Малый Сатурн? У кентавра Хирона нашли кольца, которые растут на глазах

До сих пор кольца ассоциировались прежде всего с Сатурном — его сияющая система льда и пыли стала символом красоты Солнечной системы. Однако кольца — не только привилегия гигантов. Их имеют Юпитер, Уран и Нептун, а также несколько меньших небесных тел — карликовые планеты Хаумеа и Кваоар и загадочный кентавр Харикло.

Теперь к этому списку добавился Хирон 2060 — объект диаметром около 200 километров, вращающийся между орбитами Сатурна и Урана. Новое открытие астрономов из Бразилии делает его вторым кентавром и первым малым телом, у которого наблюдается формирование колец в реальном времени.

Кентавры — странники между мирами

Кентавры занимают особое место в Солнечной системе. Это тела, орбиты которых пересекают пути гигантских планет. Они сочетают черты комет (наличие льда и испарений) и астероидов (каменистое строение).
Хирон — первый открытый представитель этого класса, обнаруженный в 1977 году астрономом Чарльзом Ковалем.

Он имеет смешанный состав: водяной лёд, органические соединения и силикатные породы. Из-за этого Хирон может испускать слабые кометные хвосты, особенно когда приближается к Солнцу, — поведение, которое ещё больше сближает его с кометами.

Открытие колец: случай, изменивший представления

Астрономы из Федерального технологического университета Параны и Межведомственной лаборатории электронной астрономии (Бразилия) проанализировали данные наблюдений Хирона, сделанные в 2023 году на обсерватории Пику-дус-Диас.
Результаты оказались неожиданными: вокруг кентавра заметили четыре кольца и диффузное облако пыли и льда, вероятно, возникшее после древнего столкновения с другим небесным телом.

Кольца располагаются на расстояниях:

• ~273 км от центра Хирона,

• ~325 км,

• ~438 км,

• и ~1400 км — наиболее внешнее, пока под вопросом из-за нестабильности орбиты.

Судя по спектральным данным, они состоят в основном из водяного льда, силикатов и пылевых частиц — типичного материала для тел внешней Солнечной системы.

Кольца, которые ещё только рождаются

Главное отличие Хирона от других тел с кольцами — их юный возраст. Исследователи, сравнив наблюдения за 2023, 2022, 2018 и 2011 годы, заметили, что система колец меняется прямо на глазах.

"Это развивающаяся система, которая поможет нам понять динамические механизмы, управляющие формированием колец и спутников вокруг малых тел", — рассказал астроном Брага Рибас, соавтор исследования, в интервью Reuters.

Такое открытие уникально: до сих пор ни одно кольцо в Солнечной системе не наблюдалось в процессе формирования. По мнению учёных, Хирон может быть лабораторией, где природа демонстрирует один из фундаментальных космических механизмов — как хаос после столкновения превращается в упорядоченный диск.

Как рождаются кольца

По одной из гипотез, кольца Хирона образовались в результате ударного события: в прошлом в него врезался небольшой спутник или астероид. При этом часть выброшенного материала — камни, лёд, пыль — осталась на орбите, образовав кольцевую систему.

Другие исследователи не исключают, что кольца могли возникнуть из-за приливных сил. Если кентавр потерял спутник, который подошёл слишком близко, его разорвало гравитацией, и обломки распределились вокруг Хирона.

В любом случае наблюдения показывают, что эта система ещё не достигла стабильного состояния. Некоторые части колец постепенно рассеиваются, другие — наоборот, сгущаются, намекая на возможность будущего образования мини-спутников.

Что это значит для науки

Наблюдения за Хироном дают учёным редкий шанс понять физику дисков — от кольцевых систем планет до протопланетных дисков, из которых формируются звёзды и миры.
Изучая, как частицы взаимодействуют, сталкиваются и уплотняются, астрономы могут моделировать процессы зарождения планетных систем в других уголках Вселенной.

Кроме того, открытие подтверждает, что даже небольшие тела Солнечной системы способны удерживать сложные структуры, если их орбиты стабильны и достаточно удалены от крупных планет.

Кентавры с кольцами: клуб избранных

До Хирона лишь несколько малых тел демонстрировали подобные структуры:

• Харикло (Chariklo) — первый кентавр с кольцами, открытый в 2014 году;

• Хаумеа — карликовая планета с узким кольцом, вероятно, из частиц льда;

• Кваоар — тело за орбитой Плутона с уникальным кольцом, расположенным слишком далеко для обычной гравитационной стабильности.

Теперь Хирон пополняет этот короткий список, но с важным отличием — его кольца находятся в активной фазе эволюции.

Взгляд в будущее

Следующие наблюдения Хирона запланированы на 2026-2028 годы, когда он пройдёт фазу, благоприятную для фотометрии с Земли.
Учёные рассчитывают уточнить толщину колец, состав и динамику движения частиц, а также подтвердить, сохраняется ли внешнее четвёртое кольцо.

Если данные подтвердятся, Хирон станет уникальной моделью для изучения процессов формирования колец в миниатюре, своего рода "маленьким Сатурном" в поясе между Сатурном и Ураном.

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое кентавры?
Это небесные тела, чьи орбиты лежат между Юпитером и Нептуном. Они нестабильны и часто переходят из категории астероидов в кометы.

2. Когда был открыт Хирон?
В 1977 году астрономом Чарльзом Ковалем. Это первый известный представитель класса кентавров.

3. Из чего состоят кольца Хирона?
Из водяного льда, силикатной пыли и обломков каменистых пород, выброшенных после столкновения или разрушения спутника.

4. Чем кольца Хирона отличаются от колец Сатурна?
Они значительно меньше, тоньше и находятся в стадии формирования — их структура меняется с каждым годом наблюдений.

5. Почему это открытие важно?
Это первый случай, когда астрономы наблюдают формирование колец в реальном времени. Открытие помогает понять, как возникают диски вокруг планет и звёзд.

6. Можно ли увидеть Хирон с Земли?
Нет, для этого требуется крупный телескоп. Его яркость слишком мала для наблюдения невооружённым глазом.

7. Есть ли у Хирона спутники?
Пока не обнаружено, но плотность колец может указывать на возможность образования одного или нескольких небольших спутников в будущем.

8. Почему кольца не рассеиваются?
Частицы движутся в пределах зоны гравитационного равновесия Хирона. Однако внешние кольца всё ещё могут быть нестабильными.

9. Как это открытие связано с экзопланетами?
Изучая такие объекты, учёные лучше понимают, как формируются пылевые диски — важный этап рождения планетных систем во Вселенной.

10. Может ли Хирон потерять свои кольца?
Да, если внешние орбиты окажутся слишком нестабильными или объект подвергнется гравитационному влиянию Сатурна или Урана.