Японские учёные создали симуляцию колец астероида-кентавра Харикло — самого маленького объекта Солнечной системы, у которого есть кольца.
Создана самая точная модель колец астероида Харикло
Shugo Michikoshi, Eiichiro Kokubo, Hirotaka Nakayama, 4D2U Project, NAOJ

Японские астрономы Суго Мисикоси (Shugo Michikoshi) и Ичиро Кокубо (Eiichiro Kokubo) создали на суперкомпьютере ATERUI трехмерную модель системы колец вокруг Харикло — самого большого астероида между большими астероидными кольцами Солнечной системы.

С диаметром около 250 километров, с площадью поверхности чуть превышающей площадь Чукотки, астероид Харикло — самое малое небесное тело Солнечной системы, у которого есть кольца (по данным расчётов, целых два). Вместе с другими кентаврами он летает по орбите, расположенной за орбитой Юпитера, но в пределах орбиты Нептуна. Чтобы создать модель движения колец, учёные математически описали движение 345 миллионов частиц, из которых состоят кольца, их столкновения и гравитационное притяжение друг к другу, к Харикло и к другим объектам. Вычислительных мощностей суперкомпьютера хватило на эти расчёты только благодаря тому, что система колец Харикло относительно невелика; на то, чтобы подобным образом рассчитать движение колец Сатурна, у учёных пока ресурсов нет.

Кольца обнаружены у всех четырёх планет-гигантов Солнечной Системы — Сатурна, Юпитера, Урана, Нептуна, а также у Харикло. По некоторым данным, кольца также есть вокруг спутника Сатурна Реи и астероида-кентавра Хирона.

Чтобы кольца были стабильными, их плотность должна быть меньше плотности самой Харикло. При выполнении этого условия во внутреннем, более плотном кольцу Харикло должны существовать автогравитационные вихри (self-gravitational wakes), вызванные взаимным гравитационным воздействием частиц кольца. Автогравитационные вихри на Харикло рано или поздно должны разрушить кольцо — согласно расчётам Мисикоси и Кокубо, всего за 100 лет. Эта цифра значительно меньше тех, что коллеги японских учёных предлагали раньше, поэтому, чтобы объяснить тот факт, что кольца Харикло всё еще на месте и вполне стабильны, учёные предложили две гипотезы.

Автогравитационные вихри существуют в кольцах Юпитера и Урана, и кольца этих планет не разрушаются только благодаря действию крупных спутников-пастухов. Первая гипотеза Мисикоси и Кокубо предполагает, что и у Харикло есть такой спутник-пастух, который удерживает внутреннее кольцо. Вторая гипотеза заключается в том, что на самом деле частицы материала, из которых состоит внутреннее кольцо, меньше, чем считается. Внутреннее кольцо, состоящее из частиц диаметром меньше сантиметра, может просуществовать сто миллионов лет, а если частицы больше метра (как и предполагалось при моделировании), то внутреннему кольцу Харикло не может быть больше сотни лет.

От того, какая из гипотез верна, зависит ответ на вопрос о том, откуда появились кольца астероида. Если внутреннее кольцо Харикло действительно не старше века, то вероятность того, что оно появилось в результате столкновения астероида с другим космическим телом, крайне мала, поскольку такие столкновения редки. В таком случае более вероятно образование кольца в результате разрушения спутника или из материала, выброшенного с поверхности астероида.

Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.