Астероид нарушает все законы: его кольца меняются так, как не должны

Астероид Харикло, летающий между орбитами Юпитера и Нептуна, снова удивил астрономов. Этот сравнительно небольшой объект диаметром всего около 260 километров уже десять лет остаётся в центре внимания — у него обнаружены кольца, как у планет-гигантов. Но теперь космический телескоп "Джеймс Уэбб" показал нечто неожиданное: структура колец Харикло изменилась. Что заставило их перестроиться — пока никто не понимает.

Первый "маленький Сатурн"

Харикло относится к группе астероидов-кентавров — тел, чьи орбиты пролегают между внешними планетами и Поясом Койпера. Он имеет вытянутую форму: примерно 288x270x198 километров, и не может быть идеально круглым из-за малой массы.

О существовании колец стало известно в 2014 году. Тогда при наблюдении покрытия звезды этим астероидом выяснилось, что свет звезды погас не один раз, а несколько — словно Харикло окружали тонкие кольца, прерывающие свет. Это открытие стало сенсацией: впервые столь малое тело оказалось обладателем собственной кольцевой системы. Позже кольца нашли у кентавра Хирона и у карликовых планет Хаумеа и Квавара, но именно Харикло стал "первопроходцем".

Загадочные параметры колец

Сегодня известно, что у астероида два кольца. Внутреннее расположено примерно в 265 километрах от поверхности, а внешнее — в 280 километрах. При этом оба находятся за пределом Роша - условной границей, где гравитация основного тела уже не мешает обломкам сливаться в спутники. Теоретически кольца Харикло должны были либо рассеяться, либо объединиться в одно или два малых спутника. Но этого не происходит, и именно это стало первым поводом для вопросов.

"Мы наблюдаем систему, которая не должна существовать в стабильном виде, и всё же она там", — отметили исследователи из международной группы, анализировавшие данные "Джеймса Уэбба".

Что показал "Джеймс Уэбб"

Новые инфракрасные снимки астероида показали, что структура колец резко изменилась по сравнению с ранними наблюдениями. Если раньше оба кольца выглядели отчётливо и раздельно, то теперь внутреннее стало плотнее, а внешнее — почти исчезло.

Эти изменения невозможно объяснить случайным совпадением. Ведь за прошедшие годы Харикло наблюдали с Земли и с орбиты многократно, и столь разительных различий не было.

Возможные объяснения

Астрономы выдвинули несколько версий.

1. Перераспределение вещества.
   Возможно, частицы внешнего кольца со временем "переселились" во внутреннее. Это могло произойти под действием гравитации некоего "спутника-пастуха" - небольшого тела, вращающегося между кольцами и перемещающего частицы на своём пути. Подобные спутники известны у Сатурна: они формируют разрывы и волны в его кольцах.

2. Разрушение внешнего кольца.
   Есть вероятность, что внешнее кольцо действительно распадается и рассеивается в космосе. Тогда внутреннее могло пополниться его частицами, но процесс этот пока не подтверждён.

3. Особенности инфракрасных наблюдений.
   "Джеймс Уэбб" работает в инфракрасном диапазоне, где особенно хорошо видна мелкая пыль. Возможно, внутреннее кольцо стало "запылённым" и поэтому выглядит плотнее, а внешнее содержит в основном крупные частицы, слабее отражающие инфракрасный свет.

Почему это важно

Харикло — редкий пример тела, чьи гравитационные возможности ограничены, но которое всё же удерживает кольца. Для планет вроде Сатурна или Нептуна это объяснимо, но для астероида диаметром меньше 300 км — почти чудо. Наблюдения этой системы помогают понять, как могут формироваться кольца не только у планет, но и у малых тел.

Кроме того, подобные исследования дают ключ к разгадке того, как выглядела Солнечная система в прошлом. Возможно, миллиарды лет назад кольца были у многих тел — даже у Земли, как предполагают некоторые учёные.

Таблица сравнения кольцевых систем

А что если кольца — временное явление?

Некоторые астрономы считают, что кольца Харикло — временная структура, существующая всего несколько миллионов лет. При таком малом размере и слабой гравитации они могут исчезнуть, как только внутренние процессы или внешние возмущения нарушат их равновесие.

Возможно, мы наблюдаем Харикло в редкий момент его эволюции, когда кольца ещё сохраняются, но уже начинают распадаться. Если это так, то наблюдения "Уэбба" — не просто фиксация факта, а снимок последней стадии жизни кольцевой системы.

Альтернативные гипотезы

Некоторые исследователи выдвигают более смелые идеи:

• кольца могли быть остатками разрушенного спутника, который когда-то вращался вокруг Харикло;

• или это результат столкновения с другим кентавром, выбросившего в космос облако пыли и обломков.

Но чтобы подтвердить любую из гипотез, нужны новые наблюдения. Учёные планируют следить за астероидом в ближайшие годы, чтобы увидеть, продолжаются ли изменения.

Интересные факты

1. Харикло вращается вокруг Солнца за 62,9 года.

2. Его плотность примерно в два раза меньше, чем у воды — что говорит о ледяной природе.

3. Если бы человек стоял на поверхности Харикло, гравитация была бы в 300 раз слабее земной.

4. Кольца отражают солнечный свет, из-за чего астероид временами становится ярче.

5. Это самый маленький объект в Солнечной системе, у которого обнаружены устойчивые кольца.

Исторический контекст

После открытия колец у Харикло в 2014 году учёные начали активно пересматривать архивные наблюдения других кентавров. Оказалось, что и у Хирона, и у Квавара есть схожие признаки. Это заставило предположить, что кольца у малых тел встречаются чаще, чем считалось ранее.

Теперь наблюдения "Джеймса Уэбба" открывают новую главу: возможно, кольца не просто существуют, а постоянно эволюционируют, как живые системы.