2007-ben a csillagászok szokatlan fogyatkozásokat vettek észre, amelyek a Földtől 420 fényévnyi csillagból származnak. 2012-ben egy japán és holland csapat indokolta, hogy ezt a jelenséget egy nagy exoplanet jelenléte okozta, amelyet J1407b-nek neveztek el, és egy csillag körül keringő hatalmas gyűrűrendszer létezik. Azóta számos meglepő eredmény történt.
Például 2015-ben ugyanaz a csoport arra a következtetésre jutott, hogy a gyűrűrendszer százszor nagyobb és nehezebb, mint a Szaturnuszé (és hasonlóképpen egzómokat is kialakíthatnak). És legfrissebb tanulmányukban megmutatták, hogy ezek az óriási gyűrűk több mint 100 000 évig tarthatnak fenn, feltételezve, hogy ritka és szokatlan pályájuk van a bolygó körül.
Korábbi munkájukban Rieder és Kenworth megállapították, hogy a J1407b körüli gyűrűrendszer körülbelül 37 gyűrűből áll, amelyek 0,6 AU (90 millió km) távolságra vannak a bolygótól. Becsléseik szerint ezek a gyűrűk százszor tömegesek, mint a mi holdunk - 7342 billió trillió metró tonna. Sőt, bár a J1407b létezését még nem erősítették meg, tudták kizárni annak lehetőségét, hogy kör alakú pályája legyen a csillag körül.
Ennek eredményeként kétségek merültek fel egy ilyen gyűrűs rendszer létezésében. Tekintettel arra a tényre, hogy a bolygó időszakonként közelebb kerül a csillagához, a gyűrűrendszer gravitációs zavart tapasztal. Ezért Steven Rieder (a japán RIKEN intézetből) és Matthew Kenworth (a hollandiai Leideni Egyetemből) megvizsgálták, hogy egy ilyen gyűrűrendszer milyen hosszú ideig maradhat stabil.
A „J1407b gyűrűrendszer méretének és dinamikájának korlátozásai” című tanulmányuk érdekében egy sor szimulációt készítettek az Astrophysical Multi-purpose Software Environment (AMUSE) keretrendszer segítségével. Végül az eredmények azt mutatták, hogy a 11 éves orbitális periódussal és egy retrográd pályával rendelkező gyűrűs szerkezet legalább 10 000 keringő pályán képes életben maradni.
Más szavakkal, a gyűrűrendszer, amelyet 2012-ben feltételeztek, 110 000 évig képes elviselni. Mint Rieder (a cikk vezető szerzője) egy nyilatkozatában kifejtette, az eredmények meglepőek voltak, de valójában megfeleltek a tényeknek:
„A rendszer csak akkor stabil, ha a gyűrűk azzal ellentétesen forognak, ahogyan a bolygó kering a csillag körül. Lehet, hogy távolról jönnek: hatalmas gyűrűk, amelyek ellenkező irányba forognak, de most kiszámítottuk, hogy egy „normál” gyűrűrendszer nem képes túlélni. ”
Rejtély, hogy egy ilyen gyűrűrendszer hogyan alakulhatott ki, mivel a retrográd gyűrűrendszerek meglehetősen ritkák. Rieder és Kenworth azonban kijelentették, hogy úgy vélik, hogy ez egy katasztrófaes esemény - például egy hatalmas ütközés - következménye, amely a gyűrűket (vagy a bolygót) megváltoztatta forgásirányukban.
Eredményeik azt is jelezték, hogy a retrográd gyűrűrendszer lehetővé fog tenni olyan fogyásokat, mint amilyeneket 2007-ben megfigyeltek. Miközben volt bizonyos esély, hogy ezeket egy másik tárgy okozza, az eredmények másként sugallták. "Ennek esélye minimális" - mondta Rieder. "A korábbi megfigyelésekkel mért sebesség szintén nem megfelelő, de ez nagyon furcsa, mert ezek a mérések nagyon pontosak."
A jövőben Rieder és Kenswoth reméljük, hogy közelebbről megvizsgálja ennek a gyűrűképződésnek a rejtélyeit. Ez magában foglalja azt is, hogy hogyan alakulhatott ki először, és hogyan alakult ki az idő múlásával. Tanulmányukat elfogadták a folyóiratban való közzétételre Csillagászat és asztrofizika és online megtekinthető az arXiv-en.
