Квавар – карликовая планета, одна из примерно 3000 карликовых планет в поясе Койпера нашей Солнечной системы. Астрономы обнаружили её в 2002 году. Квавар планета вдвое меньше Плутона, а её диаметр составляет около 1121 километра. У Квавара есть крошечный спутник по имени Вейуот, и планету и её спутник очень трудно наблюдать в деталях.
Астрономы воспользовались затмением для изучения карликовой планеты Квавар и обнаружили, что у неё есть что-то неожиданное: кольцо там, где должен быть спутник.
Покрытия – это наблюдательное золото для астрономов. Покрытия возникают, когда объект, который они хотят наблюдать, выстраивается прямо перед далёкой звездой. Звезда подсвечивает объект, выделяя всевозможные детали.
В этом случае несколько наземных телескопов наблюдали, как крошечный Квавар затмевает далёкую звезду. Но космический телескоп “Хеопс” (ЕКА) также наблюдал за происходящим. То, что увидели телескопы, удивило астрономов. За пределом Роша Квавара находится кольцо обломков.
Эти результаты содержатся в статье, опубликованой в журнале Nature, а ведущим автором является Бруно Моргадо из Федерального университета Рио-де-Жанейро, Бразилия.
Предел Роша – это расстояние от планеты, внутри которого спутник будет разорван гравитацией планеты. Ожидается, что за границами предела Роша пыль и мусор естественным образом сольются в спутник. Знакомые кольца Сатурна находятся внутри предела Роша газового гиганта, и то же самое верно для всех других объектов с кольцами, которые могут видеть астрономы. Но кольцо Квавара находится на расстоянии почти в семь с половиной радиусов планеты.
Потребовалось несколько наблюдений с 2018 по 2021 год, чтобы подтвердить существование кольца. В этот период Квавар закрыл несколько далёких звёзд, и каждый раз астрономы наблюдали, как он блокирует свет. Каждый раз исследователи видели всё больше деталей карликовой планеты. Но до и после каждого основного покрытия было ещё одно. Астрономы уже знали о крошечном спутнике Квавара Вейуоте, объекте диаметром всего около 80 километров. Как оказалось, там было что-то ещё.
Кольцо было найдено не случайно. Астрономы должны были заранее точно знать, когда произойдут покрытия, чтобы изучать Квавар и другие транснептуновые объекты (ТНО). И покрытия должны были быть точными.
Бруно Сикарди – профессор астрономии Парижской обсерватории Сорбонны. Он руководил проектом под названием Lucky Star, который определял предстоящие покрытия Кваваром, чтобы их можно было наблюдать с помощью нескольких телескопов.
Миссия “Гайа” (ЕКА) упростила идентификацию этих покрытий. “Гайа” – это проект звёздного картирования беспрецедентного масштаба и точности. Это позволило Сикарди определить ещё больше будущих затмений и возможностей наблюдения для маленького Квавара.
Вот тут-то и появляется “Хеопс” – космический телескоп, который изучает близлежащие яркие звёзды, вокруг которых вращаются известные экзопланеты. Кейт Исаак, научный сотрудник ЕКА по миссии “Хеопс”, задалась вопросом, может ли телескоп помочь исследователям, наблюдая за некоторыми покрытиями Квавара. Она связалась с Изабеллой Пагано (Lucky Star), чтобы узнать, может ли “Хеопс” помочь.
“Я немного скептически отнеслась к возможности сделать это с помощью космического телескопа, – признаётся Пагано, – но мы изучили эту возможность”.
Ведущий автор исследования Бруно Моргадо объединил данные “Хеопса” с наземными наблюдениями. Он также включил любительские наблюдения за Кваваром, поскольку на протяжении многих лет он покрывал разные звёзды. В результате получился надёжный набор данных.
“Когда мы собрали всё вместе, мы увидели падение яркости, которое не было вызвано Кваваром, а указывало на присутствие материала на круговой орбите вокруг него”, – сказал Моргадо.
Таким образом, оказалось, что Квавар планета с кольцом. Кольцо не однородное. Авторы описывают его в своей статье как “комковатое” и похожее на F-кольцо Сатурна. Сгустки, вероятно, представляют собой спутники размером с километр, и они сталкиваются друг с другом и производят нити крошечных частиц, которые снова сливаются в более крупные объекты в непрерывном процессе.
Кольцо Квавара, похоже, переворачивает фундаментальные знания, поскольку, обломки, находящиеся так далеко от планеты должны слиться в спутник.
Слишком рано делать выводы, почему кольца сохранились так далеко от карликовой планеты. Холодная температура в поясе Койпера могла быть причиной, потому что она могла помешать ледяным зёрнам прилипать друг к другу. Однако, только дополнительные наблюдения могут подтвердить это.