Недавно астрономы выявили вероятную причину явления, которое было зафиксировано несколько лет назад: у некоторых карликовых планет и даже у астероидов есть кольца, подобные тем, что окружают газовые гиганты. По мнению исследователей, эти кольца формируются из-за деформированной формы малых тел и, соответственно, неравномерного распределения гравитационного притяжения.
Изучение некоторых небольших объектов Солнечной системы становится все более увлекательным: так, у карликовой планеты Квавар было обнаружено два кольца, а недавно возле него заметили еще один, пока неустановленный объект — либо спутник, либо уже третье кольцо.
Даже у астероида Харикло, диаметром 258 километров, вращающегося между Юпитером и Ураном, есть собственная система колец. Согласно информации, полученной от обсерватории «Джеймс Уэбб», в последнее время одно из этих колец стало едва заметным, а другое, наоборот, уплотнилось. Кольцо есть также у карликовой планеты Хаумеа. Предполагается его существование и возле астероида Хирона.
Существует достаточное понимание происхождения вещества этих колец: вероятно, они образовались в результате столкновения небесного тела или приливного разрушения спутника. Однако остается вопрос о том, как эти обломки смогли сформировать кольца и что поддерживает их в таком состоянии. Само по себе это неустойчивые скопления, поэтому, в зависимости от расстояния до поверхности, камни должны либо падать, либо объединиться и образовать спутник, либо рассеяться в межпланетном пространстве.
В любом случае, космический материал, вращающийся вокруг столь малых небесных тел, может существовать, с точки зрения космоса, относительно короткий период – не более нескольких тысяч лет. Если бы мы наблюдали в нашей системе лишь один подобный случай, можно было бы предположить, что нам просто удалось стать свидетелями редкого и недолговечного явления. Однако наличие колец вокруг как минимум трех малых тел заставляет сомневаться в такой уникальной случайности. Специалисты полагают, что на самом деле существует некий фактор, поддерживающий существование этих колец на протяжении длительного времени.
Первое, что приходит на ум при рассмотрении подобного механизма, — это наличие «спутников-пастухов», по аналогии с кольцами Сатурна. Например, луны Прометей и Пандора одновременно «контролируют» кольцо F с двух сторон: одна отталкивает часть мелких частиц от планеты, а другая, напротив, «притягивает» их к газовому гиганту. Без их участия этого кольца, вероятно, давно не существовало бы.
На данный момент такие «пастухи» в кольцах малых тел не идентифицируются. В связи с этим, поиск альтернативных механизмов формирования и поддержания этих колец представляется необходимым. Недавно астрономы из Аргентины предложили интересную гипотезу, изложенную в их научной работе, выложенной на сервере препринтов arXiv.org.
Согласно их предположениям, неравномерное воздействие гравитации, исходящей от этих небольших тел, могло проявиться следующим образом: Харикло отличается неправильной формой, Хаумеа напоминает боб, а Квавар, несмотря на свою округлость, вряд ли является идеальной сферой. Таким образом, по мере движения частиц, расположенных вокруг, над поверхностью этого небольшого мира, сила притяжения действует на них с переменной интенсивностью. В результате они постоянно взаимодействуют друг с другом.
Согласно результатам моделирования, в будущем это должно приводить к выравниванию орбит обломков, делая их все более схожими и формируя плотное, узкое скопление – кольцо. Со временем радиус этого кольца увеличивается, то есть оно удаляется от центрального тела. В соответствии с принципами физики, для сохранения момента импульса центральное тело должно замедлять свою вращательную скорость, подобно фигуристу на льду, который замедляется при разведении рук.
В конечном счете, кольцо должно вступить в орбитально-спиновый резонанс со своим владельцем, и это действительно наблюдается в реальности, если рассматривать все три подтвержденных системы с «окольцованными» малыми телами. Зачастую это резонанс, при котором кольцо совершает один оборот, в то время как родительский объект делает три оборота вокруг своей оси.