1713
Космічний телескоп Джеймса Вебба вперше показав, що кільця навколосонячного об’єкта Харікло змінюються помітно всього за кілька років. За даними нового дослідження, опублікованого в Science Advances, внутрішнє кільце стало значно непрозорішим, тоді як зовнішнє, навпаки, демонструє меншу непрозорість. Про це повідомляє SciTechDaily.
Довгий час вважалося, що кільця є особливістю лише гігантських планет — Юпітера, Сатурна, Урана та Нептуна. Це уявлення змінилося у 2013 році, коли астрономи виявили дві щільні кільцеві структури навколо Харікло — невеликого тіла діаметром близько 250 кілометрів, яке рухається між орбітами Сатурна й Урана на відстані майже у 17 разів більшій, ніж відстань Земля–Сонце.
Як Вебб «побачив» невидимі кільця
18 жовтня 2022 року команда під керівництвом Інституту астрофізики Андалусії (IAA-CSIC) використала телескоп Джеймса Вебба (JWST), щоб дослідити кільця Харікло під час зоряного покриття. Цей метод ґрунтується на тому, як змінюється яскравість далекої зорі, коли перед нею проходить об’єкт із кільцями.
Порівнявши дані JWST з результатами інших зоряних покриттів за останнє десятиліття, дослідники виявили протилежні зміни у двох кільцях. Внутрішнє кільце демонструє значно вищу непрозорість, тоді як зовнішнє стало менш непрозорим. Це свідчить, що кільця не є статичними структурами, а система є активною і підпорядковується складнішим фізичним процесам, ніж вважалося раніше.
Кільця Харікло надзвичайно вузькі, а саме тіло настільки далеке, що навіть JWST і найбільші наземні телескопи не можуть безпосередньо їх сфотографувати. Зоряні покриття дають обхідний шлях: коли Харікло з кільцями проходить перед фоновою зорею, кожне кільце викликає коротке падіння її яскравості. За формою та глибиною цих «провалів» можна судити про структуру та непрозорість кілець.
Технічний прорив для телескопа Джеймса Вебба
Спостереження за Харікло стали також важливою технічною віхою. Це було перше зоряне покриття, яке спеціально спрогнозували, спланували для JWST і успішно зафіксували телескопом.
Для цього потрібно було з надзвичайною точністю знати орбіту Харікло, положення зорі (завдяки місії Gaia Європейського космічного агентства) і траєкторію самого JWST навколо точки Лагранжа L2 — області простору приблизно за 1,5 мільйона кілометрів від Землі у напрямку від Сонця. Телескоп рухається орбітою навколо цієї точки й потребує регулярних корекцій за допомогою маневрів утримання на орбіті.
Під час покриття Харікло рухався відносно JWST лише зі швидкістю близько 2,5 кілометра за секунду. Така незвично мала відносна швидкість дала астрономам виняткову просторову роздільну здатність і змогу детальніше дослідити тонку структуру кілець.
Кільця малих тіл виявилися менш стабільними
До цього вчені загалом припускали, що кільця навколо малих тіл Сонячної системи залишаються відносно стабільними в часі. Виявлені зміни в системі Харікло ставлять це припущення під сумнів і натякають, що такі кільця можуть еволюціонувати значно швидше, ніж очікувалося.
Автори роботи зазначають, що їхні результати змушують переосмислити, як формуються подібні кільця, як вони змінюються та які механізми підтримують їхню стабільність. Можливість фіксувати такі зміни відкриває нове вікно для розуміння еволюції не лише кілець Харікло, а й інших кільцевих систем у Сонячній системі.
Точна причина виявлених змін поки що невідома. Вони можуть бути наслідком реальної еволюції кілець з часом, відмінностей у фільтрах, використаних під час різних спостережень, або поєднання цих чинників.
Міжнародна співпраця навколо Харікло
Інститут астрофізики Андалусії (IAA-CSIC) координував усі ключові етапи проєкту — від наукового планування та прогнозування покриття Харікло для JWST до аналізу та інтерпретації даних. Дослідники інституту також відіграли провідну роль у моделюванні кілець і статистичному аналізі, який підтвердив реальність виявлених змін.
У роботі брали участь науковці з Іспанії, Бразилії, Франції, Угорщини та США. Їхні спільні результати показують, що навіть невеликі й на перший погляд «тихі» об’єкти на кшталт Харікло можуть мати динамічні, змінні кільцеві системи, які ще належить зрозуміти.
Телескоп Джеймса Вебба зафіксував протилежні зміни кілець Харікло з’явилася спочатку на Цікавості.
