Телескоп Джеймса Уэбба обнаружил изменения в невидимых кольцах Харикло

До недавнего времени считалось, что кольца есть только у гигантских планет Солнечной системы — Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна. Однако в 2013 году астрономы сделали неожиданное открытие: небольшое небесное тело диаметром всего около 250 километров, расположенное между Сатурном и Ураном, тоже имеет кольцевую систему. Это тело получило название Харикло. Теперь же космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) показал, что эти кольца меняются гораздо быстрее, чем предполагалось.

18 октября 2022 года Институт астрофизики Андалусии (IAA-CSIC) организовал наблюдения Харикло с помощью телескопа JWST. Ученые использовали метод звездного покрытия: когда объект проходит перед звездой, он ненадолго загораживает ее свет, что позволяет изучать структуру колец. Новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, впервые продемонстрировало, что система колец Харикло изменилась всего за несколько лет.

«Сравнивая наблюдения JWST с данными других звездных покрытий за последнее десятилетие, мы обнаружили противоположные изменения в двух кольцах: внутреннее кольцо стало значительно более плотным, а внешнее — менее плотным», — объясняет Пабло Сантос-Санс, исследователь из IAA-CSIC, руководивший исследованием.

Такое неожиданное поведение показывает, что система колец Харикло динамична и подвержена более сложным физическим процессам, чем считалось ранее. До сих пор ученые полагали, что кольца вокруг малых тел Солнечной системы относительно стабильны. Обнаруженные изменения заставляют пересмотреть эту точку зрения.

Это исследование стало еще и технологическим прорывом: покрытие Харикло было первым звездным покрытием, специально спрогнозированным и запланированным для наблюдения с помощью JWST. Для этого потребовалось с невероятной точностью знать орбиту Харикло, положение звезды (благодаря миссии Gaia Европейского космического агентства) и траекторию самого телескопа JWST вокруг точки Лагранжа L2, расположенной примерно в 1,5 миллиона километров от Земли.

«Наши результаты заставляют нас переосмыслить, как формируются эти кольца, как они эволюционируют и какие механизмы поддерживают их стабильность. Возможность обнаруживать эти изменения открывает новое окно для понимания эволюции этих систем и, возможно, других кольцевых систем в Солнечной системе», — говорит Сантос-Санс.

Кольца Харикло настолько узкие, а само тело находится так далеко, что их невозможно сфотографировать напрямую даже с помощью телескопа Джеймса Уэбба или крупнейших наземных телескопов. Только метод звездных покрытий позволяет изучать их косвенно, измеряя кратковременные падения яркости звезды, когда каждое кольцо проходит перед ней.

Физическая природа обнаруженных изменений пока остается открытым вопросом: они могут отражать временную эволюцию колец, различия, связанные с использованием разных фильтров, или комбинацию обоих эффектов. Исследование проводилось в сотрудничестве с учеными из Испании, Бразилии, Франции, Венгрии и США.