Kad pomislimo na prstenaste sustave, ono što prirodno pada na pamet jesu planete poput Saturna. Lijepi prstenovi su sigurno najpoznatiji, ali oni nisu jedini planet u našem Sunčevom sustavu koji ih ima. Kao putnik demonstrirane misije, svaki planet u vanjskom Sunčevom sustavu - od Jupitera do Neptuna - ima svoj sustav prstenova. A posljednjih godina astronomi su otkrili da ih imaju i određeni manji planeti - poput Centaurovih asteroida 10199 Chariklo i 2006 Chiron -.
Ovo je prilično iznenađujuće otkriće, budući da ovi predmeti imaju tako kaotične orbite. S obzirom da se njihovi putovi kroz Sunčev sustav često mijenjaju snažnom gravitacijom plinskih divova, astronomi su se prirodno pitali kako bi mali planet mogao zadržati sustav prstenova. Ali zahvaljujući timu istraživača sa Državnog sveučilišta Sao Paulo u Brazilu, možda smo blizu odgovora na to pitanje.
U studiji pod naslovom "Prstenovi Chariklo pod bliskim susretima s divovskim planetima", koja se pojavila nedavno u The Astrophysical Journal, objasnili su kako su konstruirali model Sunčevog sustava koji je ugradio 729 simuliranih objekata. Svi su ti predmeti bili iste veličine kao Chariklo i imali su vlastiti sustav prstenova. Potom su ispitivali kako utječe na njih interakcija s plinskim divom.
Da bi ga razbili, Kentauri su populacija objekata unutar našeg Sunčevog sustava koji se ponašaju i kao kometi i asteroidi (otuda su i dobili ime po hibridnim zvijerima grčke mitologije). 10199 Chariklo je najveći poznati stanovnik Centaura, mogući bivši Trans-Neptunov objekt (TNO) koji trenutno kruži između Saturna i Urana.
Prstenovi oko ovog asteroida prvi put su primijećeni 2013. godine kada je asteroid doživio zvjezdanu okultaciju. To je pokazalo sustav od dva prstena, s polumjerom od 391 i 405 km, a širine oko 7 km 3 km. Apsorpcijske značajke prstenova pokazale su da su se djelomično sastojali od vodenog leda. U tom su pogledu bili vrlo slični prstenovima Jupitera, Saturna, Urana i ostalih plinskih divova, koji su uglavnom sastavljeni od vodenog leda i prašine.
Potom su uslijedila otkrića iz 2015. koja su upućivala na to da je Chiron 2006. - još jedan veliki Centaur - mogao imati svoj prsten. To je dovelo do daljnjih nagađanja da bi u našem Sunčevom sustavu moglo biti mnogo manjih planeta koji imaju sustav prstenova. Naravno, to je bilo malo zbunjujuće astronomima, jer su prstenovi krhke strukture za koje se mislilo da su isključivi za plinske divove našeg sustava.
Kao što je profesor Othon Winter, vodeći istraživač tima iz Sao Paula, rekao za Space Magazine e-poštom:
"U početku je bilo iznenađenje pronaći Kentaura s prstenima, budući da Kentauri imaju kaotične orbite koje lutaju između divovskih planeta i imaju česte bliske susrete s njima. Međutim, pokazali smo da u većini slučajeva sustav prstenova može preživjeti sve bliske susrete s divovskim planetima. Stoga su Kentauri s prstenima možda puno češći nego što smo mislili prije. "
Za vrijeme svoje studije, Winter i njegovi kolege smatrali su da su orbite 729 simuliranih klona Charikloa dok su okruživale Sunce tijekom 100 milijuna godina. Iz toga su Winter i njegovi kolege otkrili da je svaki Centaur imao oko 150 bliskih susreta s plinskim divom, unutar jednog radijusa brda od dotičnog planeta. Kao što je Winter opisao:
„Studija je rađena u dva koraka. Prvo smo razmotrili skup od više od 700 klonova Charikloa. Klonovi su imali početne putanje koje su se malo razlikovale od Charikloa u statističke svrhe (budući da se bavimo kaotičnim putanjama) i računski su simulirali njihovu orbitalnu evoluciju naprijed u vremenu (da vidimo njihovu budućnost), a također i unatrag u vremenu (da vidimo svoju prošlost). Tijekom ovih simulacija arhivirali smo informacije o svim bliskim susretima (mnogo tisuća) koji su imali sa svakom od planeta divova. "
„U drugom smo koraku napravili simulacije svakog bliskog susreta pronađenog u prvom koraku, ali sad uključujući disk čestica oko Charikloa (koji predstavlja čestice prstena). Zatim smo na kraju svake simulacije analizirali što se dogodilo s česticama. Koje su uklonjene iz Charikloa (bježeći od njegovog gravitacijskog polja)? Koje su bile jako uznemirene (još uvijek kruže oko Chariklo)? Koje nisu imale značajne posljedice? "
Na kraju su simulacije pokazale da su u 90 posto slučajeva prstenovi Kentaura preživjeli bliske susrete s plinskim divovima, dok su bili uznemireni u 4 posto slučajeva i oduzeti su im samo 3 posto vremena. Stoga su zaključili da, ako postoji učinkovit mehanizam koji stvara prstenove, onda je to dovoljno snažno da ih Kentauri mogu zadržati.
Nadalje, čini se da njihova istraživanja pokazuju da je ono što se smatralo jedinstvenim za određena planetarna tijela zapravo uobičajeno. "To otkriva da je naš Sunčev sustav složen ne samo kao cjelina ili za velika tijela," rekao je Winter, "ali čak i mala tijela mogu pokazati složene strukture i još složeniju vremensku evoluciju."
Sljedeći je korak za istraživački tim proučavanje formiranja prstenova, što bi moglo pokazati da ih u stvari uzimaju od plinskih divova. Ali bez obzira odakle dolaze, postaje sve jasnije da Kentauri poput 10199 Chariklo nisu sami. Štoviše, oni se ne odriču prstenova uskoro!
