Winziges beringtes Objekt jenseits von Saturn kann Geheimnisse über riesige Planeten enthüllen
Künstlerische Darstellung der beiden dünnen Ringe um den entfernten Asteroiden Chariklo. (Bildnachweis: ESO/L. Sidewalk/M. Kornmesser/Nick Risinger (skysurvey.org))
Gleich hinter Saturn liegt ein winziges, asteroidähnliches Objekt mit eigenen Ringen. Neue Beobachtungen des als Chariklo bekannten Objekts haben neue Erkenntnisse über die ungewöhnlichen Ringe ergeben und könnten helfen, das Geheimnis ihrer Entstehung zu lösen.
Als es 2013 entdeckt wurde, war Chariklo das erste winzige Sonnensystemobjekt, das Ringe aufwies, obwohl laut einem Forschungspapier, das die neuen Beobachtungen beschreibt, jetzt eine Handvoll andere mit diesen Merkmalen entdeckt wurden.
„Bis 2013 waren Ringe nur um Riesenplaneten herum bekannt“, schreiben die Autoren in dem Papier. 'Diese Entdeckung war daher überraschend und ist der Schlüssel zum besseren Verständnis der Planetenringe, da [Kleinobjekt-Ringsysteme] jetzt häufiger vorzukommen scheinen als bisher angenommen.' [ Asteroid Chariklo hat Ringe: Bilder einer Weltraumfelsen-Seltsamkeit (Galerie) ]
Jagdringe
Saturn dominierte jahrhundertelang als einziger Körper des Sonnensystems, von dem bekannt ist, dass er Ringe aufweist. 1979 enthüllte die Raumsonde Voyager 1 dies Jupiter beherbergt auch eine Reihe von Ringen . Uranus und Neptun haben auch ihre eigenen dünnen Ringe, die 1977 bzw. 1989 gesichtet wurden, obwohl sich keiner dieser Ringe so weit von ihrem Planeten entfernt wie die bemerkenswerteren Ringe ihrer berühmt beringten Geschwister. Während die Ringe des Saturn von Eis dominiert werden, füllt sich Staub die Ringe von Neptun und Jupiter, wodurch sie dunkler und schwerer zu erkennen sind; Uranus' Ringe sind eine Mischung aus Eis und dunklem Material, die sie vor dem Blick verborgen hielt. Aber all diese Welten sind massive Gas- und Eisriesen, die viel größer sind als die terrestrischen Planeten und die kleineren Gesteine (wie Asteroiden und Kometen), die die Sonne umkreisen.
Chariklo wird als Zentaur klassifiziert oder als eines der kleinen Objekte, die zwischen Neptun und Jupiter kreisen. Obwohl Zentauren Eigenschaften von Asteroiden oder Kometen (oder beidem) aufweisen können, hat Chariklo eine stärkere Ähnlichkeit mit Felsen als mit Eis. Das asteroidähnliche Objekt ist nur etwa 240 Kilometer groß und seine Ringe sind ähnlich verkleinert. Die geringe Breite der Ringe und ihre Ausrichtung von der Erde aus gesehen, kombiniert mit ihrer Entfernung von Chariklo, können es schwierig machen, sie von der Erde aus zu erkennen, sagten die Forscher.
'Wenn Sie sich am Äquator von Chariklo befinden, werden Sie [die Ringe] nicht sehen, weil sie sehr dünn sind, und Sie werden sie direkt sehen', sagte Diane Berard, eine Forscherin am Pariser Observatorium, gegenüber guesswhozoo.com per E-Mail . Berard ist der Hauptautor des neuen Papiers, das im September 2017 in . veröffentlicht wurde Das astronomische Journal .
'Im Gegenteil, wenn Sie sich an den Polen befinden, sehen Sie einen hellen Streifen von der Breite des Vollmonds', sagte Berard.
Um die Ringe zu identifizieren und zu studieren, verlassen sich Astronomen auf ferne Sterne. Wenn Chariklo an einem Stern vorbeigeht oder ihn verdeckt, blockieren seine Ringe das Licht der fernen Sonne. Bevor Chariklo das Sternenlicht behindert, erzeugen seine Ringe einen Flackereffekt, der sich je nach Größe und Ausrichtung unterscheidet. (Tatsächlich wurden die Ringe von Uranus zuerst auf diese Weise entdeckt.) Dann kann auch der Körper von Chariklo untersucht werden, während er den Stern verdeckt.
'In den letzten zwanzig Jahren hat unser Team Sternbedeckungen beobachtet', sagte Berard. 'Damit haben wir ein großes Netzwerk an professionellen und Amateurbeobachtern aufgebaut, an das wir uns wenden können, um eine Bedeckung zu beobachten.'
Gemeinsam beobachtete dieses Team Chariklo zwischen 2014 und 2016 zwölfmal mit Teleskopen auf der ganzen Welt. Sie bestätigten, dass der Zentaur zwei dünne, kreisförmige Ringe hat. Der erste, bekannt als C1R, erstreckt sich von 3 bis 4,6 Meilen (5 bis 7,5 Kilometer) in der Breite und hat scharfe Innen- und Außenkanten. Der zweite, C2R, ist irgendwo zwischen 0,06 und 0,62 Meilen (0,1 und 1 km) breit. Die beiden Ringe sind etwa 15 km voneinander entfernt.
Die ursprünglichen Beobachtungen von Chariklo legten nahe, dass das um das Objekt herum beobachtete Material eine diffuse Hülle aus Material sein könnte, die vom Zentauren selbst ausspuckt. Berard und ihre Kollegen bestätigten nicht nur, dass es sich bei diesen Merkmalen um Ringe handelt, sondern fanden auch keine Anzeichen dafür, dass massive Jets Material freisetzen.
Das Team suchte auch nach Anzeichen für schwächeres Ringmaterial und potenzielle Monde um Chariklo, da die Schwerkraft eines Mondes dafür verantwortlich sein könnte, den inneren Ring scharf zu halten. Sie fanden jedoch kein Anzeichen für einen Satelliten mit einer Breite von mehr als 2 km in einem Gebiet, das achtmal so groß wie Chariklos Ringgröße war. [ Die seltsamsten Asteroiden im Sonnensystem ]
Künstlerische Darstellung des Blicks auf die Ringe des asteroidengroßen Zentauren Chariklo von den Polen aus. Vom Äquator aus wären die Ringe fast unsichtbar und würden als dünne Linie am Himmel erscheinen.(Bildnachweis: ESO/L. Sidewalk/Nick Risinger (skysurvey.org))
Ein kleines Geheimnis
Kleine Ringsysteme kommen im Sonnensystem häufiger vor, als Forscher bisher dachten, heißt es in dem Papier. Ein anderer Zentaur, Chiron, wird verdächtigt, seine eigenen Ringe zu beherbergen, obwohl Berard sagte, dass ihre Existenz noch nicht bestätigt wurde. Weiter draußen hat der Zwergplanet Haumea eine viel größere Gruppe von Ringen.
Obwohl sie viel kleiner ist als die Ringe um die riesigen Planeten, scheint sich Chariklos Scheibe nicht wesentlich von diesen Ringsystemen zu unterscheiden, sagte Berard.
'Sie scheinen die gleichen Eigenschaften zu haben [wie die] Alpha-, Beta- oder Epsilon-[Ringe] von Uranus - Exzentrizität, scharfe Kanten, Kanten dichter als das Zentrum', sagte sie. (Exzentrizität bedeutet das Ausmaß, in dem die Umlaufbahnen der Ringe verlängert und nicht perfekt kreisförmig sind.) Aber, fügte sie hinzu, müssen die Forscher mehr Beobachtungen machen, um diese Hypothese zu bestätigen.
Diese Beobachtungen werden mit Hilfe der Raumsonde Gaia der Europäischen Weltraumorganisation . Da es über eine Milliarde Sterne kartografiert, wird die Raumsonde die Genauigkeit bekannter stellarer Positionen und Bewegungen verbessern und es einfacher machen, vorherzusagen, wann Chariklo einen anderen Stern bedecken wird. Gaia ist seit 2014 auf einer fünfjährigen Mission im Orbit und hat bereits seine erste Datenrunde veröffentlicht.
Die größte Herausforderung sei es, vorherzusagen, wann Chariklo vor einem Star passieren wird, sagte Berard. Im Jahr 2014 habe ein Fehler bei der Vorhersage der Positionen der Sterne zu vielen verpassten Gelegenheiten geführt, sagte sie.
'Gaia wird die Genauigkeit der Vorhersagen um den Faktor 20 erhöhen', sagte sie. '[Es sei denn] die Wolken sind draußen, wir würden keine Bedeckung mehr verpassen.'
Das Beobachten und Studieren der Ringe kann das Verständnis der Wissenschaftler darüber verbessern, woher diese Ringe kommen. Im Moment gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Laut Berard könnten sie durch die Zerstörung eines frühen Mondes entstanden sein. Ein vorbeiziehendes Objekt könnte in Chariklo krachen und diesen Mond erschaffen haben, eine kleinere Version davon, wie der Mond der Erde erschaffen wurde. Oder die Schwerkraft des Zentauren könnte die Trümmer gesammelt haben, während er durch den Weltraum fegte.
„Die einzige Gewissheit ist, dass sie [Chariklos Ringe] mindestens seit vier Jahren – seit der Entdeckung im Juni 2013 – existieren und weniger als 4,5 Milliarden Jahre alt sind“, sagte Berard, was bedeutet, dass sie jünger sein müssen als das Sonnensystem selbst.
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