Όταν σκεφτόμαστε συστήματα δακτυλίου, αυτό που φυσικά 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 τους έχει. Ως το Ταξιδιώτης αποδείξεις αποστολών, κάθε πλανήτης στο εξωτερικό ηλιακό σύστημα - από τον Δία έως τον Ποσειδώνα - έχει το δικό του σύστημα δαχτυλιδιών. Και τα τελευταία χρόνια, οι αστρονόμοι ανακάλυψαν ότι ακόμη και ορισμένοι μικροί πλανήτες - όπως οι αστεροειδείς Centaur 10199 Chariklo και 2006 Chiron - τους έχουν επίσης.
Αυτό ήταν ένα μάλλον εκπληκτικό εύρημα, καθώς αυτά τα αντικείμενα έχουν τόσο χαοτικές τροχιές. Δεδομένου ότι οι διαδρομές τους μέσω του Ηλιακού Συστήματος συχνά αλλάζουν από την ισχυρή βαρύτητα των γίγαντων αερίου, οι αστρονόμοι αναρωτιούνται φυσικά 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, ενδέχεται να πλησιάζουμε στην απάντηση σε αυτήν την ερώτηση.
Σε μια μελέτη με τίτλο «Τα δαχτυλίδια του Chariklo υπό στενές συναντήσεις με τους γιγάντιους πλανήτες», η οποία εμφανίστηκε πρόσφατα στο Η Αστροφυσική Εφημερίδα, εξήγησαν πώς δημιούργησαν 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 εξέτασης του τρόπου με τον οποίο τους επηρέασε η αλληλεπίδραση με τον γίγαντα αερίου.
Για να το διαλύσουμε, οι Κενταύροι είναι ένας πληθυσμός αντικειμένων στο Ηλιακό μας Σύστημα που συμπεριφέρονται τόσο ως κομήτες όσο και ως αστεροειδείς (εξ ου και γιατί ονομάζονται από τα υβριδικά θηρία της ελληνικής μυθολογίας). Το 10199 Chariklo είναι το μεγαλύτερο γνωστό μέλος του πληθυσμού των Κενταύρων, ένα πιθανό πρώην Υπερ-Ποσειδώνα Αντικείμενο (TNO) που βρίσκεται σε τροχιά μεταξύ Κρόνου και Ουρανού.
Οι δακτύλιοι γύρω από αυτόν τον αστεροειδή παρατηρήθηκαν 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 αποτελούνται εν μέρει από πάγο νερού. Από αυτή την άποψη, μοιάζουν πολύ με τους δακτυλίους του Δία, του Κρόνου, του Ουρανού και των άλλων γιγάντων αερίου, οι οποίοι αποτελούνται κυρίως από πάγο νερού και σκόνη.
Αυτό ακολούθησε τα ευρήματα που έγιναν το 2015 που έδειξαν ότι το 2006 ο Chiron - ένας άλλος μεγάλος Centaur - θα μπορούσε να έχει ένα δικό του δαχτυλίδι. Αυτό οδήγησε σε περαιτέρω εικασίες ότι ενδέχεται να υπάρχουν πολλοί μικροί πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα που έχουν ένα σύστημα δακτυλίων. Φυσικά, αυτό ήταν λίγο μπερδεμένο στους αστρονόμους, καθώς οι δακτύλιοι είναι εύθραυστες κατασκευές που θεωρούνταν αποκλειστικές για τους γίγαντες αερίου του Συστήματός μας.
Όπως είπε ο καθηγητής Othon Winter, επικεφαλής ερευνητής της ομάδας του Σάο Πάολο, το Space Magazine μέσω email:
«Στην αρχή ήταν μια έκπληξη να βρούμε έναν Κένταυρο με δαχτυλίδια, καθώς οι Κενταύροι έχουν χαοτικές τροχιές που περιπλανιούνται μεταξύ των γιγαντιαίων πλανητών και έχουν συχνά στενές συναντήσεις μαζί τους. Ωστόσο, έχουμε δείξει ότι στις περισσότερες περιπτώσεις το σύστημα δακτυλίου μπορεί να επιβιώσει σε όλες τις στενές συναντήσεις με τους γιγαντιαίους πλανήτες. Επομένως, οι Κενταύροι με δαχτυλίδια μπορεί να είναι πολύ πιο συνηθισμένοι από ό, τι φανταζόμασταν πριν. "
Για χάρη της μελέτης τους, ο Winter και οι συνάδελφοί του εξέτασαν τις τροχιές 729 προσομοιωμένων κλώνων του Chariklo καθώς περιστρέφονταν γύρω από τον Ήλιο κατά τη διάρκεια 100 εκατομμυρίων ετών. Από αυτό, ο Winter και οι συνάδελφοί του διαπίστωσαν ότι κάθε Centaur είχε κατά μέσο όρο περίπου 150 στενές συναντήσεις με έναν γίγαντα αερίου, σε μια ακτίνα Hill του εν λόγω πλανήτη. Όπως το περιέγραψε ο Χειμώνας:
«Η μελέτη έγινε σε δύο στάδια. Αρχικά θεωρήσαμε ένα σύνολο περισσότερων από 700 κλώνων του Χαρικλό. Οι κλώνοι είχαν αρχικές τροχιές που ήταν ελαφρώς διαφορετικές από το Chariklo για στατιστικούς σκοπούς (δεδομένου ότι έχουμε να κάνουμε με χαοτικές τροχιές) και υπολογίσαμε υπολογιστικά την τροχιακή εξέλιξή τους προς τα εμπρός (για να δούμε 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 καθέναν από τους γιγαντιαίους πλανήτες. "
«Στο δεύτερο βήμα, πραγματοποιήσαμε προσομοιώσεις καθεμιάς από τις στενές συναντήσεις που βρέθηκαν στο πρώτο βήμα, αλλά τώρα συμπεριλάβαμε έναν δίσκο σωματιδίων γύρω από το Chariklo (που αντιπροσωπεύουν τα σωματίδια του δακτυλίου). Στη συνέχεια, στο τέλος κάθε προσομοίωσης αναλύσαμε τι συνέβη στα σωματίδια. Ποια απομακρύνθηκαν από το Χαρίκλο (ξεφεύγοντας από το βαρυτικό πεδίο); Ποια από αυτά ήταν έντονα ενοχλημένα (ακόμα σε τροχιά γύρω από το Χαρικλό); Ποια από αυτά δεν είχαν σημαντική επίδραση; "
Στο τέλος, οι προσομοιώσεις έδειξαν ότι στο 90 τοις εκατό των περιπτώσεων, οι δακτύλιοι των Κενταύρων επέζησαν από τις στενές τους συναντήσεις με γίγαντες φυσικού αερίου, ενώ ενοχλήθηκαν σε 4 τοις εκατό των περιπτώσεων, και αφαιρέθηκαν μόνο το 3 τοις εκατό του χρόνου. Έτσι, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι εάν υπάρχει ένας αποτελεσματικός μηχανισμός που δημιουργεί τους δακτυλίους, τότε είναι αρκετά ισχυρός για να αφήσει τους Κενταύρους να τους κρατήσουν.
Περισσότερο από αυτό, η έρευνά τους φαίνεται να δείχνει ότι αυτό που θεωρήθηκε μοναδικό για ορισμένα πλανητικά σώματα μπορεί στην πραγματικότητα να είναι πιο συνηθισμένο. «Αποκαλύπτει ότι το Ηλιακό μας Σύστημα είναι σύνθετο όχι μόνο ως σύνολο ή για μεγάλα σώματα», είπε ο Χειμώνας, «αλλά ακόμη και μικρά σώματα μπορεί να παρουσιάζουν σύνθετες δομές και ακόμη πιο περίπλοκη χρονική εξέλιξη».
Το επόμενο βήμα για την ερευνητική ομάδα είναι να μελετήσει το σχηματισμό δαχτυλιδιών, το οποίο θα μπορούσε να δείξει ότι στην πραγματικότητα τα παίρνουν από τους ίδιους τους γίγαντες φυσικού αερίου. Αλλά ανεξάρτητα από το πού προέρχονται, γίνεται όλο και πιο ξεκάθαρο ότι οι Κένταυροι όπως το 10199 Chariklo δεν είναι μόνοι. Επιπλέον, δεν σταματούν σύντομα τα δαχτυλίδια τους!
