«Джеймс Уэбб» увидел, как у кентавра Харикло меняются кольца

Космический телескоп «Джеймс Уэбб» зафиксировал изменения в системе колец Харикло, кентавра диаметром около 250 километров. Внутреннее кольцо объекта стало примерно на 40% плотнее, а внешнее почти перестало регистрироваться. Это первое прямое наблюдение эволюции колец у малого тела Солнечной системы.

Харикло движется между орбитами Сатурна и Урана. 18 октября 2022 года JWST наблюдал, как объект прошёл перед фоновой звездой, записывая событие в ближнем инфракрасном диапазоне на длинах волн 1,5 и 3,2 микрометра. Земная атмосфера блокирует излучение свыше 3 микрометров, поэтому провести такие измерения с поверхности планеты невозможно.

Метод покрытия звезды позволил телескопу увидеть оба кольца. Внутреннее C1R сохранило резкие края, но его доля заблокированного звёздного света выросла с 0,303 до 0,431. Это указывает на увеличение плотности кольца примерно на 40% по сравнению с наблюдениями десятилетней давности.

Астрономы из Института астрофизики Андалусии проверили, может ли результат объясняться неравномерной структурой C1R. Для этого они построили модель и провели 10 миллионов симуляций покрытий. Вероятность случайно получить такие данные при одном измерении составила 1 к 1000 для длины волны 1,5 микрометра и 4 к 100 000 для 3,2 микрометра. Телескоп зарегистрировал кольцо дважды — на входе в покрытие и на выходе, поэтому авторы сочли случайное объяснение ещё менее вероятным.

Внешнее кольцо C2R вело себя противоположным образом. На длине волны 1,5 микрометра его сигнал оказался едва заметным, а на 3,2 микрометра исчез полностью. Исследователям пришлось использовать модели, чтобы выделить кольцо из кривой блеска. Расчёт эквивалентной ширины показал, что C1R приобрело примерно в 10 раз больше материала, чем потеряло C2R.

Как устроена система колец Харикло

Харикло относится к кентаврам, чьи орбиты пролегают между орбитами планет-гигантов. В 2013 году астрономы обнаружили у объекта два узких кольца и обозначили их C1R и C2R. Они расположены на расстоянии 390 и 405 километров от центра Харикло, а ширина каждого составляет несколько километров. Между кольцами находится зазор примерно в 7 километров.

До новых наблюдений кольца малых тел считались относительно стабильными структурами. Теперь данные указывают, что они могут заметно перестраиваться. Источник дополнительного материала для C1R пока не установлен.

Ведущая гипотеза предполагает наличие небольшого спутника на орбите внешнего кольца. Такой объект мог бы поддерживать стабильность обоих колец, сохранять их резкие границы и поставлять обломки для пополнения C1R. Сам спутник пока не обнаружен.

Кольца также нашли у другого кентавра, Хирона, а ещё у карликовой планеты Хаумеа и транснептунового объекта Квавар. У планет-гигантов подобные структуры тоже меняются: D-кольцо Сатурна измеримо сжалось, а арки Адамса у Нептуна перестраиваются.