На Карликовой Планете Куавар Пояса Койпера Находится Невозможное Кольцо

У карликовой планеты Квавар есть кольцо, которое слишком велико для ее метафорических пальцев. В то время как все другие кольца в Солнечной системе находятся на математически определенном расстоянии от своих родительских тел или вблизи него, кольцо Квавара находится гораздо дальше.

«Для Квавара то, что кольцо находится за пределами этого предела, очень, очень странно», – говорит астроном Бруно Моргадо из Федерального университета Рио-де-Жанейро.

«Это открытие может заставить пересмотреть правила, управляющие планетарными кольцами», – говорят Моргадо и его коллеги в исследовании, опубликованном 8 февраля в журнале Nature.

Квавар – это ледяное тело размером примерно в половину Плутона, расположенное в поясе Койпера на краю Солнечной системы. Находясь на таком большом расстоянии от Земли, трудно получить четкую картину планеты.

Итак, Моргадо и его коллеги наблюдали, как Квавар блокирует свет далекой звезды, явление, называемое звездным затенением. Время появления и исчезновения звезды из поля зрения может раскрыть детали о Кваваре, такие как его размер и наличие атмосферы.

Исследователи взяли данные о затмениях с 2018 по 2020 год, наблюдавшихся со всего мира, включая Намибию, Австралию и Гренаду, а также из космоса. Не было никаких признаков того, что на Кваваре есть атмосфера. Но, к удивлению, там оказалось кольцо. Это открытие делает Квавар всего лишь третьей карликовой планетой или астероидом в Солнечной системе, о существовании кольца которого известно, после астероида Харикло и карликовой планеты Хаумеа.

«Еще более удивительно то, что кольцо находится не там, где мы ожидаем», – говорит Моргадо.

Дальнее кольцо

На этой иллюстрации карликовая планета Хаумеа и астероид Харикло имеют кольца (белые), которые, насколько понимают астрономы, близки к пределам Роша (желтые). У Кваоара, напротив, есть кольцо, которое явно значительно выходит за пределы своего предела Роша, воображаемой линии, за которой кольца не считаются стабильными.

Кольца вокруг трех небольших объектов в Солнечной системе

Известные кольца вокруг других объектов лежат в пределах или вблизи так называемого предела Роша, невидимой линии, за которой гравитационная сила основного тела иссякает. Внутри предела эта сила может разорвать луну в клочья, превратив ее в кольцо. Снаружи гравитация между более мелкими частицами сильнее, чем у основного тела, и кольца сольются в одну или несколько лун.

«Мы всегда считаем [предел Роша] простым», – говорит Моргадо.

«Одна сторона – это формирующаяся луна, другая сторона – стабильное кольцо. И теперь этот предел – не предел».

По словам Моргадо, дальнему кольцу Квавара есть несколько возможных объяснений. Возможно, наблюдатели засняли кольцо как раз в нужный момент, прямо перед тем, как оно превратится в луну. Но такое удачное время кажется маловероятным, отмечает он.

Возможно, известная луна Квавара, Вейвот, или какая-то другая невидимая луна создает гравитацию, которая каким-то образом удерживает кольцо стабильным. Или, может быть, частицы кольца сталкиваются таким образом, что они избегают слипаться и склеивания в луны.

Частицы для этого должны были бы быть особенно упругими, “как кольцо из тех надувных шариков из магазинов игрушек”, – говорит планетолог Дэвид Джевитт из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, который не участвовал в новой работе.

Наблюдение убедительное, говорит Джевитт, который помог обнаружить первые объекты в поясе Койпера в 1990-х годах. Но пока нет способа узнать, какое из объяснений правильное, если таковое имеется, отчасти потому, что нет теоретических предсказаний для таких удаленных колец, которые можно было бы сравнить с ситуацией на Кваоаре.

Это в порядке вещей, когда речь заходит о поясе Койпера.

«По сути, все в поясе Койпера было открыто, а не предсказано», – говорит Джевитт.

«Это противоположно классической модели науки, где люди предсказывают вещи, а затем подтверждают или отвергают их. Люди обнаруживают что-то неожиданное, и каждый пытается это объяснить».

Дополнительные наблюдения за Кваваром или новые открытия кажущихся неуместными колец в других частях Солнечной системы могли бы помочь понять, что происходит.

«Я не сомневаюсь, что в ближайшем будущем многие люди начнут работать с Кваоаром, чтобы попытаться получить этот ответ», – говорит Моргадо.

Источник новости Nature