Когато мислим за пръстеновидните системи, това, което естествено идва на ум, са планети като Сатурн. Красивите пръстени със сигурност са най-известните, но те не са единствената планета в нашата Слънчева система, която ги има. Тъй като пътник демонстрирани мисии, всяка планета във външната Слънчева система - от Юпитер до Нептун - има своя собствена система от пръстени. И през последните години астрономите откриха, че дори някои малки планети - като астероидите Кентавър 10199 Chariklo и 2006 Chiron - имат и тях.
Това беше доста изненадваща находка, тъй като тези обекти имат такива хаотични орбити. Като се има предвид, че пътищата им през Слънчевата система често се променят от мощната гравитация на газови гиганти, астрономите естествено се чудеха как малка планета може да запази система от пръстени. Но благодарение на екип изследователи от държавния университет в Сао Пауло в Бразилия, може да сме близо до отговора на този въпрос.
В проучване, озаглавено „Пръстените на Chariklo при близки срещи с гигантските планети“, което се появи наскоро през The Astrophysical Journal, те обясниха как са конструирали модел на Слънчевата система, който включва 729 симулирани обекти. Всички тези предмети бяха със същия размер като Chariklo и имаха собствена система от пръстени. След това те разгледаха процеса на проучване на това как взаимодействието с газовия гигант ги е въздействало.
За да го разрушат, кентаврите са популация от обекти в нашата Слънчева система, които се държат както комети, така и астероиди (следователно защо са кръстени на хибридните зверове от гръцката митология). 10199 Chariklo е най-големият известен член на населението на Кентавър, възможен бивш транснептунов обект (TNO), който в момента орбитира между Сатурн и Уран.
Пръстените около този астероид бяха забелязани за първи път през 2013 г., когато астероидът претърпя звездна окултация. Това разкри система от два пръстена с радиус 391 и 405 км и ширина съответно около 7 км 3 км. Характеристиките на абсорбция на пръстените показват, че те са частично съставени от воден лед. В това отношение те приличаха много на пръстените на Юпитер, Сатурн, Уран и другите газови гиганти, които са съставени до голяма степен от лед и прах.
Това бе последвано от констатации, направени през 2015 г., които показват, че през 2006 г. Хирон - друг основен кентавър - може да има свой пръстен. Това доведе до допълнителни спекулации, че в нашата Слънчева система може да има много малки планети, които имат система от пръстени. Естествено, това беше малко смущаващо за астрономите, тъй като пръстените са крехки структури, които се смятаха за изключителни за газовите гиганти на нашата Система.
Както каза проф. Отон Уинтър, главният изследовател на екипа на Сао Пауло, заяви пред сп. Space Magazine по имейл:
„В началото беше изненада да открия кентавър с пръстени, тъй като кентаврите имат хаотични орбити, които се скитат между гигантските планети и имат чести близки срещи с тях. Ние обаче показахме, че в повечето случаи пръстенната система може да преживее всички близки срещи с гигантските планети. Следователно кентаврите с пръстени може да са много по-често срещани, отколкото сме мислили преди. "
Заради своето проучване, Уинтър и неговите колеги са разгледали орбитите на 729 симулирани клона на Chariklo, докато те обикалят около Слънцето в течение на 100 милиона години. От това Уинтър и неговите колеги откриват, че всеки кентавър е средно около 150 близки срещи с газов гигант, в радиус на един хълм от въпросната планета. Както Winter го описа:
„Проучването беше направено на два етапа. Първо разгледахме набор от над 700 клона на Chariklo. Клоновете имаха първоначални траектории, които бяха малко по-различни от Chariklo за статистически цели (тъй като имаме работа с хаотични траектории) и изчислително симулираха орбиталната си еволюция напред във времето (за да видим тяхното бъдеще), а също и назад във времето (за да видим тяхното минало). По време на тези симулации архивирахме информацията за всички близки срещи (много хиляди), които имаха с всяка от гигантските планети. "
„Във втората стъпка направихме симулации на всяка една от близките срещи, открити в първата стъпка, но сега включваме диск с частици около Chariklo (представляващ пръстеновидните частици). След това в края на всяка симулация анализирахме какво се е случило с частиците. Кои са премахнати от Chariklo (избягайки от гравитационното му поле)? Кои от тях бяха силно обезпокоени (все още орбитират около Chariklo)? Кои от тях не са имали значителен ефект? “
В крайна сметка симулациите показаха, че в 90 процента от случаите пръстените на кентаврите са оцелели при близките си срещи с газови гиганти, докато в 4 процента от случаите са били нарушени и са били лишени само 3 процента от времето. Така те заключиха, че ако има ефективен механизъм, който създава пръстените, тогава той е достатъчно силен, за да позволи на кентаврите да ги задържат.
Освен това, техните изследвания изглежда показват, че това, което се е считало уникално за определени планетни тела, всъщност може да бъде по-често срещано. „Това разкрива, че нашата Слънчева система е сложна не само като цяло, нито за големи тела - каза Уинтър, - но дори и малките тела могат да показват сложни структури и още по-сложна времева еволюция.“
Следващата стъпка за изследователския екип е да проучи образуването на пръстени, което би могло да покаже, че всъщност те ги взимат от самите газови гиганти. Но независимо откъде идват, става все по-ясно, че кентаврите като 10199 Chariklo не са сами. Нещо повече, те не се отказват от пръстените си скоро!
