Když přemýšlíme o prstencových systémech, na mysl přirozeně přijdou planety jako Saturn. Jsou to krásné prsteny, které jsou určitě nejznámější, ale nejsou jedinou planetou naší sluneční soustavy, která je má. Jako Voyager Ukázalo se, že každá planeta vnější sluneční soustavy - od Jupiteru po Neptun - má svůj vlastní systém prstenců. A v posledních letech astronomové objevili, že je mají i určité menší planety - jako jsou asteroidy Centaur 10199 Chariklo a 2006 Chiron.
To bylo docela překvapivé zjištění, protože tyto objekty mají takové chaotické dráhy. Vzhledem k tomu, že jejich cesty Sluneční soustavou jsou často pozměněny silnou gravitací plynových obrů, astronomové se přirozeně ptali, jak by malá planeta mohla udržet systém prstenců. Ale díky týmu vědců ze Státní univerzity v Sao Paulu v Brazílii můžeme být na tuto otázku blízko.
Ve studii s názvem „Prsteny Charikla pod blízkými setkáními s obřími planetami“, která se objevila nedávno v Astrofyzikální deník, vysvětlili, jak vytvořili model sluneční soustavy, který zahrnuje 729 simulovaných objektů. Všechny tyto objekty byly stejné velikosti jako Chariklo a měly svůj vlastní systém prstenů. Poté pokračovali v procesu zkoumání, jak je ovlivnila interakce s plynovým obrem.
Abychom to rozebrali, kentaurové jsou populací objektů v naší Sluneční soustavě, které se chovají jako komety i asteroidy (proto jsou pojmenovány po hybridních bestiích řecké mytologie). 10199 Chariklo je největším známým členem kentaurské populace, možným bývalým transneptunským objektem (TNO), který v současné době obíhá mezi Saturnem a Uranem.
Prsteny kolem tohoto asteroidu byly poprvé zaznamenány v roce 2013, kdy asteroid podstoupil hvězdnou okultizaci. Toto odhalilo systém dvou prstenů, s poloměrem 391 a 405 km a šířkami asi 7 km 3 km. Absorpční vlastnosti prstenců ukázaly, že byly částečně složeny z vodního ledu. V tomto ohledu byly podobné prstenům Jupitera, Saturn, Uranu a dalších plynových obrů, které se skládají převážně z vodního ledu a prachu.
Poté následovaly zjištění učiněná v roce 2015, která naznačovala, že v roce 2006 by mohl mít Chiron - další hlavní kentaur - svůj vlastní prsten. To vedlo k dalšímu spekulování, že v naší sluneční soustavě může být mnoho menších planet, které mají systém prstenců. Pro astronomy to samozřejmě bylo poněkud matoucí, protože prsteny jsou křehké struktury, o nichž se domnívalo, že jsou exkluzivní pro plynové giganty našeho systému.
Jako profesor Othon Winter, hlavní výzkumný pracovník týmu v Sao Paulu, řekl časopisu Space Magazine e-mailem:
"Zpočátku bylo překvapením najít kentaura s prsteny, protože kentaurové mají chaotické dráhy, které putují mezi obřími planetami a často s nimi setkávají." Ukázali jsme však, že ve většině případů může prstencový systém přežít všechna blízká setkání s obřími planetami. Proto mohou být kentaury s prsteny mnohem běžnější, než jsme si mysleli dříve. “
Z důvodu studia studoval Winter a jeho kolegové oběžné dráhy 729 simulovaných klonů Charikla, které obíhaly Slunce v průběhu 100 miliónů let. Z toho Winter a jeho kolegové zjistili, že každý Centaur měl v průměru jeden 150 blízkých setkání s plynovým obrem v rámci jednoho poloměru kopce dané planety. Jak Winter popsal:
"Studie byla provedena ve dvou krocích." Nejprve jsme uvažovali o souboru více než 700 klonů Chariklo. Klony měly počáteční trajektorie, které se mírně lišily od Charikla pro statistické účely (protože se zabýváme chaotickými trajektoriemi) a výpočetně simulovaly jejich orbitální vývoj vpřed v čase (aby viděli svou budoucnost) a také zpětně v čase (aby viděli jejich minulost). Během těchto simulací jsme archivovali informace o všech blízkých setkáních (mnoho tisíc), které měli s každou z obřích planet. “
"Ve druhém kroku jsme provedli simulace každého z blízkých setkání nalezených v prvním kroku, ale nyní jsme zahrnovali disk částic kolem Charikla (představující prstencové částice)." Na konci každé simulace jsme analyzovali, co se s částicemi stalo. Které z Charikla byly odstraněny (unikly z jeho gravitačního pole)? Které z nich byly silně narušeny (stále obíhají kolem Charikla)? Které z nich neutrpěly žádný významný účinek? “
Simulace nakonec ukázaly, že v 90 procentech případů kroužky kentaurů přežily svá blízká setkání s plynovými giganty, zatímco ve 4 procentech případů byly narušeny a byly odstraněny pouze 3 procenta času. Došli tedy k závěru, že pokud existuje účinný mechanismus, který vytváří prsteny, pak je dost silný, aby je nechali Centaurové udržet.
Jejich výzkum by navíc ukázal, že to, co bylo pro určité planetární orgány považováno za jedinečné, může být ve skutečnosti běžnější. "Ukazuje se, že naše Sluneční soustava není složitá nejen jako celek nebo pro velká těla," řekla Winter, "ale i malá těla mohou vykazovat složité struktury a ještě složitější časový vývoj."
Dalším krokem pro výzkumný tým je studium prstencové formace, která by mohla ukázat, že je ve skutečnosti vyzvedávají od samotných plynových obrů. Ale bez ohledu na to, odkud pocházejí, je čím dál jasnější, že Centaurs jako 10199 Chariklo nejsou sami. A co víc, nikdy se nevzdávají svých prstenů v dohledné době!
