Раскрыта тайна происхождения колец вокруг крупнейшего кентавра Харикло
Об открытии двух колец вокруг (10199) Харикло — самого большого астероида между Главным поясом и поясом Койпера — стало известно еще десять лет назад, но ученые до сих пор не могут определить наиболее вероятный сценарий их формирования. По одной из гипотез, кольцевая система могла образоваться в результате столкновения бывшего спутника Харикло с каким-то небесным телом, но некоторые специалисты посчитали эту версию маловероятной. В недавнем же исследовании представлено новое объяснение, которое авторы подкрепили данными масштабного моделирования.
Астероид (10199) Харикло, названный в честь жены кентавра Хирона, был открыт 15 февраля 1997 года американским астрономом Джеймсом Скотти. Он относится к числу кентавров (и является их крупнейшим представителем) — небольших небесных тел, по своему размеру похожих на астероиды, а по составу — на кометы. Кентавры вращаются вокруг Солнца во внешней части Солнечной системы, преимущественно между орбитами Юпитера и Нептуна. Харикло расположен на расстоянии 15,74 а.е. от нашей звезды и делает полный оборот вокруг нее за 62,45 года.
26 марта 2014 года у крупнейшего из кентавров обнаружили собственную кольцевую структуру, что стало настоящей сенсацией в научном сообществе. До этого исследователи полагали, что иметь кольца может только очень массивный объект. Тем не менее, как установили ученые, у Харикло, размеры которого оцениваются в 258,6±10,3 км, действительно есть два кольца: они имеют радиус около 400 километров, расположены на расстоянии девяти километров друг от друга и состоят из водяного льда.
«Кольца вокруг малых планет были обнаружены совсем недавно, и в настоящее время известно лишь небольшое число таких систем. Были проведены значительные исследования колец вокруг планет-гигантов, однако механизмы формирования и эволюции колец вокруг небольших объектов изучены недостаточно хорошо», — обратила внимание старший научный сотрудник Института планетарных наук Аманда Сикафуз.
Под ее руководством команда ученых провела первое N-образное моделирование кольцевой системы вокруг малых небесных тел. Оно было выполнено с использованием компьютерного программного обеспечения, чтобы дать представление об эволюции моделируемого объекта. Авторы отметили, что планетарные кольца естественным образом расширяются или рассеиваются с течением времени, однако кольца вокруг Харикло очень тонкие — судя по всему, такую форму им помогает сохранять небольшой спутник с радиусом примерно 3 км и массой 1013 кг, который находится в резонансе с материалом колец и предотвращает его рассеивание.
«Спутник такого размера находится ниже наших нынешних пределов получения прямых изображений, поэтому для его обнаружения потребовались бы косвенные методы или полет космического аппарата», — говорится в статье.
Впрочем, есть и альтернативное объяснение происхождения колец вокруг Харикло. По словам ученых, на поверхности кентавра может существовать «гравитационная аномалия», при которой кольца находятся в резонансе со спином ядра и за каждые три оборота Харикло обращаются один раз. «Физика, воздействующая на частицы кольца, аналогична как для спутника, так и для спин-орбитального резонанса с гравитационной аномалией», — добавила Сикафуз.
По оценке исследователей, кольца Харикло расположены вблизи границы Роша, за пределами которой колец существовать не должно: на этом расстоянии гравитационное воздействие родительского небесного тела недостаточно для сдвига частиц, которые могут образовываться в более крупные скопления. «Спутник в такой ситуации может нарушить материал кольца и предотвратить его аккрецию, подобно тому, что наблюдается в кольце F Сатурна», — резюмировали авторы.
