«Джеймс Уэбб» запечатлел эволюцию колец у гигантского астероида на краю Солнечной системы

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» (JWST) зафиксировала масштабную трансформацию кольцевой системы Харикло (10199 Chariklo) — 250-метрового кентавра, чей путь пролегает между орбитами Сатурна и Урана. Сопоставление с наземными наблюдениями десятилетней давности показало, что внутреннее кольцо C1R стало существенно плотнее, в то время как внешнее C2R практически перестало фиксироваться. Это эпохальное событие — первое в истории науки прямое свидетельство динамической эволюции колец вокруг небольшого тела нашей звездной системы.

Харикло принадлежит к классу кентавров — ледяных тел, чьи орбиты пересекают области планет-гигантов. Еще в 2013 году ученые открыли у него два тонких кольца, получивших индексы C1R и C2R. Они залегают на дистанциях 390 и 405 километров от центра объекта, имея ширину в несколько километров при разделяющем их семикилометровом промежутке. До сих пор кольца подобных астероидов считались незыблемыми, однако свежая информация полностью перевернула эти представления.

Прорывное открытие было совершено методом звездного покрытия. 18 октября 2022 года JWST задокументировал проход Харикло перед фоновым светилом сразу в двух ближних инфракрасных спектрах — 1,5 и 3,2 микрометра. Данный сеанс стал дебютным детектированием кольцевых структур малого тела в диапазоне свыше 3 микрометров, недоступном для наземных телескопов из-за экранирующего действия земной атмосферы. Оптическая ось прибора пересекла обе орбитальные структуры.

Если внутреннее кольцо C1R продемонстрировало четкие, очерченные контуры, то способность блокировать звездное излучение подскочила у него с 0,303 до 0,431. Астрофизики из Андалусии провели масштабную проверку, исключив фактор неоднородности кольца: они создали математическую модель и прогнали 10 миллионов симуляций затмений. Вероятность случайного совпадения параметров для волны 1,5 мкм составила один шанс на тысячу, а для 3,2 мкм — четыре на сто тысяч. Учитывая двукратную фиксацию кольца (на входе и выходе из тени), исследователи констатировали реальное физическое утолщение структуры.

Напротив, периферийное кольцо C2R оказалось практически неуловимым: на длине волны 1,5 мкм сигнал едва угадывался, а на 3,2 мкм отсутствовал напрочь, несмотря на проход через тот же сектор. Для его идентификации астрономам пришлось задействовать сложные алгоритмы фильтрации кривой блеска. Расчеты эквивалентной ширины преподнесли сюрприз: внутреннее кольцо аккумулировало примерно вдесятеро больше вещества, чем лишилось внешнее. Происхождение этой дополнительной материи пока остается загадкой.

Главная рабочая версия ученых подразумевает присутствие миниатюрного спутника, вращающегося на внешней границе системы. Подобный гравитационный пастух не только объяснил бы сохранность четких краев обоих колец, но и служил бы постоянным источником пыли и обломков, подпитывающих C1R. Сам спутник пока не обнаружен.

Примечательно, что Харикло — не единичный обладатель подобных образований: кольца уже найдены у другого кентавра (Хирона), карликовой планеты Хаумеа и транснептунового объекта Квавар. Кольца планет-гигантов известны своей изменчивостью — так, D-кольцо Сатурна заметно истончилось, а нептунианские арки Адамса постоянно переформатируются. Полученные сведения доказывают, что малые тела подвержены аналогичным процессам, что открывает новую главу в изучении космической динамики.

Источник: iXBT