เมื่อเรานึกถึงระบบวงแหวนสิ่งที่อยู่ในใจตามธรรมชาติคือดาวเคราะห์อย่างดาวเสาร์ วงแหวนที่สวยงามนั้นเป็นที่รู้จักกันดี แต่ก็ไม่ใช่ดาวเคราะห์ดวงเดียวในระบบสุริยะของเราที่จะมีพวกมัน เช่นเดียวกับ ผู้เดินทาง ดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะรอบนอกจากดาวพฤหัสจนถึงเนปจูนมีระบบวงแหวนของตัวเอง และในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักดาราศาสตร์ได้ค้นพบว่าแม้แต่ดาวเคราะห์น้อยบางดวงเช่น Centaur Asteroids 10199 Chariklo และ Chiron 2006
นี่เป็นการค้นพบที่ค่อนข้างน่าแปลกใจเนื่องจากวัตถุเหล่านี้มีวงโคจรที่วุ่นวายเช่นนี้ เนื่องจากเส้นทางของพวกเขาผ่านระบบสุริยจักรวาลมีการเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้งโดยแรงโน้มถ่วงอันทรงพลังของยักษ์ก๊าซนักดาราศาสตร์จึงสงสัยว่าดาวเคราะห์น้อยสามารถรักษาระบบวงแหวนได้อย่างไร แต่ด้วยทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยรัฐเซาเปาโลในบราซิลเราอาจตอบคำถามนี้ได้
ในการศึกษาเรื่อง“ วงแหวนแห่ง Chariklo ภายใต้การเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับดาวเคราะห์ยักษ์” ซึ่งปรากฏขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ วารสาร Astrophysicalพวกเขาอธิบายว่าพวกเขาสร้างแบบจำลองของระบบสุริยะที่รวมวัตถุจำลอง 729 ไว้อย่างไร วัตถุเหล่านี้มีขนาดเท่ากันกับ Chariklo และมีระบบแหวนของตัวเอง จากนั้นพวกเขาก็ไปเกี่ยวกับกระบวนการตรวจสอบว่าการมีปฏิสัมพันธ์กับยักษ์ก๊าซมีผลต่อพวกเขาอย่างไร
หากต้องการทำลายมัน Centaurs เป็นประชากรของวัตถุภายในระบบสุริยะของเราซึ่งทำหน้าที่เป็นทั้งดาวหางและดาวเคราะห์น้อย (ดังนั้นทำไมพวกมันจึงถูกตั้งชื่อตามสัตว์ป่าผสมของตำนานเทพเจ้ากรีก) 10199 Chariklo เป็นสมาชิกที่รู้จักกันมากที่สุดของประชากร Centaur ซึ่งเป็นอดีตวัตถุทรานส์เนปจูน (TNO) ซึ่งปัจจุบันโคจรรอบดาวเสาร์กับดาวยูเรนัส
วงแหวนรอบดาวเคราะห์น้อยนี้ถูกพบครั้งแรกในปี 2556 เมื่อดาวเคราะห์น้อยได้รับการปรากฎตัวเป็นตัวเอก สิ่งนี้เผยให้เห็นระบบของวงแหวนสองวงโดยมีรัศมี 391 และ 405 กม. และความกว้างประมาณ 7 กม. 3 กม. ตามลำดับ คุณสมบัติการดูดซึมของแหวนแสดงให้เห็นว่าพวกเขาประกอบด้วยน้ำแข็งบางส่วน ในแง่นี้พวกเขาก็เหมือนวงแหวนของดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวก๊าซยักษ์อื่น ๆ ซึ่งประกอบด้วยน้ำแข็งและฝุ่นเป็นส่วนใหญ่
ตามด้วยการค้นพบที่เกิดขึ้นในปี 2558 ซึ่งบ่งชี้ว่าปี 2006 Chiron ซึ่งเป็นอีกหนึ่ง Centaur ที่สำคัญ - อาจมีแหวนของตัวเอง สิ่งนี้นำไปสู่การคาดเดาเพิ่มเติมว่าอาจมีดาวเคราะห์น้อยหลายดวงในระบบสุริยะของเราที่มีระบบวงแหวน ตามธรรมชาติแล้วนี่เป็นเรื่องน่าประหลาดใจสำหรับนักดาราศาสตร์เนื่องจากวงแหวนเป็นโครงสร้างที่บอบบางซึ่งคิดว่าเป็นเอกสิทธิ์ของยักษ์ก๊าซในระบบของเรา
ในฐานะศาสตราจารย์โอทอนวินเทอร์นักวิจัยหลักของทีมเซาเปาโลได้บอกกับนิตยสาร Space ผ่านอีเมล:
“ ในตอนแรกมันเป็นเรื่องน่าประหลาดใจที่พบกับเซนทอร์ที่มีวงแหวนเนื่องจากเซนทอร์มีวงโคจรที่วุ่นวายอยู่ระหว่างดาวเคราะห์ยักษ์และมีการเผชิญหน้ากันบ่อยครั้ง อย่างไรก็ตามเราได้แสดงให้เห็นว่าในกรณีส่วนใหญ่ระบบวงแหวนสามารถอยู่รอดได้ทุกการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับดาวเคราะห์ยักษ์ ดังนั้นเซนทอร์ที่มีวงแหวนอาจพบได้บ่อยกว่าที่เราคิดไว้ก่อนหน้านี้”
เพื่อการศึกษาฤดูหนาวและเพื่อนร่วมงานของเขาได้พิจารณาวงโคจรของ Chariklo จำลอง 729 แห่งขณะที่พวกเขาโคจรรอบดวงอาทิตย์ตลอดระยะเวลา 100 ล้านปี จากนี้ฤดูหนาวและเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่า Centaur แต่ละคนมีค่าเฉลี่ยประมาณ 150 ครั้งการเผชิญหน้ากับยักษ์แก๊สภายในรัศมีฮิลล์ดวงหนึ่งของดาวเคราะห์ ในฐานะที่เป็นฤดูหนาวอธิบายมัน:
“ การศึกษาทำในสองขั้นตอน ก่อนอื่นเราพิจารณาชุดของ Chariklo มากกว่า 700 ชุด โคลนนิ่งมีวิถีเริ่มต้นที่แตกต่างจาก Chariklo เพียงเล็กน้อยเพื่อจุดประสงค์ทางสถิติ (เนื่องจากเรากำลังรับมือกับวิถีกระสุนที่วุ่นวาย) และจำลองการคำนวณวิวัฒนาการของวงโคจรไปข้างหน้าในเวลา (เพื่อดูอนาคตของพวกเขา) และย้อนเวลากลับไป ในระหว่างการจำลองเราเก็บข้อมูลของการเผชิญหน้าใกล้ชิด (หลายพันรายการ) ที่พวกเขามีกับดาวเคราะห์ยักษ์แต่ละดวง”
“ ในขั้นตอนที่สองเราทำการจำลองการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดแต่ละครั้งที่พบในขั้นตอนแรก แต่ตอนนี้รวมถึงดิสก์ของอนุภาครอบ Chariklo (แทนอนุภาควงแหวน) จากนั้นในตอนท้ายของการจำลองแต่ละครั้งเราวิเคราะห์สิ่งที่เกิดขึ้นกับอนุภาค อันไหนที่ถูกลบออกจาก Chariklo (หนีจากสนามโน้มถ่วง) สิ่งใดที่ถูกรบกวนอย่างรุนแรง (ยังคงโคจรรอบ Chariklo) สิ่งใดที่ไม่ได้รับผลกระทบที่สำคัญใด ๆ ”
ในท้ายที่สุดการจำลองแสดงให้เห็นว่าใน 90% ของกรณีแหวนของ Centaurs รอดพ้นจากการเผชิญหน้าอย่างใกล้ชิดกับยักษ์ก๊าซในขณะที่พวกเขาถูกรบกวนใน 4 เปอร์เซ็นต์ของกรณีและถูกถอดออกไปเพียง 3 เปอร์เซ็นต์ของเวลา ดังนั้นพวกเขาจึงสรุปว่าหากมีกลไกที่มีประสิทธิภาพที่สร้างวงแหวนแล้วมันก็แข็งแรงพอที่จะให้ Centaurs รักษาพวกเขาไว้
ยิ่งไปกว่านั้นงานวิจัยของพวกเขาดูเหมือนจะบ่งบอกว่าสิ่งใดที่ถือว่าเป็นเอกลักษณ์ของร่างกายดาวเคราะห์บางดวงอาจเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น “ มันแสดงให้เห็นว่าระบบสุริยะของเรานั้นซับซ้อนไม่เพียง แต่เป็นร่างใหญ่หรือร่างใหญ่” ฤดูหนาวกล่าว“ แต่แม้แต่ร่างเล็ก ๆ ก็อาจแสดงโครงสร้างที่ซับซ้อนและวิวัฒนาการทางโลกที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น”
ขั้นตอนต่อไปสำหรับทีมวิจัยคือการศึกษาการก่อตัวของแหวนซึ่งอาจแสดงให้เห็นว่าในความเป็นจริงพวกเขาหยิบมันขึ้นมาจากยักษ์ก๊าซเอง แต่ไม่ว่าพวกเขาจะมาจากที่ไหนมันยิ่งชัดเจนมากขึ้นว่า Centaurs เช่น 10199 Chariklo ไม่ได้อยู่คนเดียว ยิ่งไปกว่านั้นพวกเขาไม่ยอมแพ้แหวนทุกครั้งเร็ว ๆ นี้!
