У карликової планети Кваоар каблучка завелика для її метафоричних пальців. Тоді як усі інші кільця в Сонячній системі лежать на математично визначеній відстані від батьківських тіл або поблизу них, кільце Кваоара знаходиться набагато далі.
«Для Quaoar дуже, дуже дивно, що кільце знаходиться за межами цієї межі», — каже астроном Бруно Моргадо з Федерального університету Ріо-де-Жанейро. Відкриття може змусити переглянути правила, що керують планетними кільцями , кажуть Моргадо та його колеги в дослідженні, опублікованому 8 лютого в Nature .
Кваоар — це крижане тіло розміром приблизно вдвічі менше Плутона, розташоване в поясі Койпера на краю Сонячної системи . На такій великій відстані від Землі важко отримати чітку картину світу.
Тож Моргадо та його колеги спостерігали, як Кваоар блокує світло від далекої зірки, це явище називається зоряним затемненням. Час, коли зірка підморгує та зникає з поля зору, може розкрити деталі про Кваоар, наприклад його розмір і наявність у нього атмосфери.
Дослідники взяли дані окультацій з 2018 по 2020 рік, які спостерігали з усього світу, включаючи Намібію, Австралію та Гренаду, а також космос. Не було жодних ознак того, що Кваоар мав атмосферу. Але на диво було кільце. Це відкриття робить Кваоар лише третьою карликовою планетою чи астероїдом у Сонячній системі, який, як відомо, має кільце, після астероїда Чарікло та карликової планети Хаумеа.
Ще більш дивно те, що «кільце не там, де ми очікуємо», — каже Моргадо.
Далеке кільце
На цій ілюстрації карликова планета Хаумеа та астероїд Чарікло мають кільця (білі), які близькі до меж Роша (жовті), наскільки розуміють астрономи. Quaoar, навпаки, має кільце, яке явно значно перевищує межу Роша, уявну лінію, за якою кільця вважаються нестабільними.
Кільця навколо трьох невеликих об’єктів Сонячної системи
ДЖЕРЕЛО: MM HEDMAN
Відомі кільця навколо інших об’єктів розташовані в межах або поблизу так званої межі Роша, невидимої лінії, де гравітаційна сила основного тіла зменшується. У межах межі ця сила може розірвати місяць на шматки, перетворивши його на кільце. Зовні сила тяжіння між дрібнішими частинками сильніша, ніж гравітація основного тіла, і кільця об’єднуються в один або кілька супутників.
«Ми завжди вважаємо [ліміт Roche] простим, — каже Моргадо. «Одна сторона — це утворення місяця, інша — стабільне кільце. І тепер ця межа не межа».
Для далекого кільця Кваоара є кілька можливих пояснень, каже Моргадо. Можливо, спостерігачі спіймали кільце в потрібний момент, безпосередньо перед тим, як воно перетвориться на місяць. Але такий вдалий момент виглядає малоймовірним, зазначає він.
Можливо, відомий супутник Кваоара, Вейвот, або якийсь інший невидимий супутник сприяє гравітації, яка якимось чином утримує кільце стабільним. Або, можливо, частинки кільця стикаються таким чином, що вони не злипаються разом і не злипаються в супутники.
Частинки повинні бути особливо стрибучими, щоб це працювало, «як кільце тих стрибучих м’ячів із магазинів іграшок», — каже планетолог Девід Джевітт з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, який не брав участі в новій роботі.
Спостереження переконливі, каже Джевітт, який допоміг відкрити перші об’єкти в поясі Койпера в 1990-х роках. Але поки що неможливо дізнатися, яке з пояснень є правильним, частково тому, що немає теоретичних прогнозів для таких далеких кілець, які можна порівняти з ситуацією Кваоара.
Що стосується пояса Койпера, то це нормально. «Усе в поясі Койпера, по суті, було відкрито, а не передбачено», — каже Джевітт. «Це протилежність класичній моделі науки, де люди передбачають речі, а потім підтверджують або відкидають їх. Люди виявляють речі зненацька, і всі намагаються це пояснити».
Більше спостережень за Quaoar або більше відкриттів, здавалося б, неправильно розташованих кілець в інших місцях Сонячної системи, можуть допомогти виявити, що відбувається.
«Я не сумніваюся, що найближчим часом багато людей почнуть працювати з Quaoar, щоб спробувати отримати цю відповідь», — каже Моргадо.