Незвичайний астероїдоподібний об’єкт Харикло, найбільший відомий представник класу Центаврів, виявився ще дивнішим, ніж вважали раніше. Міжнародна команда астрономів виявила, що його система кілець змінюється: одне кільце стає щільнішим, інше — втрачає матеріал. Про це повідомляє видання Universe Today із посиланням на нове дослідження в Science Advances.

Харикло належить до Центаврів — невеликих крижаних тіл, орбіти яких перетинають траєкторії зовнішніх планет. Він вирізняється одразу двома особливостями: радіусом близько 125 кілометрів і тим, що це єдиний відомий Центавр із системою кілець. Сам об’єкт відкрили у 1997 році, а його кільця — у 2013-му.

Як змінюються кільця Харикло

Нове дослідження показало, що два кільця Харикло, позначені як C1R (внутрішнє) та C2R (зовнішнє), за кілька років помітно змінили свою оптичну густину — тобто непрозорість для світла.

Вчені порівняли результати спостережень 2017 та 2022 років. У 2017 році наземні телескопи дали базову оцінку розміру та складу кілець, а у 2022-му систему Харикло спостерігав космічний телескоп Джеймса Вебба (JWST). Уже тоді було видно, що внутрішнє кільце щільніше за зовнішнє.

Кільця розташовані на орбіті приблизно 265 кілометрів (C1R) та 280 кілометрів (C2R) від поверхні Харикло. Аналіз новіших даних показав: внутрішнє кільце стало більш непрозорим більш ніж на 50 %, а зовнішнє, навпаки, зменшило свою непрозорість приблизно на 60 % порівняно з 2017 роком.

Непрозорість описує, наскільки об’єкт пропускає світло: 0 % означає повну прозорість, а 100 % — повну темряву. Отже, внутрішнє кільце стало помітно щільнішим, а зовнішнє — розрідженішим. Дослідники пов’язують це з тим, що матеріал у кільцях може перерозподілятися, частково поповнюючись або втрачаючись.

Несподівана динаміка малих кілець

Автори роботи зазначають, що спостереження за затемненнями зір показали раніше невідомі риси поведінки кілець навколо малих тіл. Зміни в системі Харикло вказують на динамічні процеси, які довгий час залишалися прихованими.

Водночас дослідники підкреслюють, що ці дані ще не дають остаточної фізичної картини. Наразі незрозуміло, чи пов’язані зміни в яскравості кілець переважно з реальною еволюцією їх структури в часі, чи з тим, як їх непрозорість залежить від довжини хвилі світла, чи з поєднанням обох факторів. Фізичне походження цих ефектів залишається відкритим питанням.

Як JWST «бачить» кільця через зоряні покриття

Щоб простежити такі тонкі зміни, науковці використали метод зоряних покриттів. Це явище, коли об’єкт Сонячної системи проходить перед далекою зорею, на мить частково перекриваючи її світло. За формою й глибиною цього ледь помітного зниження яскравості можна відновити розміри тіла, а також з’ясувати, чи має воно кільця.

За принципом цей підхід нагадує транзитний метод пошуку екзопланет, де вимірюють, як планета перекриває диск зорі. Однак у разі зоряних покриттів ситуація протилежна: велике тіло або його кільця перекривають світло від набагато слабшої далекої зорі.

Робота з Харикло демонструє, що телескоп Джеймса Вебба може ефективно застосовувати цей метод для детального вивчення об’єктів у нашій Сонячній системі, включно з невеликими тілами та їхніми кільцями.

Учені сподіваються, що наступні спостереження за допомогою JWST та наземних обсерваторій дадуть змогу зрозуміти, які саме фізичні процеси змушують кільця Харикло набирати та втрачати матеріал. Це, у свою чергу, допоможе краще пояснити, як формуються й еволюціонують кільця не лише навколо гігантських планет, а й навколо менших тіл Сонячної системи.