Внешнее кольцо кентавра Харикло потеряло в веществе

Астрономы выяснили, что внутреннее кольцо у кентавра Харикло в течение нескольких лет стало более непрозрачным и широким, а внешнее — наоборот. Это говорит о том, что внутреннее кольцо пополняется веществом или генерирует более мелкие частицы в ходе столкновений, а внешнее — активно рассеивается. Статья опубликована в журнале Science Advances.

(10199) Харикло — самый крупный (диаметр 124 километра) представитель кентавров. Эти малые тела могут демонстрировать свойства и комет, и астероидов. В 2013 году у объекта заметили два узких (шириной несколько километров) кольца, расположенных на расстояниях 390 и 405 километров от Харикло и содержащих водяной лед, что стало первым подобным открытием. В дальнейшем кольца обнаружились у кентавра Хирон и карликовых планет Хаумеа и Квавар, однако природа таких структур, их точные свойства и эволюционные механизмы до сих пор остаются малоизученными.

Группа астрономов во главе с Пабло Сантосом-Сансом (Pablo Santos-Sanz) из Института астрофизики Андалусии опубликовала результаты анализа данных наблюдений в ближнем инфракрасном диапазоне камеры NIRCam «Джеймса Уэбба» за событием покрытия Харикло фоновой звезды Gaia DR3 6873519665992128512 18 октября 2022 года. Ученые сравнили эти данные с данными наблюдений за Харикло ряда наземных обсерваторий, которые суммарно охватывали период с января 2013 по октябрь 2022 года.

По данным «Джеймса Уэбба» внутреннее кольцо Харикло обладает резкими краями, демонстрируя заметно большую непрозрачность, чем в ранних наземных наблюдениях. Непрозрачность внешнего кольца, наоборот, оказалась неожиданно меньше, чем ожидалось. В период с 2013 по 2022 год эквивалентная ширина (пропорциональна общему эффективному поперечному сечению зерен, ответственных за поглощение излучения фоновой звезды) внутреннего кольца увеличилась на 0,9 километра, в то время как эквивалентная ширина внешнего кольца уменьшилась на 0,094 километра.

Исследователи пришли к выводу, что непрозрачность внутреннего кольца могла увеличиться за счет его пополнения веществом или из-за увеличения эффективного поперечного сечения зерен — например, за счет столкновений между более крупными частицами внутри кольца. Внешнее кольцо может претерпевать процесс активного рассеяния — тоже, например, за счет столкновений между частицами. Это будет порождать зерна субмикронных размеров, которые гораздо более восприимчивы к давлению излучения или другим процессам, вызывающим увеличение эксцентриситета орбит.

Дальнейшие наблюдения «Джеймса Уэбба» за Харикло должны подтвердить изменения ширины и непрозрачности колец. Кроме того, ученые хотят проверить идеи о том, что именно является причиной стабильности внутреннего кольца. Считается, что оно находится в спин-орбитальным резонансе 1:3 с Харикло, что и обеспечивает удержание. Однако если у Харикло есть маленький спутник-пастух вблизи внешнего кольца, то такой объект уменьшит вероятность выхода внутреннего кольца из резонанса, заодно пополняя его материалом. С другой стороны, для сильно наклоненных колец у малых тел наличие спутника-пастуха может быть необязательным условием стабильности — достаточно определенных размеров зерен.

Помимо колец малые тела Солнечной системы могут обладать и спутниками, наиболее эффектным представителем подобных объектов стал четверной астероид Электра.