На самом краю Солнечной системы, вокруг карликовой планеты Квавар, астрономы обнаружили новую систему колец. Однако есть проблема: эти кольца находятся намного дальше от тела, чем позволяют известные нам законы.
Квавар является одним из около трёх тысяч открытых транснептуновых объектов (ТНО) – тел, орбита которых пролегает за орбитой Нептуна. С радиусом всего 555 километров карлик занимает седьмое место по размеру среди ТНО. Вокруг него также вращается единственный спутник, Вейвот, радиус которого составляет 80 км.
Малый размер Квавара сильно усложнял работу исследователям, которые пытались поймать момент, когда карликовая планета закрыла бы собой свет какой-нибудь звезды. Даже если учёным удавалось предсказать, когда такое покрытие произойдет, точности имеющихся инструментов не хватало, чтобы получить полезные данные.
На помощь пришел проект Европейского космического агентства Gaia, который с 2013 года составляет точную карту звёзд в космосе. Он позволил астрономам заранее сориентировать космический телескоп CHEOPS, и, после одной неудачной попытки, впервые в истории обнаружить из космоса покрытие звезды транснептуновым объектом – Кваваром.
Данные оказались чрезвычайно чистыми от шума, благодаря чему команде удалось разобрать в них систему колец. Сравнение с наблюдениями из наземных телескопов развеяли сомнения учёных: «Когда мы сопоставили все имевшиеся данные, мы увидели падение яркости, вызванные не Кваваром, а чем-то на круговой орбите вокруг него. Именно тогда мы поняли, что смотрим на кольцо».
Конечно, кольца Квавара не могут составить конкуренцию кольцам Сатурна; они – даже не единственная известная нам система колец вокруг карликовой планеты. Однако у них тоже имеют своя особенность: они слишком отдалены от своего «хозяина».
Любая пара небесных тел имеет расстояние, на котором вызванные гравитацией первого тела приливные силы будут равны самогравитации второго. Если второе тело находится слишком близко, приливные силы его разрывают, и обломки формируют кольца вокруг первого. Это расстояние называют пределом Роша.
Считается, что плотные системы колец формируются исключительно внутри этого предела – это мы видим, например, вокруг Сатурна. Однако радиус колец Квавара более чем в два раза превышает его предел Роша. Согласно современному пониманию, они должны были бы «собраться» и образовать второй спутник за считанные десятилетия, но этого не произошло.
Предварительные результаты исследования указывают на то, что причиной необычно устойчивых колец могут быть сверхнизкие температуры этой области Солнечной системы, не дающие частицам льда слипаться.