Новые наблюдения космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) показали, что кольца загадочного небольшого тела Харикло, обращающегося между Сатурном и Ураном, выглядят иначе, чем при предыдущих съёмках. Об этом сообщается в исследовании, опубликованном 9 сентября в журнале Science Advances. Харикло представляет собой кентавр — объект, сочетающий признаки астероида и кометы. Его диаметр составляет всего около 400 миль (250 километров), и он входит в большую группу мелких тел дальнего Солнечной системы.
Кольца вокруг Харикло впервые обнаружили в 2013 году, и это стало первым случаем, когда кольца нашли у небольшого тела Солнечной системы. Затем их изучали с помощью наземных телескопов в 2014 и 2017 годах. Когда в 2022 году к наблюдениям подключился JWST, за десятилетие в системе произошли заметные перемены. «Сравнивая наблюдения JWST с полученными… за последнее десятилетие, мы обнаружили противоположные изменения в двух кольцах: внутреннее кольцо демонстрирует значительно более высокую непрозрачность, а внешнее — более низкую», — заявил Пабло Сантос-Санс, исследователь Института астрофизики Андалусии и первый автор работы.
Точный механизм этих изменений учёным неизвестен, но авторы исследования предложили три объяснения. Первое: высокое разрешение JWST позволило разглядеть как более плотные, так и более разреженные зоны колец, которые не были видны при прежних наблюдениях. Второе: могли измениться материал колец или сами частицы. Третье: телескоп способен улавливать «частицы с оптическими свойствами, зависящими от длины волны», то есть эффекты состава и размера частиц, объясняющие переменчивость.
По словам Сантос-Санса, работа говорит о том, что небольшие тела с кольцами — даже находящиеся вдали от гравитационного влияния планет — могут претерпевать в своих системах больше изменений, чем считалось ранее. «Наши результаты заставляют нас переосмыслить, как они формируются, как эволюционируют и какие механизмы поддерживают их стабильность», — сказал он. Исследователи добавили, что теоретическое последующее наблюдение, проведённое при следующем прохождении Харикло перед звездой, помогло бы подтвердить новые результаты JWST — особенно видимое снижение непрозрачности одного кольца и рост непрозрачности другого.
«Эти наблюдения помогли бы отделить временную эволюцию от эффектов рассеяния, зависящих от длины волны, и прояснить физические процессы, формирующие кольца Харикло», — отметили авторы в исследовании. Новые данные также стали первым случаем, когда учёные спланировали кампанию наблюдений JWST специально вокруг звёздного покрытия: момент съёмки был точно рассчитан на прохождение Харикло перед далёкой звездой с точки зрения телескопа.
Все наблюдения колец Харикло — и с Земли, и из космоса — строились на звёздных покрытиях, поскольку кольца слишком тусклые для прямой съёмки. Астрономы измеряют колебания и всплески яркости, когда Харикло проходит перед фоновой звездой. Скорость Харикло относительно JWST была невысокой — 1,5 мили в секунду (2,5 километра в секунду), что позволило получить детальные изображения колец. Для расчёта времени покрытия использовались данные миссии Gaia Европейского космического агентства, которая точно отслеживает положение и движение более 2 миллиардов звёзд, а также вычисленная орбита JWST в точке примерно в 930 000 миль (1,5 миллиона километров) от Земли в сторону, противоположную Солнцу. По словам исследователей, планирование и проведение этой миссии потребовали «экстремальной точности».