Более 230 лет назад астроном Уильям Гершель открыл планету Уран и две ее луны. Теперь, используя космическую обсерваторию Гершеля, группе астрономов во главе с Орсом Х. Детре из Института астрономии Макса Планка удалось определить физические свойства пяти главных спутников Урана. Измеренное инфракрасное излучение от Солнца, которое нагревает их поверхность, предполагает, что эти луны напоминают карликовые планеты, такие как Плутон. Команда разработала новую технику анализа, которая извлекла слабые сигналы от спутников рядом с Ураном. Исследование публикует журнал Astronomy & Astrophysics.
Ученые использовали данные космической обсерватории Гершеля, которая была развернута в период с 2009 по 2013 год. По сравнению с ее предшественниками, которые охватывали аналогичный спектральный диапазон, наблюдения этого телескопа были значительно резче. Он был назван в честь астронома Уильяма Гершеля, который обнаружил инфракрасное излучение в 1800 году. Несколькими годами ранее он также открыл планету Уран и две ее луны (Титанию и Оберон), которые сегодня исследованы более подробно вместе с тремя другими лунами (Миранда, Ариэль и Умбриэль).
Холодные объекты, такие как Уран и пять его главных спутников, излучают очень яркий свет в спектральном диапазоне от 70 до 160 мкм. Нагретые Солнцем, они достигают температуры примерно от 60 до 80 К (от –213 до –193 °C).
Оказалось, что поверхности лун неожиданно хорошо сохраняют температуру и сравнительно медленно охлаждаются. Астрономам знакомо такое поведение по компактным объектам с шероховатой ледяной поверхностью. Вот почему ученые предполагают, что эти луны — небесные тела, похожие на карликовые планеты на краю Солнечной системы, такие как Плутон или Хаумеа. Независимые исследования некоторых внешних, неправильных спутников Урана, которые также основаны на наблюдениях с помощью PACS/Herschel, показывают, что они обладают разными тепловыми свойствами. Эти луны демонстрируют характеристики более мелких и слабо связанных транснептуновых объектов, которые расположены в зоне за пределами планеты Нептун.
Изначально пять главных спутников Урана почти не заметили. Такие яркие объекты, как эта планета, генерируют сильные артефакты в данных PACS/Herschel, которые заставляют часть инфракрасного света на изображениях распространяться на большие площади. Это едва заметно при наблюдении слабых небесных объектов. Однако у Урана это еще более выражено. «Луны, которые в 500–7400 раз слабее, находятся на таком небольшом расстоянии от Урана, что сливаются с такими же яркими артефактами. Только самые яркие луны, Титания и Оберон, немного выделяются из окружающего света», — объясняет Габор Мартон из обсерватории Конколи в Будапеште.
Это случайное открытие побудило Орса Х. Детре сделать луны более видимыми, чтобы можно было надежно измерить их яркость. «В подобных случаях, таких как поиск экзопланет, мы используем коронографы, чтобы замаскировать их яркую центральную звезду, — объясняет Детре. — У Herschel не было такого устройства. Вместо этого мы воспользовались фотометрической стабильностью прибора PACS». Основываясь на этой стабильности и после вычисления точного положения лун во время наблюдений, он разработал метод, который позволил ему удалить Уран из данных. «Мы все были удивлены, когда на изображениях четко появились четыре луны, и мы даже смогли обнаружить Миранду, самую маленькую и внутреннюю из пяти крупнейших спутников Урана», — заключает Детре.
«Результат демонстрирует, что нам не всегда нужны сложные планетарные космические миссии, чтобы получить новое понимание Солнечной системы, — отмечает соавтор Хендрик Линц из MPIA. — Кроме того, новый алгоритм может быть применен к дальнейшим наблюдениям, которые были собраны в большом количестве в электронном архиве данных Европейского космического агентства ESA. Кто знает, какой сюрприз нас там еще ждет?»
Читать также
Исследование: Земля не нагревалась так интенсивно последние 10 млн лет
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком
Ученые выяснили, почему дети являются самыми опасными переносчиками COVID-19