Таинственные кольца вокруг космического камня могут быть вызваны тайной луной

Ученые обнаружили, что пара тонких колец, окружающих астероидоподобный кусок камня в холодных уголках космоса за Юпитером, вероятно, находится под присмотром крошечной, невидимой луны. Новое исследование было опубликовано в журнале The Planetary Science Journal.

Скала называется Харикло, это тип малой планеты, известной как кентавр – астероидоподобное тело, вращающееся вокруг Солнца в пространстве между Юпитером и Нептуном (а не между Юпитером и Марсом, где простирается пояс астероидов).

Харикло диаметром всего 250 километров — единственный известный кентавр или астероид с кольцами, причем у него не одно, а два.

Как астероиды поддерживают кольца, неизвестно. Но пара ученых под руководством астронома Аманды Сикафус из Института планетарных наук провела моделирование и обнаружила, что луны являются правдоподобным объяснением.

«Кольца вокруг малых планет были открыты совсем недавно, и в настоящее время известно лишь небольшое количество таких систем», — говорит Сикафус. «Было проведено значительное исследование ослепительных колец вокруг планет-гигантов; однако механизмы образования колец и эволюции вокруг малых объектов до конца не изучены. Мы показали, что одна из возможностей существования тонких колец вокруг малых тел — это что их лепит маленький спутник».

На самом деле кольца в Солнечной системе не редкость. Половина планет (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) имеют кольца, а также некоторые карликовые планеты. Обычно они состоят из мелких зерен пыли и льда, которые окружают экватор тела и связаны гравитационной орбитой, как деконструированная луна.

Мы находим все больше астероидов, у которых есть спутники, поэтому малые планеты с маленькими кольцами — не самые странные вещи, которые можно себе представить. Но интересны два очень четко очерченных кольца, как у Харикло.

Сикафуз и ее коллега, ученый-компьютерщик Марк Льюис из Университета Тринити, хотели выяснить, что делает кольца такими аккуратными.

Они провели серию симуляций N тел, используя модифицированный код, изначально разработанный для понимания колец Сатурна, и изменили различные параметры, чтобы попытаться воспроизвести систему Харикло.

Исследователи обнаружили, что одна крошечная луна диаметром всего 1 километр может иметь тонкие кольца, подобные тем, которые наблюдаются вокруг Харикло, придавая им форму и сохраняя зазор между ними аналогично спутникам-пастухам Сатурна. На самом деле, такая луна может быть даже необходима.

«Планетарные кольца со временем естественным образом расширяются или рассеиваются. У Чарикло есть два тонких кольца шириной в несколько километров. Чтобы кольца оставались такими тонкими, должен быть механизм, ограничивающий материал и предотвращающий его рассеивание», - сказал Сикафус. «На самом деле мы показываем это в статье, моделируя кольцевую систему, подобную Харикло, которая не имеет спутника, и обнаруживаем, что ширина колец увеличивается линейно со временем. Это не похоже на ситуацию, когда есть спутник, находящийся в резонансе с материал колец, который ограничивает наблюдаемую ширину колец километровыми размерами».

Интересно, что эти два кольца находятся очень близко к расстоянию от Харикло, известному как предел Роша. Это критическое расстояние, на котором кольца должны начать слипаться под действием силы тяжести и образовывать сами спутники. Однако маленькая луна может достаточно возмущать кольцо, чтобы оно оставалось кольцом. Это еще один фактор, который может быть в пользу луны.

К сожалению, учитывая, насколько мал и далек Чарикло, и насколько меньше должна быть любая луна, мы не сможем получить никаких фотографий такой луны, не отправив миссию, чтобы подойти немного ближе. Также может быть какой-то косвенный способ определить, есть ли на орбите Харикло луна, и контролировать ее кольца.

Также неясно, из чего сделаны кольца. Лед, вероятно, составляет довольно значительную долю, но мы не знаем, насколько велики частицы и как они взаимодействуют. Выяснение этих деталей поможет понять, что именно происходит с этим удивительным объектом.