В дальних холодных уголках Солнечной системы находится множество маленьких миров, многие из которых имеют собственные спутники. У некоторых из них спутники достаточно массивны, чтобы образовать двойную систему; самый известный пример — Плутон и Харон. А есть небольшое ледяное тело под названием Лемпо, которое представляет собой тройную систему: три объекта сравнимой массы вращаются друг вокруг друга.
Теперь астрономы обнаружили ещё один возможный объект тройной системы — очень далёкий мир, известный как Альтжира (ал-тчи-ру), названный в честь божества-создателя в космологии австралийского народа аррернте. Наблюдатели обнаружили Альтжиру в 2001 году, а её пока ещё безымянный спутник — в 2006 году. С данными, накопленными за последние два десятилетия, исследователи определили, что траектория спутника не соответствует той, которая ожидалась бы, если бы он вращался вокруг сферического (или близкого к нему) объекта.
«Наше моделирование показывает, насколько сплюснут центральный объект», — сказал Бенджамин Праудфут, астроном из Флоридского космического института, который руководил наблюдательной частью проекта.
По словам Праудфута, когда они делают снимки Альтжиры, они видят только два объекта и могут отслеживать их гравитационно. Они видят, что орбита прецессирует, а прецессия вызвана несферической формой одного из объектов.
Фактически анализ показал, что центральный объект слишком сплюснут, чтобы быть единым целым: почти наверняка это два объекта, что делает Альтжиру второй известной тройной системой за пределами Нептуна. И это большое событие.
«Одна из главных целей планетологии — понять, как всё образовалось», — сказал Праудфут, отметив, что эти транснептуновые объекты (ТНО) являются остатками первых дней нашей Солнечной системы. Одна из основных теорий, объясняющих формирование Солнечной системы, известная как теория потоковой неустойчивости, предсказывает образование ряда тройных систем.
«Обнаружение тройных систем, таких как Альтжира, очень важно для понимания того, как мы здесь оказались, — объяснил Праудфут. — Хотя этот ледяной мусор находится в outer solar system, это был первый шаг к формированию планет, которые мы имеем сегодня».
Праудфут и его коллеги опубликовали свои результаты в журнале The Planetary Science Journal.
### Единое целое или два объекта?
Двойные системы распространены по всему известному космосу: два объекта сравнимой массы вращаются друг вокруг друга, например, Плутон и Харон или даже Земля и Луна.
Существует также система, где три тела сравнимой массы взаимно вращаются друг вокруг друга: иерархическая тройная система. Лемпо, Хийси и Паха (названные в честь персонажей финской мифологии) являются такой тройной системой: Лемпо и Хийси образуют тесную пару, а Паха вращается вокруг них по более широкой орбите. Альтжира находится в 44 раз дальше от Солнца, чем Земля; если это иерархическая тройная система, она слишком далеко, а её внутреннее парное взаимодействие слишком тесно, чтобы его могли разрешить даже самые мощные телескопы. Предстоящие наблюдения с помощью космического телескопа НАСА Джеймса Уэбба (JWST) вряд ли предоставят прямые доказательства, хотя они помогут в косвенном исследовании.
Без прямых наблюдений косвенные измерения показали, что спутник Альтжиры имеет прецессионную орбиту, то есть описывает своего рода спираль, а не круг или эллипс. Это указывает на то, что Альтжира на самом деле состоит из двух объектов, либо находящихся во взаимном вращении, как Лемпо и Хийси, либо слипшихся, как ТНО Аррокот.
Чтобы смоделировать форму и природу Альтжиры, Праудфут и его соавторы, включая Майю Нельсон, которая в то время была студенткой бакалавриата в Бригамовском университете в Юте, использовали детальное движение спутника объекта и работали в обратном направлении.
«Наиболее вероятным является то, что [Альтжира] — это тройная система, — сказал Праудфут. — Немного менее вероятно, но не необоснованно, было бы что-то вроде Аррокота со спутником».
Существование иерархических троек помогает раскрыть, как Солнечная система сформировалась из своего первозданного протопланетного диска из пыли и газа. Согласно теории потоковой неустойчивости, своего рода гравитационное сопротивление замедляло более крупные молекулы в этом диске, позволяя им слипаться в более крупные агрегаты. Некоторые из этих объектов объединялись в двойные системы, а другие — в иерархические тройные. Но остаётся вопрос, насколько стабильны эти тройные системы на протяжении миллиардов лет, поскольку многие факторы могут отделить самый внешний член триады, включая простое течение времени.
«У нас нет денег, чтобы отправить космические аппараты ко всем объектам, которые мы считаем интересными», — сказала Флавия Луане Роммель, астроном из Университета Центральной Флориды, которая ранее работала с Праудфутом, но не участвовала в исследовании Альтжиры.
Для изучения таких объектов астрономы в её области исследований часто используют stellar occultations (звёздные оккультации) — своего рода миниатюрное затмение, при котором объект, который они хотят изучить, проходит перед звездой. Если Альтжира является тройной системой, оккультация приведёт к одному затмению для каждого объекта, блокирующего звезду. «Проблема в том, что звёздные оккультации не под нашим контролем, они происходят не тогда, когда мы этого хотим», — сказала она.
Праудфут отметил, что безымянный спутник Альтжиры может предоставить данные, аналогичные данным, полученным при звёздных оккультациях, поскольку орбита спутника проходит между Землёй и таинственным внутренним телом Альтжиры — событие, называемое взаимным планетарным оккультацией или просто взаимным событием.
Наблюдение за тонкими колебаниями отражённого света во время взаимного события может показать, является ли объект парой или комковатым одиночным объектом, таким как Аррокот. Взаимные события — это то, как учёные измерили свойства двойных астероидов Дидимос и Диморфос, прежде чем отправить миссию Double Asteroid Redirection Test (DART).
«Это вполне осуществимо, — сказал Праудфут. — Я сейчас работаю над тем, чтобы получить время для наблюдений с помощью телескопа в октябре этого года».
Добавить комментарий