Десятилетиями астрономы жили в уютной уверенности, что кольца — эксклюзивный аксессуар планет-гигантов, этаких Сатурнов и Юпитеров космоса, если угодно. А потом, в 2013 году, маленькое тёмное тело, обращающееся между Сатурном и Ураном, прошло перед звездой и мигнуло дважды по обе стороны от главного события, явив миру два узких кольца вокруг объекта поперечником едва ли 250 километров. «Это было неожиданно», — говорит Пабло Сантос-Санс, астроном из Института астрофизики Андалусии в Гранаде, Испания. С тех пор вопрос стоит так: из чего сделаны такие кольца и как долго они могут существовать. Спойлер: мы до сих пор не знаем, но теперь мы слегка сильнее запутались.

В недавнем исследовании Сантос-Санс и его коллеги использовали космический телескоп «Джеймс Уэбб», чтобы снова понаблюдать, как то же самое тело, известное ныне как Харикло, проходит перед фоновой звездой. Они обнаружили, что одно из его колец стало плотнее, а другое почти исчезло. Мы не знаем точно почему. Это астрономический эквивалент проверки банковского счёта, когда обнаруживаешь, что один баланс загадочно вырос, а другой загадочно упал, — только банк — это внешняя Солнечная система, и никто не отвечает на звонки.

Техника, лежащая в основе наблюдения, проста. «Мы предсказываем, когда объект Солнечной системы пройдёт перед звездой», — сказал Сантос-Санс. Свет звезды на мгновение тускнеет, и форма этого провала раскрывает размер, форму и окружение объекта, вызвавшего его. «Это особенно сложно для малых тел, а для далёких малых тел — ещё сложнее», — сказал он. Иными словами, это как пытаться сфотографировать конкретную песчинку, пролетающую перед далёким уличным фонарём, — причём фонарь тоже движется.

Сложность в том, что силуэт цели на небе крошечен, а знание того, когда она пересечёт конкретную звезду, требует очень точных данных о положении обоих. И всё же в 2013 году мы с помощью наземных телескопов различили два кольца Харикло, C1R и C2R. Они располагались в 390 и 405 километрах от его центра, имели ширину всего несколько километров и отстояли друг от друга примерно на 7 километров.

Однако делать это с помощью космического телескопа значительно труднее — выравнивание даётся куда сложнее. «Джеймс Уэбб» находится в точке Лагранжа L2, и операторам приходится каждые несколько недель подправлять телескоп, чтобы поддерживать стабильность его орбиты. «Это своего рода непростая задача», — сказал Сантос-Санс. Его команда выявила возможное покрытие Харикло в августе 2022 года и пересчитывала прогноз каждую неделю. Между первым предсказанием и одним из последних проектируемая линия визирования сместилась примерно на 110 километров, чего было достаточно, чтобы полностью увести её с тела. К сожалению, «Уэбб» требует, чтобы такие наблюдения планировались как минимум за 14 дней. Так что вы, по сути, идёте на слепое свидание с тенью.

«Мы сделали это, возможно, немного вслепую, потому что не знали точно, где находится линия визирования», — сказал Сантос-Санс. «Я собираюсь подвинуть один из самых больших и лучших телескопов в космосе, и мы не знаем, поймаем ли мы это в итоге или нет». Но всё сложилось. Астрономический эквивалент броска дротика в окно с попаданием в яблочко на движущемся поезде.

Покрытие произошло 18 октября 2022 года. Восстановленная геометрия показывает, что луч зрения «Уэбба» к фоновой звезде прошёл в 7,4 километра над поверхностью Харикло, миновав само тело, но зацепив его кольца.

«Уэбб» зарегистрировал событие одновременно в двух ближних инфракрасных диапазонах, на 1,5 и 3,2 микрометра, что сделало это первым случаем, когда чьи-либо кольца малого тела были пойманы в диапазоне за пределами трёх микрометров — области, недоступной для наземных телескопов из-за атмосферы Земли. Так что это очко в пользу космического телескопа.

Внутреннее кольцо проявилось безошибочно, с резкими, чёткими краями, но оно было гораздо темнее, чем прежде. В среднем по примерно 10 предыдущим наземным покрытиям нормальная непрозрачность C1R (доля блокируемого звёздного света) составляла 0,303. «Уэбб» измерил её на уровне 0,431. «Сначала мы не поверили, поэтому долго боролись с данными», — сказал Сантос-Санс.