Når vi tænker på ringsystemer, er det, der naturligt tænker på planeter som Saturn. Det er smukke ringe er bestemt de mest kendte, men de er ikke den eneste planet i vores solsystem, der har dem. Som Voyager demonstrationer, hver planet i det ydre solsystem - fra Jupiter til Neptune - har sit eget ringe-system. Og i de senere år har astronomer opdaget, at selv visse mindre planeter - som Centaur-asteroiderne 10199 Chariklo og Chiron i 2006 - også har dem.
Dette var et temmelig overraskende fund, da disse objekter har så kaotiske baner. I betragtning af at deres stier gennem solsystemet ofte ændres af den gigantiske kraftfulde tyngdekraft, har astronomer naturligvis spekuleret på, hvordan en mindre planet kunne fastholde et ringe-system. Men takket være et team af forskere fra Sao Paulo State University i Brasilien er vi måske tæt på at besvare det spørgsmål.
I en undersøgelse med titlen "The Rings of Chariklo under close Encounters With The Giant Planets", som for nylig optrådte i The Astrophysical Journal, forklarede de, hvordan de konstruerede en model af solsystemet, der inkorporerede 729 simulerede objekter. Alle disse objekter var af samme størrelse som Chariklo og havde deres eget ringe-system. De gennemførte derefter processen med at undersøge, hvordan interaktion med gasgigant påvirkede dem.
For at nedbryde det er Centaurs en bestand af genstande i vores solsystem, der opfører sig som både kometer og asteroider (derfor er de opkaldt efter hybridvæsterne fra den græske mytologi). 10199 Chariklo er det største kendte medlem af Centaur-befolkningen, en mulig tidligere Trans-Neptunian Object (TNO), der i øjeblikket kredser mellem Saturn og Uranus.
Ringerne omkring denne asteroide blev først bemærket i 2013, da asteroiden gennemgik en stjernernes okkultation. Dette afslørede et system med to ringe med en radius på henholdsvis 391 og 405 km og bredder på ca. 7 km 3 km. Ringenes absorptionsegenskaber viste, at de delvist var sammensat af vandis. I denne henseende var de meget som ringene fra Jupiter, Saturn, Uranus og de andre gasgiganter, der stort set er sammensat af vandis og støv.
Dette blev fulgt op af fund i 2015, der tydede på, at Chiron i 2006 - en anden vigtig Centaur - kunne have sin egen ring. Dette førte til yderligere spekulationer om, at der muligvis er mange mindre planeter i vores solsystem, der har et ringe-system. Naturligvis var dette en smule forvirrende for astronomer, da ringe er skrøbelige strukturer, der blev antaget at være eksklusivt for gasgiganterne i vores system.
Som professor Othon Winter, lederforskeren af Sao Paulo-teamet, fortalte Space Magazine via e-mail:
”Først var det en overraskelse at finde en Centaur med ringe, da Centaurerne har kaotiske baner, der vandrer mellem de gigantiske planeter og har hyppige tæt møder med dem. Vi har imidlertid vist, at ringsystemet i de fleste tilfælde kan overleve alle de nære møder med de gigantiske planeter. Derfor kan Centaurer med ringe være meget mere almindelige, end vi troede før. ”
Af hensyn til deres undersøgelse overvejede Winter og hans kolleger banerne i 729 simulerede kloner af Chariklo, da de kredsede om solen i løbet af 100 millioner år. Herefter fandt Winter og hans kolleger, at hver Centaur i gennemsnit var omkring 150 tæt møder med en gasgigant inden for en Hill-radius af den pågældende planet. Som Winter beskrev det:
”Undersøgelsen blev foretaget i to trin. Først overvejede vi et sæt på mere end 700 kloner af Chariklo. Klonerne havde oprindelige baner, der var lidt anderledes end Chariklo til statistiske formål (da vi beskæftiger os med kaotiske baner) og beregningsmæssigt simulerede deres orbitaludvikling fremad i tiden (for at se deres fremtid) og også bagud i tiden (for at se deres fortid). Under disse simuleringer arkiverede vi informationen om alle de tætte møder (mange tusinder), de havde med hver af de gigantiske planeter. ”
”I det andet trin udførte vi simuleringer af hvert af de tætte møder, der blev fundet i det første trin, men nu inkluderet en disk med partikler omkring Chariklo (der repræsenterer ringpartiklerne). Derefter analyserede vi i slutningen af hver simulering, hvad der skete med partiklerne. Hvilke blev fjernet fra Chariklo (undslipper dens tyngdefelt)? Hvilke var stærkt forstyrrede (stadig kredsløb omkring Chariklo)? Hvilke af dem havde ikke nogen betydelig effekt? ”
I sidste ende viste simuleringerne, at i 90 procent af tilfældene overlevede Centaurernes ringe deres nære møder med gasgiganter, mens de blev forstyrret i 4 procent af tilfældene og blev fjernet kun 3 procent af tiden. Således konkluderede de, at hvis der er en effektiv mekanisme, der skaber ringe, så er den stærk nok til at lade Centaurs beholde dem.
Mere end det synes deres forskning at indikere, at det, der blev betragtet som unikt for visse planetariske organer, faktisk kan være mere almindeligt. "Det afslører, at vores solsystem ikke er så komplet som for store kroppe," sagde Winter, "men selv små kroppe kan vise komplekse strukturer og endnu mere kompleks tidsmæssig udvikling."
Det næste trin for forskerteamet er at studere ringdannelse, hvilket kunne vise, at de faktisk henter dem fra selve gasgiganterne. Men uanset hvor de kommer fra, bliver det stadig mere tydeligt, at Centaurer som 10199 Chariklo ikke er alene. Hvad mere er, de opgiver ikke deres ringe snart!
