Наблюдения космического телескопа James Webb показали, что кольца небольшого объекта Харикло меняются всего за несколько лет. Исследование под руководством Института астрофизики Андалусии (IAA-CSIC) опубликовано в журнале Science Advances. Харикло диаметром около 250 километров движется между Сатурном и Ураном, почти в 17 раз дальше от Солнца, чем Земля.
Ключевые данные получили 18 октября 2022 года, когда Харикло прошёл перед далёкой звездой. Такое явление называют покрытием звезды: объект и его кольца на короткое время закрывают часть её света, а изменения яркости позволяют изучать структуру системы. Снимок колец получить напрямую невозможно, поскольку они слишком узкие и удалённые даже для James Webb и крупнейших наземных телескопов.
Учёные сопоставили новые измерения с результатами наблюдений аналогичных покрытий за предыдущее десятилетие. Выяснилось, что два кольца изменились по-разному. «Сравнив наблюдения JWST с данными других покрытий звёзд за последнее десятилетие, мы обнаружили противоположные изменения в двух кольцах: внутреннее кольцо стало значительно более непрозрачным, а внешнее — менее непрозрачным», — объяснил исследователь IAA-CSIC Пабло Сантос-Санс.
Иными словами, внутреннее кольцо теперь задерживает больше света, чем раньше, тогда как внешнее пропускает его больше. Относительно медленное движение Харикло по отношению к телескопу — 2,5 километра в секунду — позволило получить особенно подробные сведения о пространственной структуре колец. Ранее кольцевые системы малых тел Солнечной системы обычно считали достаточно стабильными.
Наблюдение стало первым случаем, когда покрытие звезды заранее рассчитали и запланировали специально для James Webb, а затем успешно провели. Для этого потребовались точные данные об орбите Харикло, положении фоновой звезды, определённом благодаря миссии Gaia Европейского космического агентства, и траектории телескопа вокруг точки Лагранжа L2 примерно в 1,5 миллиона километров от Земли в направлении от Солнца. «Для этого требовалось с исключительной точностью знать орбиту Харикло, положение звезды — благодаря миссии Gaia Европейского космического агентства — и траекторию JWST вокруг точки Лагранжа L2, расположенной примерно в 1,5 миллиона километров за Землёй, дальше от Солнца. JWST движется по орбите вокруг этой области, которая требует периодических корректировок с помощью манёвров удержания», — отметил соавтор работы, постдокторант IAA-CSIC Юджел Килич.
Полученные результаты указывают, что кольца Харикло могут развиваться на необычно коротких временных интервалах. «Наши результаты заставляют пересмотреть представления о том, как они формируются, развиваются и какие механизмы поддерживают их стабильность. Возможность обнаруживать такие изменения открывает новый путь к пониманию эволюции этих систем и, возможно, других кольцевых систем Солнечной системы», — сказал Сантос-Санс. Причиной различий могут быть реальные изменения колец, особенности фильтров, использованных при разных наблюдениях, либо сочетание обоих факторов. Как сообщает ScienceDaily, в работе участвовали исследователи из Испании, Бразилии, Франции, Венгрии и США, а IAA-CSIC координировал проект, расчёт покрытия, обработку данных, моделирование колец и статистический анализ.