У Квавара не должно быть колец, но они существуют
На краю Солнечной системы, среди холодных и темных просторов, находится загадочный мир — карликовая планета Квавар. Она в два раза дальше от Солнца, чем Плутон, и почти незаметна даже в самые мощные телескопы. Но именно она снова поставила перед учеными непростой вопрос: как такое возможно, что ее кольца находятся там, где по законам физики их быть не должно, а атмосфера, которую ожидали увидеть, бесследно исчезла?
Квавар— это транснептуновый объект, то есть небесное тело, которое обращается вокруг Солнца за орбитой Нептуна. Он расположен на расстоянии около 41 астрономической единицы, примерно в шести миллиардах километров от нас. Его диаметр около 1110 километров, но форма далека от идеальной сферы. Из-за малой массы и гравитации он заметно сплюснут — его высота составляет составляет всего 560 километров. У этого тела есть два поразительных свойства, которые давно интересуют ученых: кольцевая система и следы атмосферы, предположительно состоящей из метана.
Вокруг Квавара обнаружены два кольца: внешнее (Q1R) и внутреннее (Q2R). Это само по себе редкость для столь маленького тела. Еще удивительнее, что оба кольца находятся за пределами так называемого предела Роша. Это зона, внутри которой сила притяжения планеты не позволяет спутнику сформироваться: вещество распадается и образует кольцо. За пределами этой зоны, наоборот, частицы должны собираться в один объект, то есть в спутник. Однако у Квавара этого не происходит.
Исследователи считают, что этому мешают орбитальные резонансы — регулярные гравитационные воздействия между кольцами, самой планетой и ее единственным известным спутником Вейвотом. Например, внешнее кольцо Q1R находится под влиянием сразу двух резонансов: с вращением самого Квавара и с орбитой Вейвота. Такое «перетягивание каната» может мешать частицам кольца собраться в единый спутник.
Что касается внутреннего кольца Q2R, то его поведение еще менее понятно. Его видно только с одной стороны планеты. По одной из гипотез, Q2R может быть наклонено или дополнительно поддерживается еще не обнаруженными спутниками, которые как бы «пасут» кольцо, удерживая его в устойчивом состоянии. Такие луны называют «пастухами» — как у колец Сатурна.
Астрономы из США и Японии проанализировали данные, собранные инфракрасной камерой телескопа «Уэбб». Они наблюдали за Кваваром в момент транзита, когда он проходил перед наблюдателями на фоне далекой звездой. Этот метод позволил детально измерить форму объекта, структуру колец и попытаться найти атмосферу.
Кольца показали неожиданную симметрию: внешнее Q1R оказалось равномерным, хотя раньше в нем фиксировали колебания плотности. Размер кольца составил примерно 4096 километров. Внутреннее Q2R наблюдалось только при выходе Квавара из-за звезды — это говорит о сильной асимметрии. Его диаметр составил 2529 километров. Частицы в кольцах оказались не меньше 3–4 микрометров, иначе просто не смогли бы перекрыть инфракрасный свет, который фиксировал телескоп.
Разница между старыми и новыми наблюдениями может объясняться случайными искажениями данных. Но ученые не исключают, что причиной может быть наличие поблизости других небесных тел, например, спутников.
Много лет назад ученые предполагали, что у Квавара может быть тонкая атмосфера из углеводородов, в первую очередь, из метана. Ранее это вещество действительно обнаруживали в его спектре. Но новые данные с телескопа «Уэбб» показали, что атмосферы почти нет. Это значит, что метан, скорее всего, не удерживается в виде газа, а высвобождается эпизодически. Возможно, он появляется после столкновений с другими телами или в результате криовулканизма, когда вместо расплавленной магмы наружу выходит ледяной материал. Именно так живет Энцелад — один из спутников Сатурна, чьи гейзеры подпитывают одно из его колец.
Квавар — не самая крупная и не самая известная карликовая планета. Но он показывает, насколько разнообразными и странными могут быть тела на окраинах Солнечной системы. Новые данные, полученные с помощью телескопа «Уэбб», станут основой для будущих исследований. Однако сам телескоп уже переключает внимание на другие объекты, и в ближайшие годы новых наблюдений Квавара, скорее всего, не будет.
Самое популярное
