Астрономы с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба выяснили, что кольцевая система небольшого небесного тела Солнечной системы устроена сложнее, чем считалось ранее. Речь идет о Харикло — объекте, который обращается вокруг Солнца между Сатурном и Ураном на расстоянии примерно в 17 раз больше, чем от Земли до Солнца. При ширине всего около 250 километров Харикло, относящийся к семейству астероидов-кентавров, обладает двумя плотными кольцами.
Хотя Сатурн считается самой известной планетой с кольцами, другие планеты тоже имеют кольцевые системы, пусть и менее заметные, включая Уран, Нептун и Юпитер. Однако Харикло и еще более мелкое тело Хирон показывают, что кольца могут формироваться даже у самых небольших объектов. Благодаря высокой чувствительности телескопа Джеймса Уэбба ученые теперь знают, что кольца Харикло оказались еще более необычными, чем предполагало их открытие в 2013 году.
Группа исследователей под руководством специалистов Института астрофизики Андалусии начала наблюдать Харикло с помощью телескопа Джеймса Уэбба в октябре 2022 года. Они применили метод звездных покрытий, который измеряет снижение света от звезды, когда объект проходит перед ней. Руководитель группы Пабло Сантос-Санс из IAA-CSIC заявил: «Сравнивая наблюдения Джеймса Уэбба с данными других звездных покрытий за последнее десятилетие, мы обнаружили противоположные изменения в двух кольцах: внутреннее кольцо показывает значительно более высокую непрозрачность, а внешнее — более низкую».
Изменения колец астероида говорят о том, что он подвержен более сложным физическим процессам, чем предполагалось ранее. Это важно, поскольку прежде ученые считали, что кольца малых тел относительно стабильны. «Наши результаты заставляют нас пересмотреть, как они формируются, как эволюционируют и какие механизмы поддерживают их стабильность, — сказал Сантос-Санс. — Возможность обнаруживать эти изменения открывает новое окно для понимания эволюции таких систем и, возможно, других кольцевых систем в Солнечной системе». Причина этих изменений пока остается загадкой.
Исследование стало важной вехой не только для понимания астероидов и кольцевых систем Солнечной системы, но и для телескопа Джеймса Уэбба. «Для этого требовалось с необычайной точностью знать орбиту Харикло, положение звезды благодаря миссии Европейского космического агентства Gaia и траекторию самого Джеймса Уэбба вокруг точки Лагранжа L2 — области космоса примерно в 1,5 миллиона километров за Землей, в стороне от Солнца, — отметил участник группы Юджель Кылыч из IAA-CSIC. — Джеймс Уэбб движется по орбите вокруг этой области, что требует периодических корректировок с помощью маневров удержания».
Во время покрытия, использованного в исследовании, Харикло двигался относительно телескопа Джеймса Уэбба со скоростью около 2,5 километра в секунду. По земным меркам это очень быстро, но для объектов, несущихся через Солнечную систему, сравнительно медленно. Такая низкая скорость позволила разглядеть кольца Харикло с беспрецедентной детализацией. Сейчас астрономы полагаются на метод покрытий для изучения Харикло и его колец, так как даже телескоп Джеймса Уэбба недостаточно мощный, чтобы напрямую сфотографировать этот небольшой и далекий астероид. Результаты исследования были опубликованы во вторник, 9 сентября, в журнале Science Advances.