уэбб» взглянул на Харикло в 2022 году, десятилетие принесло много различий, согласно исследованию, опубликованному девятого сентября в журнале «Сайенс Эдвансиз».

«Сравнивая наблюдения "Уэбба" с теми, что были получены... за последнее десятилетие, мы обнаружили противоположные изменения в двух кольцах: внутреннее кольцо показывает значительно более высокую непрозрачность, а внешнее кольцо — более низкую», — сказал в заявлении Пабло Сантос-Санс, исследователь из Института астрофизики Андалусии и первый автор исследования.

Исследователи не знают точно, как произошли изменения, но авторы исследования предложили три объяснения. Первое: «Уэбб», обладающий высоким разрешением, смог увидеть как более плотные, так и более разреженные зоны колец, чем показывали предыдущие наблюдения. Второе: произошли изменения в материале колец или в самих частицах. Наконец, третья возможность: «Уэбб» мог видеть «частицы с оптическими свойствами, зависящими от длины волны», то есть телескоп увидел эффекты в составе и размере частиц, которые объясняют изменчивость.

Сантос-Санс сказал, что исследование позволяет предположить: малые тела с кольцами — даже те, что обращаются далеко от гравитационного влияния планет, — могут иметь больше изменений в своих системах, чем учёные считали ранее. «Наши результаты заставляют нас переосмыслить, как они формируются, как эволюционируют и какие механизмы поддерживают их стабильность», — сказал он.

Теоретическое последующее наблюдение, сделанное в следующий раз, когда Харикло пройдёт перед звездой, помогло бы подтвердить новые результаты «Уэбба», добавили исследователи — особенно кажущееся снижение непрозрачности одного кольца и увеличение непрозрачности другого.

«Эти наблюдения помогли бы отделить временную эволюцию от эффектов рассеяния, зависящих от длины волны, и прояснить физические процессы, формирующие кольца Харикло», — заявили исследователи в работе.

Веха «Уэбба»

Новые наблюдения Харикло также знаменуют первый раз, когда учёные запланировали кампанию наблюдений «Уэбба» специально вокруг звёздного покрытия — то есть исследователи точно рассчитали время наблюдения так, чтобы Харикло прошёл перед далёкой звездой с точки зрения телескопа.

Все наблюдения колец Харикло, как с земли, так и из космоса, использовали звёздные покрытия. Это потому, что кольца слишком тусклые, чтобы их можно было сфотографировать напрямую, поэтому астрономы должны узнавать о кольцах, измеряя падения и всплески яркости, когда Харикло проходит перед фоновой звездой. Учёные используют похожий метод для изучения атмосфер чужих планет с помощью инфракрасных инструментов «Уэбба».

Скорость Харикло относительно «Уэбба» была низкой — полтора километра в секунду, что позволило получить детальные изображения колец. Чтобы рассчитать время покрытия, исследователи использовали информацию из миссии «Гайя» Европейского космического агентства, которая точно картирует положения и движения более двух миллиардов звёзд, а также рассчитали орбиту «Уэбба» в точке примерно в полутора миллионах километров от Земли в направлении, противоположном Солнцу. По словам исследователей, планирование и выполнение миссии потребовали «чрезвычайной точности».