Вчені з Університету Айдахо і Коледжу Велллслі з'ясували, що одне з кілець Урана має дивну форму - не круглу або еліптичну, а швидше трикутну. Така форма обумовлена орбітальним резонансом з одним з внутрішніх супутників - Крессидою. За допомогою аналізу форми кільця вдалося розрахувати масу і щільність цього супутника, а також встановити, що приблизно через мільйон років він зіткнеться з іншим супутником Урана - Дездемоною. Стаття прийнята до публікації в, препринт роботи викладений на сайті.
Уран володіє другою за складністю системою кілець у Сонячній системі. Крім того, навколо нього звертається двадцять сім супутників, які розділяються на три групи. Орбіти тринадцяти внутрішніх супутників лежать всередині орбіти Міранди, п'ять великих супутників знаходяться трохи далі. Інші супутники відносять до нерегулярних, вони мають сильно похилені орбіти і розташовані далеко від планети. Всі супутники названі на честь творів Шекспіра і Олександра Поупа. Маси і щільності великих супутників Урану давно розраховані, але для внутрішніх ці характеристики поки невідомі. У новій роботі вчені вперше вирахували масу і щільність для Крессиди, одного із супутників внутрішньої групи.
Дані для аналізу були отримані шляхом спостереження за затемненнями кілець Урану. Всього було вироблено сорок дев'ять спостережень кільця: сорок шість із Землі, два за допомогою підсистеми радіомовлення (RSS) і одне за допомогою фотополяриметра (PPS), встановлених на «Вояджері-2». У міру того як Земля (або «Вояджер-2») рухається відносно Урану, його кільця блокують світло деякої фонової зірки, за якою ведеться спостереження. Кожне таке проходження реєструється приладом як різке зменшення яскравості протягом деякого часу, пов'язаного з шириною кільця. В даний час спостереження з Землі ускладнюються тим, що Уран вийшов із щільного фону Чумацького Шляху і яскравість відповідних фонових зірок сильно впала.
Ґрунтуючись на великому наборі експериментальних даних, вчені визначили радіус і приблизну форму кільця (та інших кілець теж, але їх форма не така цікава). Виявилося, що воно деформоване, так що нагадує швидше трикутник, ніж коло або еліпс. Розглядаючи вплив, який різні супутники Урану можуть чинити на це кільце, астрономи прийшли до висновку, що таке обурення, швидше за все, викликано внутрішнім резонансом Ліндблада 3:2 (ILR 3:2) частинок кільця і Крессиди.
Потім дослідники скористалися рівнянням, що пов'язує величину обурення кільця і масу викликає обурення тіла. Це дозволило розрахувати приблизну масу Крессиди, вона виявилася рівна 2,5 1017 кілограм, майже в триста тисяч разів менше маси Місяця. Також була встановлена щільність супутника (його розміри були знайдені раніше), вона склала близько 0,86 грама на кубічний сантиметр, що навіть менше щільності води. Це вказує на можливу пористу структуру супутника.
Знання маси Крессиди дозволило уточнити час, після закінчення якого вона зіткнеться з іншим супутником Урана - Дездемоною. Раніше розрахунки проводилися для великого набору передбачуваних мас і передбачали час від чотирьох до ста мільйонів років. Нові дані вказують на те, що зіткнення відбудеться вже в найближчий мільйон років.
Вчені не вперше помітили орбітальний резонанс між кільцем і Крессидою. Вперше він був виявлений ще в 1987 році, в подальшому його положення було уточнено. Однак даних для послідовного аналізу резонансу було недостатньо. Тому відкриття, зроблене авторами в новій статті, можна було зробити тільки зараз завдяки великій кількості вимірювань, вироблених з 1977 по 2002 рік.
До цього ми писали про те, як рекордне число екзопланет було захоплено в резонанс в системі зірки Kepler-223. Особливо цікаво, що він існує вже шість мільярдів років, тоді як зазвичай резонанси нестійкі. Резонанс Крессиди і кільця, очевидно, зруйнується протягом мільйона років.