Keď uvažujeme o prstencových systémoch, na myseľ prirodzene prichádzajú myseľ ako sú Saturn. Sú to nádherné prstene, ktoré sú určite najznámejšie, ale nie sú jedinou planétou v našej slnečnej sústave, ktorá ich má. Ako cestovateľ demonštrované misie, každá planéta vo vonkajšej slnečnej sústave - od Jupitera po Neptún - má svoj vlastný systém krúžkov. A v posledných rokoch astronómovia objavili, že ich majú aj určité menšie planéty - napríklad asteroidy Centaur 10199 Chariklo a 2006 Chiron.
Bolo to dosť prekvapujúce zistenie, pretože tieto objekty majú také chaotické dráhy. Vzhľadom na to, že ich cesty cez slnečnú sústavu sú často zmenené silnou gravitáciou plynných gigantov, astronómovia sa prirodzene pýtali, ako si malá planéta môže udržať systém krúžkov. Ale vďaka tímu vedcov zo Štátnej univerzity v Sao Paule v Brazílii by sme mohli byť na túto otázku blízko.
V štúdii s názvom „Prstene Charikla pod úzkymi stretnutiami s obrovskými planétami“, ktorá sa nedávno objavila v The Astrofyzical Journal, vysvetlili, ako zostavili model slnečnej sústavy, ktorý obsahuje 729 simulovaných objektov. Všetky tieto objekty boli rovnako veľké ako Chariklo a mali svoj vlastný systém prsteňov. Potom prešli procesom skúmania, ako ich ovplyvnila interakcia s plynovým gigantom.
Aby som to prelomil, kentaurovia sú populáciou objektov v našej slnečnej sústave, ktoré sa správajú ako kométy a asteroidy (preto sú pomenované po hybridných šelmoch gréckej mytológie). 10199 Chariklo je najväčší známy člen kentaurskej populácie, možný bývalý transneptunský objekt (TNO), ktorý v súčasnosti obieha medzi Saturnom a Uránom.
Prstene okolo tohto asteroidu sa prvýkrát objavili v roku 2013, keď asteroid podstúpil hviezdnu okultizáciu. Toto odhalilo systém dvoch krúžkov s polomerom 391 a 405 km a šírkou asi 7 km 3 km. Absorpčné vlastnosti krúžkov ukázali, že boli čiastočne zložené z vodného ľadu. V tomto ohľade boli podobné prstencom Jupitera, Saturnu, Uránu a ďalších plynových gigantov, ktoré sa skladajú prevažne z vodného ľadu a prachu.
Nasledovali zistenia z roku 2015, ktoré naznačujú, že v roku 2006 by mohol mať Chiron - ďalší významný kentaur - svoj vlastný prsteň. To viedlo k ďalším špekuláciám, že v našej slnečnej sústave môže byť veľa menších planét, ktoré majú systém krúžkov. Pre astronómov to samozrejme bolo trochu mätúce, pretože prstene sú krehké štruktúry, o ktorých sa predpokladá, že sú exkluzívne pre plynové giganty nášho systému.
Ako profesor Othon Winter, vedecký pracovník tímu Sao Paulo, povedal časopisu Space Magazine e-mailom:
„Spočiatku bolo prekvapením nájsť kentaura s prstencami, pretože kentaurovia majú medzi obrovskými planétami putujúce chaotické dráhy a často s nimi často stretávajú. Ukázali sme však, že vo väčšine prípadov kruhový systém dokáže prežiť všetky blízke stretnutia s obrovskými planétami. Preto môžu byť kentaury s prstencami oveľa bežnejšie, ako sme si mysleli predtým. “
Z dôvodu štúdia študoval Winter a jeho kolegovia obežné dráhy 729 simulovaných klonov Charikla, ktoré obiehali okolo Slnka v priebehu 100 miliónov rokov. Z toho Winter a jeho kolegovia zistili, že každý Centaur mal v priemere okolo 150 blízkych stretnutí s plynovým gigantom v rámci jedného polomeru kopca danej planéty. Ako Winter opísal:
„Štúdia bola vykonaná v dvoch krokoch. Najprv sme uvažovali o sérii viac ako 700 klonov Charikla. Klony mali počiatočné trajektórie, ktoré sa mierne líšili od Charikla na štatistické účely (keďže sa zaoberáme chaotickými trajektóriami) a výpočtovo simulovali ich orbitálny vývoj vpred v čase (aby videli svoju budúcnosť) a tiež dozadu v čase (aby videli svoju minulosť). Počas týchto simulácií sme archivovali informácie o všetkých blízkych stretnutiach (tisícoch), ktoré mali s každou obrovskou planétou. “
„V druhom kroku sme vykonali simulácie každého jedného z blízkych stretnutí, ktoré sa našli v prvom kroku, ale teraz sme zahrnuli disk častíc okolo Charikla (predstavujúci kruhové častice). Potom na konci každej simulácie sme analyzovali, čo sa stalo s časticami. Ktoré z Charikla boli odstránené (unikli z jeho gravitačného poľa)? Ktoré boli silne narušené (stále obiehajú okolo Charikla)? Ktoré z nich neutrpeli žiaden významný účinok? “
Simulácie nakoniec ukázali, že v 90 percentách prsteňov Centaurov prežili svoje blízke stretnutia s plynovými gigantmi, zatiaľ čo boli narušené v 4 percentách prípadov a boli odňaté iba 3 percentá času. Dospeli preto k záveru, že ak existuje účinný mechanizmus, ktorý vytvára krúžky, potom je dosť silné, aby ich nechali Centaurov.
Ich výskum by navyše mohol naznačovať, že to, čo sa považuje za jedinečné pre určité planétové telesá, môže byť v skutočnosti bežnejšie. „Ukazuje sa, že naša slnečná sústava je zložitá nielen ako celok alebo pre veľké telá,“ uviedla Winter, „ale aj malé telá môžu vykazovať zložité štruktúry a ešte zložitejší časový vývoj.“
Ďalším krokom pre výskumný tím je študovať formáciu prstencov, ktorá by mohla ukázať, že ich v skutočnosti vyberajú od samotných plynových gigantov. Ale bez ohľadu na to, odkiaľ pochádzajú, je čoraz jasnejšie, že Centaurs ako 10199 Chariklo nie sú sami. Navyše sa čoskoro nevzdávajú svojich prsteňov!
