Ученые нашли карликовую планету с «невозможным» кольцом, и они не уверены, как оно существует
Кольца в Солнечной системе не так уж и редки. У половины планет они есть, а у других они могут быть в прошлом. У некоторых астероидов есть кольца, например у карликовой планеты Хаумеа. Даже у Солнца есть своего рода кольца.
Теперь астрономы нашли совершенно новую систему колец. Только этот заставил их почесать затылок, так как он не похож ни на что другое в Солнечной системе.
Квавар, маленькая карликовая планета, которая висит в поясе Койпера за Плутоном, также окружена плотным кольцом. – кольцо, вращающееся на таком большом расстоянии, что оно все еще должно быть склеено, как луна.
Это открытие означает, что ученым, возможно, придется пересмотреть наше понимание того, как формируются луны и кольца и как на них влияет гравитационное взаимодействие. со своим более крупным компаньоном.
Квавар размером всего 1110 километров (690 миль) в поперечнике был обнаружен в 2002 году и с годами превратился в довольно интересный маленький каменный шарик. На нем видны признаки ледяного вулканизма, и у него даже есть симпатичная маленькая луна по имени Вейуот, всего 170 километров в поперечнике.
Но в 2021 году астрономы заметили кое-что еще. Они наблюдали, как Квавар, темная тень в дальних уголках Солнечной системы, переместился в позицию, чтобы скрыть звезду вдалеке, вид наблюдения, называемый затмением. Наблюдения с наземного телескопа в Австралии показали, что у карликовой планеты может быть кольцо.
Под руководством астронома Бруно Моргадо из Федерального университета Рио-де-Жанейро в Бразилии группа астрономов отправилась на поиски посмотрим, смогут ли они найти больше доказательств. Но вы не можете просто навести телескоп на крошечную карликовую планету в глубокой тьме пояса Койпера и надеяться разглядеть любую деталь, не говоря уже о том, чтобы увидеть сами кольца.
Вместо этого, исследователям пришлось полагаться на данные, собранные несколькими наземными телескопами в период с 2019 по 2020 год, в поисках дополнительных покрытий, а также на наблюдения за покрытием, которые он и его команда собрали в 2021 году с использованием данных Европейского космического агентства (ЕКА), характеризующих спутник ExOPlanet. (Хеопс). Хеопс, базирующийся в космосе, был необходим, чтобы показать, что наземные намеки на кольцо не были результатом атмосферных искажений.
В конечном счете, объединенные данные дали больше, чем просто намек.
«Когда мы собрали все вместе, мы увидели падение яркости, которое не было вызвано Кваваром, а указывало на присутствие материала на круговой орбите вокруг него», — говорит Моргадо. «В тот момент, когда мы увидели это, мы сказали: «Хорошо, мы видим кольцо вокруг Квавара».
Данные позволили исследователям охарактеризовать кольцо, и вот тут-то оно и стало действительно странным. Кольцо вращается вокруг карликовой планеты на расстоянии 4100 километров от центра Квавара, или примерно 7,4 радиуса Квавара. (Вейвот, для справки, находится намного дальше, на расстоянии 24 радиусов). Но граница Квавара Роше составляет всего 1780 километров от центра Квавара.
Предел Роша – это критическое расстояние от тела, на котором приливные силы, то есть гравитация, разорвут его на части, превратив в беспорядочную груду обломков, поскольку гравитация тело превышает гравитацию, необходимую для удержания меньшего тела вместе.
Как только крупный объект пересекает предел Роша, вы можете разумно ожидать, что он превратится в щебень, который вскоре дразнится в кольцо. За пределами предела Роша вы должны найти неповрежденные луны.
Конечно, обломки могут существовать за пределами предела Роша, но они все равно должны слипаться в относительно короткий период времени, всего за несколько десятилетий, и сливаться в своего рода луну. Ни у одного другого тела Солнечной системы нет колец за пределами предела Роша.
«Что особенно интригует в этом открытии вокруг Квавара, так это то, что кольцо вещества находится намного дальше, чем предел Роша», — говорит астроном Джованни Бруно из Национальный институт астрофизики в Италии.
«В результате наших наблюдений классическое представление о том, что плотные кольца существуют только внутри предела Роша планетарного тела, должно быть тщательно пересмотрено.»
Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы выяснить, почему кольцо не превратилось в луну, но есть несколько возможных объяснений. Во-первых, щебень, из которого состоит кольцо, по какой-то причине скорее отскакивает друг от друга, чем слипается. Другая возможность состоит в том, что Вейуот или даже еще не обнаруженная луна Квавара создают гравитационные возмущения, которые поддерживают скорость столкновения в кольце достаточно высокой, чтобы предотвратить слипание.
Но открытие также предполагает, что это может быть возможно. должно быть больше таких колец, вращающихся вокруг меньших объектов Солнечной системы, которые еще предстоит найти. Возможно, в одном из них мы также сможем найти некоторые ответы.
Исследование опубликовано в Nature.
