Leidse onderzoekers die eerder betrokken waren bij de ontdekking van een exoplaneet met enorme ringen hebben nu berekend dat die reuzenringen meer dan 100.000 jaar kunnen blijven bestaan. Tenminste, als de ringen tegen de draairichting bewegen van de planeet rond de ster. Ze publiceren hun bevindingen binnenkort in het vakblad Astronomy & Astrophysics.
De Leidse onderzoekers Steven Rieder (nu werkzaam in Japan) en Matthew Kenworthy bestudeerden de ster J1407. Deze jonge zonachtige ster liet in 2007 een vreemde serie verduisteringen zien. In 2015 kwamen de onderzoekers met een verklaring voor die verduisteringen. Er zou een planeet rond de ster draaien met een reusachtig ringenstelsel dat meer dan honderd keer zo groot was als het ringenstelsel van Saturnus.
Nu, in 2016, hebben de onderzoekers met simulaties gekeken of het enorme ringenstelsel stand kan houden. Sommige critici hadden vooraf namelijk het vermoeden van niet. De exoplaneet met de reuzenringen draait namelijk in een heel excentrische baan rond zijn ster. Daardoor krijgt de planeet dichtbij de ster te maken met zwaartekrachtsinvloeden die de ringen uit elkaar zouden kunnen trekken.
De onderzoekers hebben nu met simulaties laten zien dat het systeem stabiel is en in ieder geval meer dan 10.000 omlopen van 11 jaar kan blijven bestaan. Volgens eerste auteur Steven Rieder komt er nog wel een 'maar' bij kijken: "Alleen als de ringen tegengesteld draaien aan draairichting van de planeet rond de ster, is het systeem stabiel."
Catastrofe
Ringen die een andere kant opdraaien (retrograde ringen), zijn niet echt gebruikelijk. De onderzoekers vermoeden dan ook dat er bij de exoplaneet een catastrofe heeft plaatsgevonden die ertoe leidde dat de ringen (of de planeet) de 'verkeerde kant' op gingen draaien.
Rieder: "Het is misschien wat vergezocht: enorme ringen die in tegengestelde richting draaien. Maar we hebben nu berekend dat een 'normaal' ringensysteem niet kan blijven bestaan."
De sterverduisteringen zouden ook nog door een vrij door de ruimte zwevend object veroorzaakt kunnen zijn. "Maar de kans daarop is miniem," zegt Rieder. "Net als de mogelijkheid dat de omloopsnelheid, gemeten bij eerdere waarnemingen, niet zou kloppen. Dat zou erg vreemd zijn, want die metingen zijn juist zeer nauwkeurig."
Met toekomstig onderzoek willen de astronomen nagaan hoe de ringstructuur zich kon vormen en hoe deze in de tijd verandert.
Artikel
Constraints on the size and dynamics of the J1407b ring system, Steven Rieder and Matthew A. Kenworthy, geaccepteerd voor publicatie in Astronomy & Astrophysics. Gratis preprint: https://arxiv.org/abs/1609.08485
Animatie
In de linker simulatie draaien de ringen om de planeet tegengesteld aan hoe de planeet rond de ster beweegt. Op het moment dat de planeet in de buurt van de ster komt (in de animatie beweegt de ster van linksboven naar rechtsonder), blijven de ringen intact. In de rechter simulatie draaien de ringen in dezelfde richting als hoe de planeet rond de ster beweegt. Als de planeet nu in de buurt van de ster komt, wordt het ringensysteem uit elkaar gerukt. (c) Steven Rieder.