Obserwacje wykonane w wielu miejscach w Ameryce Południowej, w tym w Obserwatorium ESO La Silla, doprowadziły do niespodziewanego odkrycia, że odległa planetoida Chariklo jest otoczona przez dwa gęste i cienkie pierścienie. To najmniejszy obiekt, który posiada pierścienie oraz piąte ciało w Układzie Słonecznym posiadające taką strukturę (oprócz Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna). Pochodzenie pierścieni pozostaje zagadką, ale mogą być wynikiem kolizji, która utworzyła dysk. Nowe wyniki zostały opublikowane na witrynie internetowej czasopisma „Nature” 26 marca 2014 roku.

Pierścienie Saturna są jednym z najbardziej spektakularnych widoków na niebie. Mniejsze pierścienie znaleziono także wokół innych gazowych olbrzymów planetarnych. Pomimo wielu starannych poszukiwań nie zidentyfikowano do tej pory pierścieni wokół mniejszych obiektów okrążających Słońce w Układzie Słonecznym. Jednak najnowsze obserwacje odległej planetoidy [1] (10199) Chariklo [2], gdy przechodziła przed gwiazdą, pokazały że obiekt jest otoczony przez dwa słabe pierścienie.

Nie szukaliśmy pierścieni i nawet nie myśleliśmy, że małe ciała takie jak Chariklo w ogóle mogą je posiadać, więc odkrycie oraz niesamowita ilość szczegółów dostrzeżonych w tym systemie, jest zupełną niespodzianką!” – powiedział Felipe Braga-Ribas (Observatório Nacional/MCTI, Rio de Janeiro, Brazylia), który zaplanował kampanię obserwacyjną i jest głównym autorem publikacji.

Artystyczna wizja pokazuje w zbliżeniu jak mogą wyglądać pierścienie wokół Chariklo.

Chariklo jest największym członkiem klasy obiektów znanej jako centaury [3]. Krąży pomiędzy orbitami Saturna i Urana w zewnętrznych rejonach Układu Słonecznego. Przewidywania wskazywały, że 3 czerwca 2013 r. przejdzie przed gwiazdą UCAC4 248-108672 i będzie można to dostrzec z Ameryki Południowej [4]. Astronomowie użyli teleskopów w siedmiu różnych miejscach, w tym 1,54-metrowego teleskopu duńskiego oraz teleskopu TRAPPIST w Obserwatorium ESO La Silla w Chile [5]. Badacze byli w stanie zaobserwować kompletne zniknięcie gwiazdy przez kilka sekund gdy światło zostało zablokowane przez Chariklo – zjawisko to zwane jest zakryciem [6].

Dowiedziano się jednak znacznie więcej niż oczekiwano. Kilka sekund przed i kilka sekund po głównym zakryciu były dwa dodatkowe, bardzo krótkie spadki jasności gwiazdy [7]. Coś wokół Chariklo blokowało światło! Dzięki porównaniu obserwacji z kilku miejsc zespół mógł zrekonstruować nie tylko kształt i rozmiar samego obiektu, ale także kształt, długość, orientację i inne własności nowo odkrytych pierścieni.

Zespół odkrył, że system pierścieni obejmuje dwa wyraźnie ograniczone pierścienie o grubości zaledwie siedmiu i trzech kilometrów, oddzielone dziewięciokilometrową przerwą – wokół małego obiektu o średnicy 250 kilometrów krążącego poza orbitą Saturna.

Dla mnie niesamowite było uświadomienie sobie, że byliśmy w stanie nie tylko wykryć system pierścieni, ale także ustalić iż zawiera dwa wyraźnie zarysowane pierścienie” – dodaje Uffe Gråe Jørgensen (Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Dania), członek zespołu. „Próbuję sobie wyobrazić jak by to było stanąć na powierzchni tego lodowego obiektu – na tyle małego, że szybki sportowy samochód mógłby osiągnąć prędkość ucieczki i odjechać w przestrzeń kosmiczną – i spojrzeć w górę na szeroki na 20 kilometrów system pierścieni rozmieszczony 1000 razy bliżej niż Księżyc„. [8]

Artystyczna wizja pokazuje widok z wnętrza systemu pierścieni. Widać Chariklo i księżyce.

Mimo że wiele pytań pozostaje bez odpowiedzi, astronomowie sądzą, że ten rodzaj pierścieni mógł uformować się z pozostałości po kolizji. Materiał musiał zostać przekształcony w dwa wąskie pierścienie przez obecność małych księżyców.

Zatem oprócz pierścieni Chariklo posiada prawdopodobnie co najmniej jeden mały księżyc ciągle czekający na odkrycie” – dodaje Felipe Braga Ribas.

Pierścienie mogą być dowodem na zjawisko, które może doprowadzić w przyszłości do powstania małego księżyca. Taka sekwencja wydarzeń, na znacznie większą skalę, może wyjaśniać narodziny naszego własnego Księżyca we wczesnych czasach Układu Słonecznego, a także pochodzenie wielu innych księżyców wokół planet i planetoid.

Liderzy projektu tymczasowo określają pierścienie nazwami Oiapoque oraz Chu?, dwóch rzek w pobliżu północnych i południowych krańców Brazylii [9].

Uwagi

[1] Wszystkie obiekty, które krążą po orbitach wokół Słońca, a są zbyt małe (mają zbyt małą masę), aby uzyskać prawie sferyczny kształt są obecnie definiowane przez Międzynarodową Unię Astronomiczną (IAU) jako małe ciała Układu Słonecznego. Klasa ta obejmuje większość planetoid, obiektów bliskich Ziemi (NEOs – near-Earth objects), planetoidy trojańskie Marsa i Jowisza, większość centaurów, większość obiektów transneptunowych (TNOs – Trans-Neptunian objects) oraz komet. W nieformalnym znaczeniu słowa planetoida (asteroida) oraz planetka są używane jako synonimy.

[2] IAU Minor Planet Center jest głównym centrum do wykrywania małych ciał Układu Słonecznego. Nazwy są nadawane w dwóch częściach: numer – początkowo w kolejności odkrywania, ale obecnie w kolejności gdy orbita obiektu zostanie dobrze zdefiniowana – oraz nazwa.

[3] Centaury są małymi ciałami o niestabilnych orbitach w zewnętrznym Układzie Słonecznym, które przecinają orbity olbrzymich planet. Ponieważ orbity tych ciał są często zaburzane, przewiduje się iż pozostają na swoich orbitach zaledwie przez miliony lat. Centaury odróżniają się od liczniejszych planetoid pasa głównego krążących pomiędzy orbitami Marsa oraz Jowisza i mogą pochodzić z obszaru pasa Kuipera. Swoją nazwę otrzymały ponieważ tak ja mityczne centaury dzielą pewne cechy wspólne z dwoma różnymi typami obiektów: kometami i planetoidami. Chariklo wydaje się być bardziej planetoidą, do tej pory nie odnotowano kometarnej aktywności w przypadku tego obiektu.

[4] Zdarzenie przewidziano na podstawie niedawno opublikowanych systematycznych badań za pomocą 2,2-metrowego teleskopu MPG/ESO w Obserwatorium ESO La Silla

[5] Oprócz 1,54-metrowego teleskopu duńskiego oraz teleskopu TRAPPIST w Obserwatorium ESO La Silla zdarzenie było obserwowane także w obserwatoriach: Universidad Católica Observatory (UCO) Santa Martina, zarządzane przez Pontif?cia Universidad Católica de Chile (PUC); teleskopy PROMPT, posiadane i zarządzane przez University of North Carolina at Chapel Hill; Pico dos Dias Observatory from the National Laboratory of Astrophysics (OPD/LNA) – Brazylia; teleskop Southern Astrophysical Research (SOAR); teleskop Caisey Harlingten's 20-inch Planewave, który jest częścią Searchlight Observatory Network; teleskop R. Sandness w San Pedro de Atacama Celestial Explorations; Universidade Estadual de Ponta Grossa Observatory; Observatorio Astronomico Los Molinos (OALM) — Urugwaj; Observatorio Astronomico, Estacion Astrofisica de Bosque Alegre, Universidad Nacional de Cordoba, Argentyna; Polo Astron?mico Casimiro Montenegro Filho Observatory oraz Observatorio El Catalejo, Santa Rosa, La Pampa, Argentyna.

[6] To jedyny sposób, aby precyzyjnie ustalić rozmiar i kształt tak odległego ciała – Chariklo ma zaledwie około 250 kilometrów średnicy, a znajduje się ponad miliard kilometrów od Ziemi. Nawet najlepsze teleskopy widzą tak mały i odległy obiekt jako słaby punkt świetlny.

[7] Pierścienie Urana oraz Neptuna zostały odkryte w podobny sposób podczas zakryć w 1977 i 1984 roku. Teleskopy ESO były zaangażowane w odkrycie pierścieni Neptuna.

[8] Ściślej mówiąc samochód powinien być nieco szybszy – jak np. Bugatti Veyron 16.4 lub McLaren F1 – ponieważ prędkość ucieczki wynosi około 350 km/h!

[9] Nazwy te są używane jedynie nieformalnie. Oficjalne nazwy zostaną nadane później przez IAU, zgodnie z ustalonymi regułami.

Autor

Redakcja AstroNETu
Redakcja AstroNETu