Όταν σκεφτόμαστε συστήματα δακτυλίων, αυτό που φυσικά μας έρχεται στο μυαλό είναι πλανήτες όπως ο Κρόνος. Τα όμορφα δαχτυλίδια είναι σίγουρα τα πιο γνωστά, αλλά δεν είναι ο μόνος πλανήτης στο Ηλιακό μας Σύστημα που τα έχει. Όπως το Ταξιδεύω αποστολές που έχουν αποδειχθεί, κάθε πλανήτης στο εξωτερικό Ηλιακό Σύστημα – από τον Δία έως τον Ποσειδώνα – έχει το δικό του σύστημα δακτυλίων. Και τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι ακόμη και ορισμένοι μικροί πλανήτες - όπως οι αστεροειδείς του Κένταυρου 10199 Χαρίκλο και 2006 Χείρωνας – να τα έχετε και αυτά.
Αυτό ήταν ένα μάλλον εκπληκτικό εύρημα, καθώς αυτά τα αντικείμενα έχουν τόσο χαοτικές τροχιές. Δεδομένου ότι τα μονοπάτια τους μέσα από το Ηλιακό Σύστημα αλλάζουν συχνά από την ισχυρή βαρύτητα των γιγάντων αερίων, οι αστρονόμοι έχουν φυσικά αναρωτηθεί πώς ένας μικρός πλανήτης θα μπορούσε να διατηρήσει ένα σύστημα δακτυλίων. Αλλά χάρη σε μια ομάδα ερευνητών από το κρατικό πανεπιστήμιο του Σάο Πάολο στη Βραζιλία, ίσως είμαστε κοντά στην απάντηση σε αυτή την ερώτηση.
Σε μια μελέτη με τίτλο « Τα Δαχτυλίδια του Chariklo κάτω από στενές συναντήσεις με τους γιγαντιαίους πλανήτες », που εμφανίστηκε πρόσφατα στοThe Astrophysical Journal, εξήγησαν πώς κατασκεύασαν ένα μοντέλο του Ηλιακού Συστήματος που ενσωμάτωσε 729 προσομοιωμένα αντικείμενα. Όλα αυτά τα αντικείμενα είχαν το ίδιο μέγεθος με το Chariklo και είχαν το δικό τους σύστημα δαχτυλιδιών. Στη συνέχεια προχώρησαν στη διαδικασία να εξετάσουν πώς τους επηρέασε η αλληλεπίδραση με τον γίγαντα αερίου.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τα δαχτυλίδια γύρω από τον Κένταυρο Chariklo, τον πρώτο αστεροειδή όπου ανακαλύφθηκαν δαχτυλίδια. Πίστωση: ESO/L. Calçada/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org)
Για να το αναλύσουμε, οι Κένταυροι είναι ένας πληθυσμός αντικειμένων εντός του Ηλιακού μας Συστήματος που συμπεριφέρονται και ως κομήτες και ως αστεροειδείς (εξ ου και ονομάζονται έτσι από τα υβριδικά θηρία της ελληνικής μυθολογίας). 10199 Το Chariklo είναι το μεγαλύτερο γνωστό μέλος του πληθυσμού των Κενταύρων, πιθανό πρώην Υπερ-Ποσειδώνιο αντικείμενο (TNO) που αυτή τη στιγμή περιφέρεται μεταξύ του Κρόνου και του Ουρανού.
Οι δακτύλιοι γύρω από αυτόν τον αστεροειδή ήταν παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2013 όταν ο αστεροειδής υπέστη αστρική απόκρυψη. Αυτό αποκάλυψε ένα σύστημα δύο δακτυλίων, με ακτίνα 391 και 405 km και πλάτος περίπου 7 km 3 km, αντίστοιχα. Τα χαρακτηριστικά απορρόφησης των δακτυλίων έδειξαν ότι αποτελούνταν εν μέρει από πάγο νερού. Από αυτή την άποψη, έμοιαζαν πολύ με τους δακτυλίους του Δία, του Κρόνου, του Ουρανού και των άλλων αέριων γιγάντων, που αποτελούνται σε μεγάλο βαθμό από πάγο νερού και σκόνη.
Αυτό ακολούθησε ευρήματα που έγιναν το 2015 Αυτό έδειξε ότι ο Χείρωνας του 2006 – ένας άλλος σημαντικός Κένταυρος – θα μπορούσε να έχει δικό του δαχτυλίδι. Αυτό οδήγησε σε περαιτέρω εικασίες ότι μπορεί να υπάρχουν πολλοί δευτερεύοντες πλανήτες στο Ηλιακό μας Σύστημα που έχουν ένα σύστημα δακτυλίων. Φυσικά, αυτό ήταν λίγο περίπλοκο για τους αστρονόμους, καθώς οι δακτύλιοι είναι εύθραυστες δομές που θεωρήθηκε ότι ήταν αποκλειστικές για τους γίγαντες αερίων του Συστήματος μας.
Όπως είπε ο καθηγητής Othon Winter, επικεφαλής ερευνητής της ομάδας του Σάο Πάολο, στο Universe Today μέσω email:
«Στην αρχή ήταν έκπληξη να βρούμε έναν Κένταυρο με δαχτυλίδια, αφού οι Κένταυροι έχουν χαοτικές τροχιές που περιφέρονται ανάμεσα στους γιγάντιους πλανήτες και έχουν συχνές στενές συναντήσεις μαζί τους. Ωστόσο, έχουμε δείξει ότι στις περισσότερες περιπτώσεις το σύστημα δακτυλίων μπορεί να επιβιώσει σε όλες τις στενές συναντήσεις με τους γιγάντιους πλανήτες. Επομένως, οι Κένταυροι με δαχτυλίδια μπορεί να είναι πολύ πιο συνηθισμένοι από ό,τι πιστεύαμε πριν.
Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τον Chiron, που δείχνει ένα πιθανό σύστημα δακτυλίων. Πίστωση: dailygalaxy.com
Για χάρη της μελέτης τους, ο Winter και οι συνεργάτες του εξέτασαν τις τροχιές 729 προσομοιωμένων κλώνων του Chariklo καθώς περιφέρονταν γύρω από τον Ήλιο κατά τη διάρκεια 100 εκατομμυρίων ετών. Από αυτό, ο Γουίντερ και οι συνεργάτες του διαπίστωσαν ότι κάθε Κένταυρος είχε κατά μέσο όρο περίπου 150 κοντινές συναντήσεις με έναν γίγαντα αερίου, σε μια ακτίνα λόφου από τον εν λόγω πλανήτη. Όπως το περιέγραψε ο Winter:
«Η μελέτη έγινε σε δύο βήματα. Αρχικά εξετάσαμε ένα σύνολο περισσότερων από 700 κλώνων του Chariklo. Οι κλώνοι είχαν αρχικές τροχιές που ήταν ελαφρώς διαφορετικές από το Chariklo για στατιστικούς λόγους (καθώς έχουμε να κάνουμε με χαοτικές τροχιές) και προσομοίωσαν υπολογιστικά την τροχιακή τους εξέλιξη προς τα εμπρός στο χρόνο (για να δουν το μέλλον τους) και επίσης προς τα πίσω στο χρόνο (για να δουν το παρελθόν τους). Κατά τη διάρκεια αυτών των προσομοιώσεων αρχειοθετήσαμε τις πληροφορίες όλων των στενών συναντήσεων (πολλές χιλιάδες) που είχαν με κάθε έναν από τους γιγάντιους πλανήτες».
'Στο δεύτερο βήμα, πραγματοποιήσαμε προσομοιώσεις για κάθε μία από τις κοντινές συναντήσεις που βρέθηκαν στο πρώτο βήμα, αλλά τώρα συμπεριλαμβάνεται ένας δίσκος σωματιδίων γύρω από το Chariklo (που αντιπροσωπεύει τα σωματίδια του δακτυλίου). Στη συνέχεια, στο τέλος κάθε προσομοίωσης αναλύαμε τι συνέβη με τα σωματίδια. Ποια αφαιρέθηκαν από το Chariklo (διαφεύγοντας από το βαρυτικό του πεδίο); Ποιες διαταράχθηκαν έντονα (ακόμα σε τροχιά γύρω από το Chariklo); Ποια δεν υπέστησαν καμία σημαντική επίδραση;»
Τελικά, οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι στο 90 τοις εκατό των περιπτώσεων, οι δακτύλιοι των Κενταύρων επέζησαν από τις στενές συναντήσεις τους με γίγαντες αερίου, ενώ ενοχλήθηκαν στο 4 τοις εκατό των περιπτώσεων και απογυμνώθηκαν μόνο στο 3 τοις εκατό των περιπτώσεων. Έτσι, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι εάν υπάρχει ένας αποτελεσματικός μηχανισμός που δημιουργεί τους δακτυλίους, τότε είναι αρκετά ισχυρός για να αφήσει τους Κένταυρους να τους κρατήσουν.
Λόγω της διπλής φύσης τους, το όνομα Κένταυρος έχει κολλήσει όταν αναφέρεται σε αντικείμενα που λειτουργούν τόσο ως κομήτες όσο και ως αστεροειδείς. Πίστωση: jpl.nasa.gov
Επιπλέον, η έρευνά τους φαίνεται να δείχνει ότι αυτό που θεωρούνταν μοναδικό σε ορισμένα πλανητικά σώματα μπορεί στην πραγματικότητα να είναι πιο συνηθισμένο. «Αποκαλύπτει ότι το Ηλιακό μας Σύστημα είναι πολύπλοκο όχι μόνο ως ολόκληρο ή για μεγάλα σώματα», είπε ο Γουίντερ, «αλλά ακόμη και τα μικρά σώματα μπορεί να παρουσιάζουν περίπλοκες δομές και ακόμη πιο περίπλοκη χρονική εξέλιξη».
Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι να μελετήσει το σχηματισμό δακτυλίων, που θα μπορούσε να δείξει ότι στην πραγματικότητα τα μαζεύουν από τους ίδιους τους γίγαντες αερίου. Αλλά ανεξάρτητα από το πού προέρχονται, γίνεται ολοένα και πιο σαφές ότι Κένταυροι όπως το 10199 Chariklo δεν είναι μόνοι. Επιπλέον, δεν θα εγκαταλείψουν τα δαχτυλίδια τους σύντομα!
Περαιτέρω ανάγνωση: iopscience.iop.org