Уран, каким его увидел «Вояджер-2» в 1986 году (источник: NASA/JPL-Caltech)
«Вояджер-2» пролетел мимо Урана 30 лет назад, собрав данные об этой планете и ее спутниках. Информация, переданная зондом на землю, до сих пор остается актуальной: ученые делают открытия на основе этих данных. Астрономы из Университета Айдахо предполагают, что у газового гиганта может быть еще два небольших спутника, которые до настоящего момента избегали обнаружения астрономами. Дело в том, что эти две крошечные луны могут скрываться в двух кольцах Урана, что усложняет их обнаружение.
Роб Чансиа (Rob Chancia), докторант этого университета, обнаружил нечто необычное на снимках «Вояджера-2» 30-летней давности. Как оказалось, количество материала на краю одного из колец, кольца α, периодически меняется. Схожим образом меняется и количество материала на краю соседнего кольца β.
Уран занимает промежуточное по сложности положение между более развитой системой колец Сатурна и простыми системами колец Юпитера и Нептуна. Первые девять колец Урана были открыты 10 марта 1977 года Джеймсом Эллиотом, Эдвардом Данхэмом и Дугласом Минком. После этого были открыты ещё четыре: два — «Вояджером-2» в 1986 году, ещё два — телескопом «Хаббл» в 2003—2005 годах.
Практически все кольца Урана непрозрачны, а их ширина составляет всего несколько километров. Возраст колец планеты, по мнению большинства астрономов, не превышает 600 миллионов лет. Сами кольца, вероятнее всего, образовались при столкновении спутников, которые ранее вращались вокруг планеты. После большого количества столкновений эти спутники разбивались на все более мелкие частицы, из которых теперь и состоят кольца.
Сейчас ученые знают о существовании тринадцати колец. В порядке увеличения расстояния от планеты кольца расположены следующим образом: 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν и μ. Минимальный радиус имеет кольцо 1986U2R/ζ (38 000 км), максимальный — кольцо μ (приблизительно 98 000 км). Между основными кольцами, предположительно, находятся слабые пылевые кольцевые скопления и незамкнутые дуги. Кольца очень тёмные, альбедо Бонда для частиц, составляющих эти кольца, не превышает 2 %. Специалисты считают, что частицы состоят из водяного льда с включениями органики.
По словам Чансиа, радиоизлучение, отраженное от разных частей кольца, имеет разную длину волн. Это указывает на то, что структура колец неоднородна, что-то разрушает симметрию. Результаты исследования колец, проведенных Чансиа и его коллегой Мэттом Хедманом (Matt Hedman), опубликованы в журнале The Astronomical Journal. Оба специалиста уже давно исследуют планетарные кольца. Раньше они изучали кольца Сатурна по данным, переданным зондом «Кассини». Сейчас ученые получили грант от NASA для реализации проекта изучения колец Урана.
«Вояджер» глазами художника (источник: NASA)
В исследовании ученым помогают данные «Вояджера-2», который 30 лет назад излучал в направлении колец Урана радиоволны, которые затем принимались и анализировались на Земле. Кроме того, «Вояджер-2» измерял яркость звезд, которые просматривались через кольца Урана. Этот метод помог определить приблизительное количество материала, формирующего кольца.
Схожим образом радиоволны ведут себя в кольцах Сатурна. В кольцах этого газового гиганта, который изучен гораздо лучше Урана, ученые уже давно обнаружили небольшие образования размером в несколько километров, которые могут считаться спутниками этой планеты. Аналогичные объекты, как считают авторы исследования, есть и в кольцах Урана. Их размер, предположительно, составляет от 4 до 14 километров. Обнаружить их при помощи оптических инструментов сложно, поскольку они покрыты темным материалом.
«Мы еще не видели этих спутников, но мы считаем, что они небольшие, поэтому их легко пропустить», — говорит Хэдмен. «Изображения с „Вояджера“ не позволяют их увидеть».
Ученые уверены, что результаты их исследования помогут объяснить некоторые параметры колец Урана. Большинство колец необычно узкие, если сравнивать их с кольцами Сатурна. Возможно, миниатюрные спутники Урана помогают сдерживать расширение колец. Возможно, у каждого узкого кольца есть собственная пара «спутников-пастухов». Изначально эта гипотеза была высказана еще в 70-х годах 20-го века, сразу после открытия колец у Урана. Затем, когда ученые не обнаружили предполагаемых спутников в кольцах на снимках «Вояджера-2», то гипотезу посчитали неверной. Теперь же ее снова можно взять на вооружение, считают специалисты.
«Мне будет очень приятно узнать, что миниатюрные спутники урана существуют на самом деле, и они действительно решают проблему расширения колец», — говорит Чансиа. Сейчас астрономы продолжают изучать кольца Урана, надеясь найти ответы и на другие вопросы относительно этой планеты.
«Это очень волнующе — видеть, что историческая работа по изучению Урана „Вояджером 2“ до сих пор помогает исследовать планеты», — говорит Эд Стоун, один из участников проекта «Вояджер».
