Mint arról a sajtóközlemény beszámol, a kutatók új gyűrűrendszert fedeztek fel egy törpebolygó körül a Naprendszer peremén. A gyűrűrendszer sokkal távolabb kering a bolygójától, mint az a többi gyűrűrendszerre jellemző, ezáltal megkérdőjelezi a gyűrűrendszerek kialakulására vonatkozó jelenlegi elméleteket. A gyűrűrendszer egy Quaoar nevű törpebolygó körül található, amely körülbelül fele akkora, mint a Plútó, és a Neptunuszon túl kering a Nap körül.

A gyűrűk túl kicsik és halványak ahhoz, hogy közvetlenül láthatóak legyenek a felvételeken. Ehelyett a kutatók az okkultáció nevű jelenség segítségével tették meg a felfedezésüket. Az okkultáció a csillagászatban „fedést” jelent, tehát amikor a földi nézőpontból egyik égitest kitakarja a másikat. Ebben az esetben a Nap körül keringő Quaoar takarta ki egy háttércsillag fényét – ez az esemény egyébként kevesebb mint egy percig tartott, de a fényváltozás alapján a kutatók arra jutottak, hogy a törpebolygót valójában egy gyűrűrendszer övezi. A felfedezést a Nature-ben közölte egy nemzetközi csillagászcsoport, a megfigyeléshez pedig a HiPERCAM-et használták, ami a Sheffieldi Egyetem tudósai által kifejlesztett rendkívül érzékeny, nagy sebességű kamera, amely a világ legnagyobb optikai teleszkópján, a 10,4 méter átmérőjű Gran Telescopio Canariason található La Palmán.

Habár a Naprendszerben több gyűrűrendszert is ismerünk, ezek valójában relatíve ritkák, a Szaturnusz, a Jupiter, az Uránusz és a Neptunusz óriásbolygókon kívül csak két kisebb égitest, a Chariklo és a Haumea körül találhatóak ilyen rendszerek. Ezek a gyűrűrendszerek viszont azért képesek fennmaradni, mert közel keringenek az adott planétához, így az árapályerők megakadályozzák a gyűrű anyagának felhalmozódását és holdak kialakulását. Mindennek hátterében az úgynevezett „Roche-határ” áll.

A Roche-határ, vagy más néven Roche-sugár „egy csillag vagy bolygó gravitációs középpontjától mért kritikus távolság, amelyen belül a gravitáció által összetartott kísérőt az árapályerők keltette feszültségek feldarabolnak, mert azok túllépik a kísérő gravitációját”. Mit jelent mindez a gyakorlatban? Ahogy egy kísérőégitest közelebb kerül a Roche-határhoz, úgy ennek anyagában az árapályerők feszültséget hoznak létre – tehát a szóban forgó égitest először deformálódik, majd amint átlépi a kritikus távolságot, a határt, úgy a saját gravitációját legyőzi a szóban forgó bolygó, csillag (esetleg akár fekete lyuk) gravitációs ereje – ezért ez a kísérőégitest egyszerűen szétesik. Idővel a törmelék akár pályára is állhat a Roche-határon belül, és így alakulnak ki a gyűrűk.

Mint az viszont a sajtóközleményből kiderül, a Quaoar körüli gyűrűrendszert az teszi igazán figyelemre méltóvá, hogy több mint hét bolygósugárnyi távolságra fekszik – vagyis kétszer olyan messze, mint amit korábban a Roche-határ maximális sugarának tartottak. Összehasonlításképpen: a Szaturnusz körüli fő gyűrűk három bolygósugáron belül helyezkednek el. Magyarán a felfedezés miatt újra kell gondolni azon elméleteinket, amikkel a hasonló gyűrűrendszerek kialakulását magyaráztuk eddig.

(Kép: Művészi ábrázolás a Quaoar gyűrűjéről, forrás: ESA, CC BY-SA 3.0 IGO)