JWST обнаружил динамическую структурную эволюцию в кольцах Харикло

Фото из открытых источников

Когда мы думаем об астероидах, мы часто представляем себе главный пояс астероидов между Марсом и Юпитером, в котором находится большинство известных астероидов нашей Солнечной системы. Однако в нашей Солнечной системе есть несколько других популяций астероидов и ледяных камней, включая троянские астероиды Юпитера, вращающиеся вокруг орбиты Юпитера, а также ледяные тела и кометы пояса Койпера. Но есть одна популяция астероидов, которую часто упускают из виду, — кентавры, главным образом потому, что их орбиты не находятся в фиксированном положении, а пересекают орбиты внешних планет.

Однако один кентавр, Харикло, выделяется не только тем, что является самым крупным из известных кентавров с радиусом 125 километров, но и тем, что это единственный кентавр, имеющий систему колец: Харикло и его система колец были обнаружены в 1997 и 2013 годах соответственно. Теперь международная группа из более чем двух десятков исследователей, возможно, обнаружила, как эта система колец могла измениться за последние годы. Как они обсуждают в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, исследователи представляют доказательства того, что два кольца Харикло, возможно, приобретают и теряют материал.

Для определения этого исследователи использовали распространенный метод, называемый звездным затмением, который применялся для наблюдений кольцевой системы Харикло в 2017 и 2022 годах с помощью наземных телескопов и космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST) НАСА соответственно. Исследование 2017 года установило базовые данные о составе и размерах колец, а исследование 2022 года использовало JWST для наблюдения за Харикло и его кольцами. Было установлено, что внутреннее кольцо плотнее внешнего. В то время как радиус Харикло составляет около 125 километров, внутреннее кольцо (C1R) и внешнее кольцо (C2R) вращаются на расстоянии около 265 километров и 280 километров от поверхности Харикло соответственно.

В ходе последнего исследования ученые обнаружили, что непрозрачность внутреннего кольца (C1R) увеличилась более чем на 50 процентов, а непрозрачность внешнего кольца (C2R) уменьшилась примерно на 60 процентов по сравнению с исследованием 2017 года. Непрозрачность объекта — это его способность пропускать свет, при этом полностью прозрачный объект имеет 0 процентов непрозрачности, а полностью темный объект — 100 процентов непрозрачности. По сути, было установлено, что внутреннее кольцо оказалось более плотным, чем в предыдущих исследованиях, в то время как плотность внешнего кольца уменьшилась. Исследователи объясняют это тем, что в каждом из колец происходит восполнение и потеря материала.

В исследовании отмечается: «В более широком смысле, наши наблюдения за затмениями выявляют ранее нераспознанное поведение в системах колец малых тел. Неожиданные изменения, обнаруженные в кольцах Харикло, указывают на динамическое поведение, которое до сих пор оставалось полностью скрытым, хотя они пока не дают окончательной физической картины. Отражают ли эти изменения в основном временную эволюцию, зависимость непрозрачности от длины волны или их сочетание, их физическое происхождение остается открытым вопросом, предоставляя беспрецедентную возможность заглянуть в физические процессы, формирующие системы колец вокруг малых тел».

Звездные затмения происходят, когда объект Солнечной системы проходит перед далекой звездой, и с помощью чрезвычайно малого уменьшения яркости звездного света можно наблюдать размер объекта и даже наличие у него колец. Это работает аналогично методу транзита для идентификации экзопланет, но если метод транзита предполагает измерение меньшего объекта, проходящего перед гораздо большей звездой, то звездное затмение предполагает измерение очень большого объекта, проходящего перед гораздо меньшей звездой. Исследователи отмечают, что это исследование демонстрирует способность телескопа JWST использовать звездные затмения для изучения объектов Солнечной системы.