astronomer har upptäckt möjliga Ringar runt den mindre planeten Chiron, vilket tyder på att ringsystem kan vara vanligare i hela solsystemet än forskare tidigare trodde.
ett team av forskare vid Massachusetts Institute of Technology (MIT) såg tecken på ringar medan de tittade på Chiron — ett 145 mil brett (233 kilometer) objekt som kretsar mellan Saturnus och Uranus-passera framför en ljus stjärna, i en process som kallas en ockultation.
”Chiron har varit ett intressant objekt att studera med ockultationer ända sedan upptäckten av jetlike funktioner för ett decennium sedan,” Jessica Ruprecht och Michael Person, båda MIT, berättade Space.com via e-post. ”Vi har följt upp det när det är tillgängligt … vi kunde inte samla in mer data förrän nyligen.”
Ring runt centaur
efter upptäckten 1977 klassificerades Chiron som den första ”centaur” — en kropp mellan Jupiter och Pluto med egenskaper som är gemensamma för både asteroider och kometer. Idag finns det mer än 200 kända centaurer, och forskare uppskattar att det finns mer än 44 000 av dessa hybrid asteroid-kometer i solsystemet.
i slutet av 1980-talet observerade astronomer att Chiron uppvisade mönster av ljusning, liksom aktivitet som liknar en strimmig komet. 1994 föreslog observationer som gjordes under en stellar ockultation närvaron av vattenstrålar på Chiron.
Ruprecht och hennes team bestämde att Chironwould passera framför en annan relativt ljus stjärna Den Nov. 29, 2011. De observerade händelsen, som varade bara några minuter, med hjälp av NASAs Infrared Telescope Facility och Las Cumbres Observatory Global Telescope Network, båda på Hawaii.
observationerna gav ett oväntat resultat. En enda kropp skulle blockera stjärnljuset på en gång. Men teleskopen visade att ljuset från stjärnan var blockerat före och efter att Chiron rörde sig framför det, vilket tyder på att damm eller stenar omringade centauren.
astronomerna såg funktioner på varje sida av Chiron med en bredd på 1, 8 och 4, 3 miles (3 och 7 kilometer), åtskilda av ett avstånd på 6, 2 till 8, 7 miles (10 till 14 km). Detta kan indikera två ringar som liknar de två ringarna som upptäcktes förra året runt Chariklo, den enda kända centauren större än Chiron.
Chariklo är en av bara fem kroppar i solsystemet som är kända för att ha ett ringsystem. (De andra fyra är jätteplaneterna-Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus.) Om Chiron också har ringar, så kan många andra centaurer, sa forskarna.
”ringar kan vara vanligare än vi trodde”, sa Ruprecht. ”Vi hoppas att observera andra liknande kroppar för att leta efter sådana funktioner.”
men hon och andra lagmedlemmar är försiktiga, eftersom ringar inte är den enda möjliga förklaringen till vad de observerade. Till exempel kan de spännande funktionerna ha orsakats av ett skal av damm eller gas runt centauren, eller av den tidigare föreslagna närvaron av damm-eller vattenstrålar, sa forskarna.
den nya studien publicerades i tidskriften Icarus.
att sätta en ring på den
Ruprechts team är inte den enda gruppen som är nyfiken på ringade centaurer.
” mätningarna hade mycket anmärkningsvärda likheter med några av de mätningar som gjordes i den stellära ockultationen av Chariklo,” sa Josaboric Ortiz, från Institutet för astrofysik i Spanien, om de nya Chiron-observationerna. Ortiz var en del av laget som hittade Chariklo ringar.
”dessa mätningar, tillsammans med mycket svagare begränsningar från tidigare ockultationer av Chiron, kan ge en grov uppfattning om den möjliga orienteringen av ett ringsystem i Chiron”, berättade Ortiz Space.com via e-post.
genom att studera data som samlats in av Ruprechts team, tillsammans med tidigare observationer, drog Ortiz och hans kollegor slutsatsen att det finns en stark möjlighet att ringar finns runt centauren. Om så är fallet kan andra centaurer och transneptuniska föremål (TNO)-kroppar som kretsar bortom Neptunus — skryta med egna ringsystem, sa Ortiz.
observationer av Chiron har visat att dess ljusstyrka förändras över tiden, och att vattenisfunktioner som observerats på centaurskiftet eller till och med försvinner. Enligt Ortiz kan närvaron av ringar med förändrade orienteringar sett från jorden förklara sådana variationer, särskilt om ringarna var källan till isen.
i sin forskning, som publicerades tidigare i år i tidskriften Astronomy & Astrophysics, Ortiz och hans team skrev, ”ett ringsystem är det enda sättet vi kan tänka oss att orsaka en stor magnitud förändring.”
Saturnus ringar visar framträdande spektroskopiska vattenis funktioner, sa Ortiz. Ytterligare forskning visade att vattenisen på Chariklo också finns i ringarna.
” Chiron och alla centaurerna är stamfäderna till Jupiter-familjen kometer, så vi förväntar oss att ytkompositionen hos centaurer och kometer kan likna,” sa Ortiz. ”Och comet nucleido visar inte detekterbara vattenisfunktioner i spektra av deras ytor, så det verkar som om vattenisen som detekteras i Chiron är mycket sannolikt i ringarna, inte på ytan.”
Ortiz och hans medförfattare avfärdade tanken att ett skal av damm eller gas kunde förklara Chiron-data. De sa att ett skal sannolikt skulle blockera starlight, inte skapa två symmetriska funktioner. Ett elliptiskt skal kan teoretiskt skapa de skarpa spikarna i starlight, sa Ortiz, men skalet måste vara sfäriskt för att förklara observationerna från två olika platser. Dessutom har inga ellipsoida skal någonsin observerats runt en komet.
medan Ruprecht och hennes team föreslog att jets också kunde förklara de ovanliga signalerna, frågar Ortiz varför jets skulle ge antingen symmetriska konfigurationer eller dubbelstrukturen. Han påpekade också att centauren var i ett lugnt tillstånd vid observationstidpunkten, vilket inte gav någon källa till en jet.
Ruprecht sa att hon är mer försiktig; hon betonade att Chiron måste studeras ytterligare för att göra en definitiv påstående om de ovanliga egenskaperna.
” medan den senaste upptäckten av ringar runt Chariklo gör det mer troligt, har vi visat flera möjliga tolkningar — jets, plumes, etc. – det är alla förenliga med våra uppgifter, ” sade Ruprecht. ”Endast med ytterligare observationer kommer vi att kunna bestämma den faktiska situationen.”
mer att hitta?
om det finns Ringar runt Chiron kan de få breda konsekvenser för andra centaurer och transneptuniska föremål.
flera ockultationer har redan observerats för TNO, och inga tecken på ringar har upptäckts. Det är möjligt att ringar bildas endast i Jupiter till Neptunus-regionen, där centaurerna ligger, snarare än bortom Neptunus, sa Ortiz. En anledning är att ringar kan bildas av kollisioner, som är vanligare i centaurernas nacke i skogen.
inga ringar har observerats i asteroidbältet, trots många ockultationer. Om kollisioner bildar ringsystem kan slaghastigheter i asteroidbältet vara för långsamma för att skapa dem, sa Ortiz. Han varnar för att dessa tankegångar är spekulativa, och mer forskning kommer att krävas för att stödja dem.
ändå kan ringar som bildas av kollision ge insikt i centaurernas historia. Sådana kollisioner kan vara vanligare än en gång trodde. Eller kanske ringarna av Chariklo och Chiron bildades för länge sedan, innan de fångades från trans-Neptunian-regionen.
” i så fall skulle ringarna ha överlevt mycket länge, vilket skulle vara anmärkningsvärt”, sa han.
om ringarna istället bildas med andra metoder skulle det ha olika konsekvenser.
” om ringarna orsakas av satelliter kan det innebära att centaurer kan ha många satelliter”, sa han. ”Det finns många olika möjligheter som vi nu försöker utforska.”
Ortiz och hans team spekulerade också i förhållandet mellan centaur color och den möjliga existensen av ringar. Om ringar innehåller vattenis i systemet, kentaurer med ringar skulle vara blåare, som både Chiron och Chariklo är. Många centaurer har samma färg som Chiron och Chariklo, så ringsystem kan vara mycket vanliga bland centaurer. Eftersom liknande färgskillnader också finns i små TNO, kan vissa av dessa objekt också skryta med ringar.
att förstå i vilken utsträckning ringar dominerar i små kroppar i det yttre solsystemet kommer att kräva ytterligare studier – en utmanande process. Stellar ockultationer av vissa kroppar är inte särskilt vanliga och kan vara svåra att förutsäga.
” för att upptäcka en ring på ett tillförlitligt sätt behövs Flera observationer från flera platser under en ockultation”, sa Ortiz.
kentaurernas skuggor har samma storlek som själva föremålen, vilket gör det svårt att observera en enda ockultation på flera platser. Ockultationen av Chiron observerades av två teleskop cirka 80 miles (129 km) från varandra. Chariklo ringar sågs med hjälp av instrument i vad Ortiz kallas ” ett av de områden i världen med en tät teleskop täckning.”
när forskare samlar in mer data om Chiron och andra små centaurer kan fler ringar eller kretsfunktioner hittas. Olika funktioner runt en rad objekt kan hjälpa forskare att förstå hur dessa objekt bildas i solsystemet.
”det är möjligt att studien av olika ringsystem vid så varierande storleksskalor — från jätteplaneter till små planetoider — kommer att lära oss mycket om hur sådana strukturer bildas”, sa Ruprecht.
Följ oss @Spacedotcom, Facebook eller Google+. Ursprungligen publicerad den Space.com.
Senaste nytt