Цей крихітний світ у нашій Сонячній системі має кільця, які ростуть і слабшають, як Сатурн і Джеймс Вебб.

Що, якби я сказав вам, що Сатурн та інші газові гіганти не єдині в нашій Сонячній системі, які мають кільця?

Між Сатурном і Ураном маленьке крижане тіло діаметром всього 250 кілометрів (155 миль) має два вузькі кільця. Він називається Чарікло, і він належить до дивного класу об’єктів, відомих як Кентаври, які обертаються навколо Сонця серед планет-гігантів. Коли в 2013 році астрономи виявили його кільця, Чарікло став першим малим тілом у Сонячній системі, яке має таку систему.

Тепер ці каблучки зробили ще один сюрприз.

Космічний телескоп Джеймса Вебба знайшов докази того, що кільця Чарікло змінюються кожні кілька років. Його щільне внутрішнє кільце стало помітно непрозорішим, тоді як набагато більш слабке зовнішнє кільце потьмяніло.

Вебб не бачить жодного кільця безпосередньо. Вони дуже вузькі, дуже далекі і дуже близькі до Чарікло. Натомість астрономи помітили, що кільця ненадовго погасили світло далекої зірки, коли Чарікло перетнув її перед нею 18 жовтня 2022 року, процес, відомий як зоряне окислення.

Тепер ці швидкоплинні тіні можуть дозволити астрономам побачити, як система кілець Чарікло змінюється з часом.

Переглядайте посилання, які не бачить Інтернет

Кентаври – це невеликі крижані об’єкти, орбіти яких сплітаються між планетами-гігантами. Вони займають щось на зразок середини між астероїдами і кометами.

Але Чарікло був незвичний навіть за мірками Кентавра. Він має два кільця, які обертаються навколо нього в радіусах приблизно 390 і 405 кілометрів (242 і 252 милі) від його центру. Астрономи виявили їх під час чергового зоряного спалаху в 2013 році, відкриття описано в оригіналі. природа Читати наступного року.

До того часу кільця були відомі лише навколо чотирьох газових гігантів Сонячної системи. З тих пір астрономи знайшли системи кілець навколо інших малих тіл, включаючи Хаумеа і Кваоар.

Вебб запропонував новий погляд на Чарікло. Подія 2022 року стала першою появою зірок невеликого тіла Сонячної системи, яку успішно спостерігав JWST, і була першою, зафіксованою з-за меж орбіти Землі. NASA опублікувало перший звіт про спостереження у 2023 році до завершення повного аналізу.

Геометрія була майже абсурдно точною. Видимий шлях зірки був лише приблизно в 7,4 кілометрах від поверхні Чарікло. Чарікло рухався зі швидкістю лише 2,5 кілометрів на секунду відносно Вебба, що є надзвичайно повільним для окультації. Вебб записував сцену приблизно 3,3 рази на секунду, даючи дослідникам просторову картину близько 750 метрів уздовж шляху зірки.

Така точність здивувала.

Внутрішнє кільце під назвою C1R мало середню непрозорість приблизно 0,30 за вимірюваннями до Вебба. Вебб виміряв приблизно 0,43. Його еквівалентна ширина – міра, яка об’єднує те, наскільки широким і непрозорим виглядає кільце – збільшилася приблизно на 50%. Різниця статистично значуща.

Зовнішнє кільце, C2R, пішло іншим шляхом. Його еквівалентна ширина в веб-спостереженнях була приблизно на 60% меншою, ніж у 2017 році. Вебб ледве виявив його на 1,5 мікрометра і не виявив на 3,2 мікрометра.

Життя кілець

Очевидним поясненням є те, що матеріал перемістився із зовнішнього кільця до внутрішнього. Але цифри не працюють. Збільшення, виміряне в C1R, було приблизно в 10 разів більше, ніж матеріал, втрачений з C2R.

Натомість зіткнення між більшими частинками можуть створити хмари менших частинок і збільшити ефективну прозорість внутрішнього кільця. Зовнішнє кільце може втратити дрібні зерна, які радіаційний тиск може поступово штовхати на нестабільні орбіти. Місяць-пастух, який ще не розкрито, також може допомогти звузити або заповнити кільця.

Чарікло може бути не самотнім. У 2025 році дослідження Хірона Центавра виявило структури, які змінювалися протягом десятиліть, що спонукало дослідників стати свідками формування та подальшої еволюції системи кілець. Та й самі планетарні кільця не є незмінними: пилові кільця Сатурна, дуги Нептуна та слабкі кільця Урана зазнали змін з часом.

Є ще одне важливе застереження. Вебб проводив спостереження в інфрачервоному діапазоні хвиль, тоді як багато попередніх вимірювань використовували видиме світло. Різні розміри частинок і склад можуть блокувати різні довжини хвиль на різну кількість. Моделювання показує, що цей ефект сам по собі не може пояснити збільшення C1R, але слабша зовнішня петля менш виражена.

Окультація світлого майбутнього може вирішити це питання.

«Наші результати змушують нас переглянути, як вони формуються, як еволюціонують і які механізми підтримують їхню стабільність», — сказав Пабло Сантос-Санс, провідний автор дослідження в Андалузькому інституті астрофізики, у заяві IAA-CSIC. «Можливість виявити ці зміни відкриває нове вікно для розуміння еволюції цих систем і, можливо, інших систем кілець у Сонячній системі».

Кільця Чарікло тепер невидимі для самого Вебба. Але щоразу, коли вони проходять повз далеку зірку, їхні тіні можуть виявити систему кілець, яка дуже жива.

Дослідження було опубліковано в журналі Досягнення науки.