Ще в 2007 році астрономи спостерігали серію незвичайних затемнень від зірки, що знаходиться на відстані 420 світлових років від Землі. У 2012 році команда з Японії та Нідерландів пояснила, що це явище було пов’язано з наявністю великої екзопланети – позначеної J1407b – з масивна кільцева система обертається навколо зірки. Відтоді було зроблено кілька дивовижних знахідок.
Наприклад, у 2015 році та ж команда дійшла висновку, що кільцева система є у сто разів більший і важчий за Сатурн (і можуть бути аналогічним чином виліплені екзомісяцями). У своєму останньому дослідженні вони показали, що ці гігантські кільця можуть прослужити понад 100 000 років, якщо припустити, що вони мають рідкісну та незвичайну орбіту навколо своєї планети.
У своїй попередній роботі Рідер і Кенворт визначили, що кільцева система навколо J1407b складається з 37 кілець, які простягаються на відстань 0,6 а.о. (90 мільйонів км) від планети. Вони також підрахували, що ці кільця в 100 разів масивніші за наш Місяць – 7342 трильйони трильйонів метричних тонн. Більше того, хоча існування J1407b ще не підтверджено, вони змогли виключити можливість його кругової орбіти навколо зірки.
Враження художника про те, як виглядали б кільця навколо J1407b із Землі, якби їх розмістити навколо Сатурна. Кільця можна побачити над Старою Лейденською обсерваторією. Авторство і права: М. Кенуорті / Лейденський університет
У результаті виникли сумніви, що така кільцева система може існувати. Враховуючи той факт, що планета періодично наближається до своєї зірки, система кілець зазнає гравітаційного зриву. Тому Стівен Рідер (з інституту RIKEN в Японії) і Метью Кенворт (з Лейденського університету в Нідерландах) вирішили оцінити, як довго така кільцева система може залишатися стабільною.
Заради їхнього дослідження під назвою « Обмеження на розмір і динаміку кільцевої системи J1407b “, вони провели серію моделювання з використанням Астрофізичне багатоцільове програмне середовище (AMUSE). Зрештою, їхні результати показали, що кільцева структура з 11-річним орбітальним періодом і ретроградною орбітою може вижити щонайменше 10 000 орбіт.
Іншими словами, кільцева система, про яку вони припустили ще в 2012 році, може проіснувати 110 000 років. Як пояснив Рідер (головний автор статті) в а заяву , результати були несподіваними, але випадок відповідали фактам:
«Система стабільна лише тоді, коли кільця обертаються протилежно тому, як планета обертається навколо зірки. Це може бути надуманим: масивні кільця, які обертаються в протилежному напрямку, але тепер ми підрахували, що «звичайна» система кілець не може вижити».
Як могла виникнути така кільцева система, залишається загадкою, оскільки ретроградні кільцеві системи зустрічаються досить рідко. Але Рідер і Кенворт заявили що вони думають, що це може бути результатом катастрофічної події – наприклад, масивного зіткнення – яка спричинила кільця (або планету) змінити напрямок свого обертання.
Їхні результати також показали, що ретроградна кільцева система дозволить мати затемнення, як те, яке спостерігалося в 2007 році. Хоча була певна ймовірність того, що вони викликані іншим об’єктом, результати свідчать про інше. «Ймовірність цього мінімальна», — сказав Рідер. «Крім того, швидкість, виміряна за допомогою попередніх спостережень, може бути неправильною, але це було б дуже дивно, тому що ці вимірювання дуже точні».
У майбутньому Рідер і Кенсвот сподіваються ближче дослідити таємниці формування цього кільця. Це включатиме те, як він міг сформуватися в першу чергу та як він розвивався з часом. Їхнє дослідження прийнято до публікації в журналіАстрономія та астрофізикаі переглядати онлайн за адресою arXiv .
Подальше читання: astronomy.nl , arXiv
