Впервые загадочные радиальные образования на кольцах Сатурна чётко зафиксировали космические аппараты «Вояджер», посетившие систему Сатурна в 80-х годах прошлого века. С тех пор учёные пытаются разгадать загадку образования «спиц» и не могут положить конец научному спору об этом явлении. Мешает внести ясность сезонность явления, которое длится 7 лет из 30 во время полного оборота Сатурна вокруг Солнца.

Слева на кольцах видны тёмные пятна — это те самые спицы. Источник изображения: NASA, ESA и Amy Simon (NASA-GSFC);

В северном полушарии Сатурна весеннее равноденствие наступит 6 мая 2025 года. Возникновение спиц на кольцах планеты-гиганта ранее наступало за несколько лет до дня равноденствия и длилось несколько лет после него. Тем самым учёным можно приступать к наблюдению этого редкого явления, для чего в программе «Хаббла» предусмотрены соответствующие окна. И первые снимки спиц в новом цикле этот космический телескоп уже получил, о чём сообщили в NASA.

Новые наблюдения будут объединены с предыдущими наблюдениями зонда «Кассини». Эта межпланетная станция с относительно близкого расстояния наблюдала кольца Сатурна по 2017 год включительно. Последнее равноденствие Сатурна произошло в 2009 году, что позволило зонду собрать ценную информацию по спицам — светлым или тёмным (в зависимости от угла обзора) радиальным образованиям в области колец, отдалённо напоминающим спицы в колесе.

По мере приближения весеннего равноденствия в северном полушарии Сатурна его кольца всё сильнее наклоняются к Солнцу. К моменту летнего или зимнего солнцестояния, когда Солнце находится на максимально высокой или низкой широте спицы исчезают. Предполагаемая причина возникновения спиц — это переменное магнитное поле планеты. Поле взаимодействует с солнечным ветром, что создаёт электрически заряженную среду. На Земле, например, это ведёт к возникновению северного сияния.

Заряженная среда в области колец Сатурна может заставлять мельчайшие частицы колец взлетать над кольцами, временно и материально обозначая силовые линии магнитного поля планеты. Это делает их видимыми на фоне колец из более крупных глыб. Свет и тень сильнее подчёркивают эффект отделения, что позволит «Хабблу» лучше рассмотреть это явление и, быть может, поставить точку в вопросе о его происхождении и механизмах.

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» (JWST) не предназначена для поиска небольших объектов в Солнечной системе, но это не помешало сделать удивительное открытие — обнаружить в главном поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера один из самых маленьких астероидов. Его размеры составляют от 100 до 200 м и обнаружен он с расстояния свыше 100 млн км.

Источник изображения: N. Bartmann (ESA/Webb), ESO/M. Kornmesser and S. Brunier, N. Risinger (skysurvey.org)

Самое забавное, что данные об астероиде, которые ещё предстоит подтвердить последующими наблюдениями, получены из отбракованных снимков во время калибровки прибора MIRI. В начале своей научной работы в космосе «Джеймс Уэбб» настраивал свои приборы, включая камеру среднего инфракрасного диапазона MIRI, по тестовым изображениям. В частности, MIRI настраивали в процессе охоты за известным астероидом (10920) 1998 BC1. Калибровочные снимки 1998 BC1 должны были помочь настроить работу с рядом фильтров изображений камеры, но их посчитали испорченными.

Позже учёные ещё раз изучили эти калибровочные снимки с камеры MIRI и обнаружили на них объект, похожий на небольшой астероид. Предполагаемые размеры объекта составляют от 100 до 200 м. Казалось бы, редкая и случайная удача, но астрономы уверены, что таких находок у «Уэбба» будет всё больше и больше. Одной из задач обсерватории JWST будет наблюдение в главном поясе астероидов менее 1 км в поперечнике. Но рабочие характеристики камеры MIRI оказались настолько хороши, что в поле зрения наверняка будут попадать астероиды намного меньшего размера.

По понятным причинам астрономы не могут наблюдать достаточно малые небесные тела. Их банально не видно в телескоп. Между тем, для построения стройной модели эволюции Солнечной системы данные наблюдений за малыми астероидами — это как часть головоломки, без которой картина будет оставаться неполной. Наблюдения с помощью «Уэбба» в комплексе с другими инструментами обещают обнаружить недостающие фрагменты.

Детальный анализ более чем 200 тыс. архивных снимков с телескопа «Хаббл» показал, что в поясе планет нашей системы присутствует фоновое свечение неизвестного происхождения. Область «призрачного сияния» распространяется до 5 млрд км от Солнца. Это как если в комнате выключить свет, а стены, пол и потолок продолжали бы светиться. Строгого объяснения этому феномену у учёных пока нет. Одно из них — это «пылят» кометы.

Источник изображения: NASA, ESA, Andi James (STScI)

Невероятная чувствительность космической обсерватории «Хаббл» к видимому спектру позволяет улавливать очень слабые фотоны. До сих пор астрономы фильтровали любые фоновые источники фотонов, стремясь собрать больше информации о наблюдаемых объектах. Но некоторые из них задумались: а что, если выбросить с изображений «Хаббла» звёзды, кометы, планеты и другой рассеянный свет от малых и больших астероидов в Солнечной системе? Так родилась программа SKYSURF по оценке фонового свечения в нашей системе.

Анализ помог сделать открытие — до сферы радиусом примерно 4,8 млрд км небо само по себе равномерно светится с интенсивностью, суммарно примерно равной силе свечения десяти светлячков. Тем самым в Солнечной системе есть некая структура, которая излучает, но, скорее, рассеивает свет от Солнца. И речь именно о структуре, поскольку этот объект или облако светится равномерно во всех направлениях.

Можно предположить, что свечение межпланетного пространства внутри системы вызывает распад комет на пыль и газы. Но в этой связи было сделано ещё одно открытие. Зонд NASA «Новые горизонты» (New Horizons) провёл измерение фонового свечения в нашей системе далеко за планетами и поясом астероидов, а именно на удалении от 6,4 до 8 млрд км от Солнца, и тоже обнаружил слабое фоновое свечение, природу которого учёные пока не могут доказать.

Пока астрономы сходятся на том, что природа внутреннего фонового свечения и внешнего может отличаться. Как дела обстоят на самом деле, ещё предстоит выяснить. Программа SKYSURF только обозначила проблему, а решать её придётся в новых экспериментах.