Tilbake i 2007 observerte astronomer en serie uvanlige formørkelser som kom fra en stjerne 420 lysår fra Jorden. I 2012 begrunnet et team fra Japan og Nederland at dette fenomenet skyldtes tilstedeværelsen av et stort eksoplanett - betegnet J1407b - med et massivt ringsystem som kretser rundt stjernen. Siden den gang er det gjort flere overraskende funn.
For eksempel konkluderte det samme teamet i 2015 med at ringsystemet er hundre ganger større og tyngre enn Saturns (og kan være lignende skulpturert av eksempler). Og i sin siste studie har de vist at disse gigantringene kan vare i over 100 000 år, forutsatt at de har en sjelden og uvanlig bane rundt planeten sin.
I det forrige arbeidet deres, bestemte Rieder og Kenworth at ringsystemet rundt J1407b besto rundt 37 ringer som strekker seg til en avstand på 0,6 AU (90 millioner km) fra planeten. De estimerte også at disse ringene er 100 ganger så massive som vår måne - 7342 billioner billion metriske tonn. Mens J1407bs eksistens ennå ikke er bekreftet, klarte de å utelukke muligheten for at den har en sirkulær bane rundt stjernen.
Som et resultat var det tvil om at et slikt ringsystem kunne eksistere. Gitt det faktum at planeten periodevis kommer nærmere sin stjerne, ville ringsystemet oppleve gravitasjonsforstyrrelse. Derfor satte Steven Rieder (fra RIKEN-instituttet i Japan) og Matthew Kenworth (ved Leiden universitet i Nederland) for å vurdere hvor lenge et slikt ringsystem kunne være stabilt i.
For studiens skyld, med tittelen “Begrensninger på størrelsen og dynamikken i J1407b ringsystemet”, gjennomførte de en serie simuleringer ved bruk av Astrophysical Multi-purpose Software Environment (AMUSE) rammeverket. Til slutt viste resultatene at en ringstruktur med en 11 års baneperiode og en retrograd bane kunne overleve i minst 10.000 baner.
Med andre ord ringesystemet som de antok tilbake i 2012, kunne tåle i 110 000 år. Som Rieder (hovedforfatteren på papiret) forklarte i en uttalelse, var resultatene overraskende, men passet tilfeldigvis til fakta:
“Systemet er bare stabilt når ringene roterer motsatt av hvordan planeten kretser rundt stjernen. Det kan være langsiktig: massive ringer som roterer i motsatt retning, men vi har nå beregnet at et ‘normalt’ ringsystem ikke kan overleve. ”
Hvordan et slikt ringsystem kunne ha oppstått er et mysterium, ettersom retrograd ringsystemer er ganske uvanlige. Men Rieder og Kenworth har uttalt at de tror det kan være et resultat av en katastrofal hendelse - for eksempel en massiv kollisjon - som fikk ringene (eller planeten) til å endre retningen på rotasjonen deres.
Resultatene deres indikerte også at et retrograd ringsystem ville gi mulighet for formørkelser, som det som ble observert i 2007. Selv om det var en viss sjanse for at disse ble forårsaket av et annet objekt, antydet resultatene noe. "Sjansen for det er minimal," sa Rieder. "Hastigheten målt med tidligere observasjoner er kanskje ikke riktig, men det vil være veldig rart, fordi disse målingene er veldig nøyaktige."
I fremtiden håper Rieder og Kenswoth å undersøke mysteriene i denne ringformasjonen nærmere. Dette vil omfatte hvordan det kunne ha dannet seg i utgangspunktet, og hvordan det har utviklet seg over tid. Studien deres har blitt akseptert for publisering i tidsskriftet Astronomi og astrofysikk og vises online på arXiv.
