Три новых луны найдены в Солнечной системе

Ученые впервые за более чем 20 лет нашли новый спутник Урана, а также обнаружили две новых луны около Нептуна, сообщает Институт Корнеги (США).

Самый маленький и самый тусклый

«Три недавно открытых спутника — самые малозаметные из когда-либо обнаруженных вокруг этих двух ледяных планет-гигантов с помощью наземных телескопов. Чтобы обнаружить такие слабые объекты, потребовалась специальная обработка изображений», — говорит Скотт С. Шеппард из Carnegie Science.

Нептун седьмая, а Уран восьмая планеты нашей системы, если считать от Солнца — то есть, самые внешние. У каждой уже известны множество лун. Так, объект S/2023 U1 стал 28-м спутником Урана. Его диаметр всего 8 км, поэтому ученые считают, что он может быть самым маденьким телом, вращающимся вокруг этой планеты. Он делает полный оборот вокруг нее за 680 дней.

Новую луну Шеппарду удалось обнаружить, проделав большую работу. Сначала он заметил ее 4 ноября 2023 года, используя телескопы обсерватории Института Карнеги в Чили. Затем провел наблюдения еще раз, в декабре. Используя данные, полученные с разницей в месяц, он совместно со специалистами из Лаборатории реактивного движения НАСА смог определить возможную орбиту новой луны. Благодаря этим расчетам объект удалось проследить на изображениях, сделанных тем же телескопом в 2021 году и телескопом «Субару» на Гавайях.

Спутники Урана принято называть в честь персонажей из пьес Уильяма Шекспира и поэмы «Похищение локона» Александра Поупа – например, уже есть Оберон, Дездемона, Джульетта, Офелия. Ожидается, что и S/2023 U1 вскоре получит имя в честь шекспировского персонажа.

С помощью изображений, полученных в той же обсерватории в Чили, Шеппард смог найти более яркий из двух сейчас открытых спутников Нептуна. А еще одну новую луну, чрезвычайно малозаметный объект, он обнаружил в сотрудничестве с американскими и японскими коллегами с помощью телескопа «Субару». Оба спутника были впервые замечены им в сентябре 2021 года, но только к концу 2023 года удалось подтвердить, что это ранее неизвестные объекты.

Более того, найти самую малозаметную S/2021 N1 удалось только с помощью тех же специалистов NASA, которые помогли вычислить орбиту спутника Урана. Дело в том, что без их расчетов астрономы просто не знали бы, куда в нужный момент направить телескоп. S/2021 N1 имеет длину около 14 км и орбиту, которую полностью проходит за без малого 27 лет.

Более яркая луна Нептуна получила предварительное обозначение S/2002 N5. Ее размер составляет около 23 километров, а полный путь вокруг ледяного гиганта занимает почти 9 лет. Предварительный цифровой код объясняется тем, что в итоге выяснилось: первым объект нашел не Шеппард.

«После того, как орбита S/2002 N5 вокруг Нептуна была определена с помощью данных, полученных при наблюдениях за 2021, 2022 и 2023 годов, оказалось, что она соотносится с объектом, который был замечен вблизи Нептуна в 2003 году, но был потерян до того, как удалось подтвердить, что он вращается вокруг планеты», — объяснил ученый.

Для спутников Нептуна также есть традиция — их называют в честь морских богинь-нереид из греческой мифологии. Это логично, так как в римской мифологии Нептун — это бог, ассоциирующийся с морем. Вместе с S/2021 N1 и S/2002 N5 у планеты 16 лун.

Фотоловушка для луны

Заснять настолько далекие, тусклые и маленькие объекты, как новые луны Урана и Нептуна, можно только со специальными ухищрениями. Шеппард и его коллеги сделали десятки кадров с очень долгой пятиминутной выдержкой. Предполагаемое местонахождение лун снимали в течение нескольких ночей.

В итоге фотографии были сложены вместе с учетом погрешности на смещение планет. И ученые получили по одному очень подробному изображению для каждого спутника. Это позволило рассмотреть такие детали, которые раньше не удавалось различить около Урана и Нептуна.

«Спутники движутся на фоне звезд и галактик — и меняют положение относительно них всего за несколько минут. Одиночные снимки с длинной выдержкой не позволяют их увидеть. Но наложение нескольких изображений позволяет различить следы прошедшего мимо этих звезд и галактик спутника», — поясняет Шеппард.

Форма, угол наклона и удаленность орбит лун от планет приводит ученых к выводам о том, что все три объекта были захвачены гравитацией во время формирования самих Урана и Нептуна или вскоре после завершения этих процессов. Понимание того, как появились эти луны, находящиеся на внешних орбитах относительно планет, может дать астрономам данные о бурном раннем периоде нашей Солнечной системы.

«Новые луны показывают, что вокруг Урана и Нептуна существуют динамические орбитальные группы внешних лун, подобные тем, которые обнаружены вокруг Юпитера и Сатурна. Эти группы предполагают, что когда-то более крупные спутники были расколоты в результате столкновений, вероятно, с кометами или астероидами, оставив разбитые фрагменты на своих орбитах. В этих группах, вероятно, существует множество более мелких лун-фрагментов, но они слишком малозаметны, чтобы их можно было эффективно наблюдать с помощью современных технологий. Эти группы лун показывают, что ранняя Солнечная система была очень беспокойным местом, где постоянно двигались и сталкивались различные объекты», — отмечается в сообщении.

То есть, эти три луны рядом с Ураном и Нептуном, возможно, не последние обнаруженные на их орбитах объекты. Для сравнения: у Юпитера есть спутники размером около 2 км, а у Сатурна —около 3 км. Сейчас ученые надеются, что планируемые миссии к дальним планетам помогут понять больше о новых лунах.