Покрытие звезды Хароном позволило уточнить его размер

Опубликованы результаты наблюдений за покрытием звезды спутником Плутона Хароном. Наблюдения позволили с беспрецедентной точностью определить диаметр спутника. Это, в свою очередь, позволило уточнить оценки его плотности.

Миллионы звезд освещают с разных сторон Солнечную систему. И каждый объект, будь то планета, спутник или астероид отбрасывает во все стороны миллионы теней. Изредка одна из таких теней попадает на Землю и прочерчивает на ней полосу. Внимательный наблюдатель может заметить, как звезда на короткое время исчезает и появляется вновь. Точно определив моменты исчезновения и появления, можно измерить размеры небесного тела, которое ее заслонило.

Однако чем дальше от нас находится объект, тем реже он покрывает звезды. Спутник Плутона Харон был открыт в 1978 году. С тех пор он лишь дважды покрывал достаточно яркие звезды, чтобы можно было провести точные измерения. Первый раз это случилось 7 апреля 1980 года. Тогда покрытие наблюдалось только на одной обсерватории в Южной Африке. Но, наблюдая из одной точки, нельзя определить, какой частью объект закрыл звезду. Звезда могла пройти точно позади центра диска, а могла быть закрыта его краем. Поэтому в 1980 году удалось установить только нижнюю границу для диаметра Харона — 1200 км (PDF, 326 Кбайт).

Второе покрытие звезды Хароном произошло только через 25 лет — 11 июля 2005 года. На этот раз полоса видимости покрытия пересекала Южную Америку, причем захватила целый ряд крупных обсерваторий. Звезда 2UCAC 2625 7135, обозначаемая также C313.2, имеет 14-ю звездную величину, то есть примерно на 3 звездных величины ярче Харона и немного ярче Плутона. Вблизи момента покрытия увидеть звезду отдельно от Харона невозможно, но можно заметить, как совокупный блеск звезды и Харона вдруг снижается в 15 раз и примерно через минуту восстанавливается на прежнем уровне.

К наблюдениям независимо готовились сразу три группы астрономов — две американские и французская. Группа из Массачусетского технологического института (MTI) и Уильямс-колледжа (Williams College) вела наблюдения на пяти телескопах. На 8-метровом телескопе Gemini South использовалась система автоматического гидирования, обладающая достаточно высокой чувствительностью и быстродействием. На четырех других телескопах были установлены высокоскоростные камеры POETS (Portable Occultation, Eclipse, and Transit Systems), предоставленные NASA. На всех обсерваториях кроме одной была ясная погода, и наблюдения прошли успешно. Это позволило измерить несколько сечений Харона и с учетом его сферической формы с высокой точностью определить диаметр, который составил 1212 +/– 16 км. Отсюда была получена оценка плотности 1,72 г/см³.

Французские астрономы смогли пронаблюдать покрытие на 6 инструментах. Это позволило им получить результаты, которые являются на сегодня самыми точными: диаметр — 1207,2 +/– 5 км, плотность — 1,71 +/– 0,08 г/см³. Данные обеих групп опубликованы в первом в этом году номере журнала Nature. Еще одна американская группа работала на трех инструментах и представила свои результаты еще в сентябре.

На небольших телескопах камеры не могут работать слишком быстро, поскольку им нужно время для накопления сигнала от таких слабых объектов 14-17-й звездной величины. Поэтому большинство камер делали от 2 до 5 кадров в секунду. Но одна из камер POETS была установлена в фокусе телескопа Лэндона Клэя диаметром 6,5 метров и смогла работать с частотой 10 кадров в секунду. Это позволило следить за оптическими эффектами в момент исчезновения и появления звезды за краем диска Харона. Анализ этих эффектов позволил исследователям из MIT установить ограничения на плотность атмосферы Харона — она не превышает одной миллионной от земной.

Французские исследователи накладывают еще более жесткие ограничения. По их данным, атмосферное давление на Хароне не превосходит 110 нанобар, то есть в 10 миллионов раз ниже, чем на Земле. А если атмосфера состоит из метана, то она должна быть еще на порядок тоньше. Фактически, можно говорить о том, что атмосферы у Харона нет.

Похожие статьи: