Космос удивляет: у астероида обнаружились кольца. Что происходит?

Мы живем в удивительном мире, в нем огромное количество интереснейших явлений и феноменов. Один из них — планетарные кольца. Они есть у всех четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы. Хотя, конечно, самый известный «носитель» такого рода аксессуаров космического масштаба — Сатурн. У остальных они гораздо менее заметны. В 2013 году оказалось, что подобные украшения есть даже у планетоидов. Так, у Харикло, объекта диаметром около 250 км, обнаружили сразу два кольца. Тогда это открытие удивило ученых.

И эта система подбросила еще один сюрприз. За прошедшие несколько лет внутреннее кольцо стало хуже пропускать свет, а внешнее почти перестало быть видимым в инфракрасном диапазоне. Что происходит и почему? Неужели Харикло теряет свои аксессуары? Давайте попробуем разобраться.  

Открытие, которого не ждали

Что это вообще за объект? Харикло обращается вокруг Солнца между орбитами Сатурна и Урана. Он относится к «кентаврам» — малым телам внешней части Солнечной системы со свойствами как астероидов, так и комет. В своей группе он один из самых крупных. Его форма далека от идеального шара: он заметно сплюснут и немного вытянут в длину. С расстояния в миллиарды километров рассмотреть такие подробности напрямую трудно, поэтому размеры и очертания приходится определять косвенными способами. 

Один из них — наблюдать, как исследуемый объект проходит перед источником света. Ну, например, звездой, только не по имени Солнце, а другой, более далекой. Когда он закрывает ее, яркость на короткое время падает. Продолжительность и динамика такого затемнения помогает определить размеры. 

3 июня 2013 года несколько обсерваторий в Южной Америке наблюдали, как Харикло проходит перед далекой звездой. Сначала она дважды ненадолго потускнела, затем скрылась за самим небесным телом. Когда снова появилась, ее свет еще два раза слабел. Проанализировав все это, ученые поняли, что у объекта есть кольца, о чем никто и не подозревал. Они получили обозначения C1R и C2R. Выяснилось, что расположены они примерно в 390 и 405 км от центра нашего кентавра.

Ученые все это зафиксировали, задокументировали и казалось, что на этом все. Чем еще может порадовать мертвый астероид пытливые земные умы? Но выяснилось, что может.

Что изменилось за девять лет

В 2022 году астрономы решили снова понаблюдать за кольцами Харикло, теперь с помощью James Webb. Его инфракрасная камера могла помочь разобраться в их строении и составе. Ученые выбрали момент, когда система должна была пройти перед далекой звездой. Чтобы телескоп не пропустил событие, заранее рассчитали его положение и время наблюдений. 18 октября камера записала, как кольца ослабляют свет, а сам Харикло прошел чуть в стороне и звезду не закрыл.  

Камера одновременно следила за звездой на двух длинах волн — 1,5 и 3,2 микрометра. В обоих случаях внутреннее кольцо было хорошо заметно, а его границы четко различались. Ученые учли разный угол обзора и выяснили, что теперь оно задерживает около 43% света вместо прежних 30%. Это необязательно означает, что вещества стало больше — такой же эффект могло дать дробление крупных обломков: множество мелких частиц способно перекрывать больше света при той же общей массе. 

Внешнее кольцо, наоборот, стало почти незаметным: на длине волны 1,5 микрометра оно лишь немного ослабило свет звезды, а на 3,2 приборы не обнаружили явного затемнения. Но это еще не значит, что вещество исчезло: мелкая пыль может задерживать видимый свет и гораздо лучше пропускать инфракрасный. Чтобы выяснить, действительно ли кольцо рассеивается, нужны новые наблюдения. Результаты исследований опубликовали в сентябре 2026 года, сравнив данные Webb за 2022-й с наземными измерениями, которые проводили с 2013-го. 

Ученые предположили, что перед звездой прошел особенно плотный участок внутреннего кольца. Ведь за одно такое событие удается изучить лишь небольшую часть системы, где обломков может быть больше или меньше, чем в среднем. Но компьютерные расчеты показали, что случайное сгущение вряд ли объясняет полученные данные. Кольца остались примерно на прежнем расстоянии от Харикло, а вот их прозрачность изменилась. Так что, скорее всего, поменялись они сами. 

А что за кольца вообще?

Из чего состоят — пока точно неизвестно. Астрономы предполагают, что в них есть водяной лед. Webb обнаружил признаки замерзшей воды в отраженном солнечном свете. Однако большую часть его отражает поверхность самого Харикло, поэтому состав окружающих обломков определить трудно. Но изменение прозрачности может быть связано не с тем, из чего они состоят, а с их размером.  

Если крупные куски сталкиваются и раскалываются, вместо них появляется множество мелких фрагментов. Постепенно они расходятся, кольца, соответственно, становятся шире и могут заслонять больше света, чем прежде. Но вот общая масса вещества остается такой же. Так что внутреннее кольцо могло стать менее прозрачным без притока новых обломков.  

Во внешнем периметре столкновения могли, наоборот, ускорить потерю вещества. Солнечный свет оказывает давление на мелкую пыль и способен менять ее орбиты, из-за чего она постепенно рассеивается. Возникает предположение: возможно, часть обломков переместилась во внутреннее кольцо. Но если учесть ширину обеих структур и то, сколько света они задерживают, прибавка внутри примерно в десять раз больше потери снаружи. Поэтому одним переносом материала объяснить изменения не получается. 

Тут есть интересная проблема — почему кольца остаются узкими. Ведь в обычной ситуации столкновения меняют движение обломков, со временем они должны занимать все более широкую область. 

Возможный ответ тоже есть, причем все становится еще интереснее. Расчеты показывают, что этому может способствовать небольшой спутник. На подходящей орбите его притяжение удерживает вещество и не давать ему рассеиваться. Для такого эффекта в некоторых моделях достаточно луны размером в несколько километров, но пока возле Харикло ее не нашли.

Помогать кольцу сохранять форму может сам Харикло. Он вытянут, поэтому при вращении его притяжение слегка ускоряет и замедляет окружающие обломки. Компьютерные расчеты показали, что вместе со столкновениями такие изменения скорости могут удерживать вещество в узкой полосе. Но этот механизм работает неидеально: часть материала все-таки уходит за ее пределы. Поэтому астрономы и предполагают, что рядом есть маленький спутник, чье притяжение помогает удерживать форму «пояса». 

Если у Харикло есть спутник, он мог бы снабжать кольца свежими обломками — например, после ударов о его поверхность. Теперь астрономы хотят снова понаблюдать, как эта система проходит перед далекими звездами. На этот раз особенно нужны измерения в видимом свете, чтобы сравнить их с прежними данными и выяснить, действительно ли внешнее кольцо рассеивается. Заодно появится шанс найти предполагаемую луну: если она закроет звезду, приборы заметят еще одно короткое затемнение. Так можно будет проверить, есть ли у Харикло небольшой сосед, который помогает сохранять его кольца.

В любом случае одной тайной, в буквальном смысле покрытой мраком, станет меньше.