Ringar av Chariklo
Den mindre planeten och kentauren 10199 Chariklo , med en diameter på cirka 250 kilometer (160 mi), är det minsta himlaobjektet med bekräftade ringar och det femte ringade himlaobjektet som upptäckts i solsystemet , efter gasjättarna och isjättarna . Omloppsbana Chariklo är ett ljust ringsystem som består av två smala och täta band, 6–7 km (4 mi) och 2–4 km (2 mi) breda, åtskilda av ett gap på 9 kilometer (6 mi). Ringarna kretsar runt på avstånd av cirka 400 kilometer (250 mi) från centrum av Chariklo, en tusendel av avståndet mellan jorden och månen . Upptäckten gjordes av ett team av astronomer som använde tio teleskop på olika platser i Argentina, Brasilien, Chile och Uruguay i Sydamerika under observation av en stjärnockultation den 3 juni 2013 och tillkännagavs den 26 mars 2014.
Förekomsten av ett ringsystem runt en mindre planet var oväntat eftersom man hade trott att ringar bara kunde vara stabila runt mycket mer massiva kroppar. Ringsystem runt mindre kroppar hade inte tidigare upptäckts trots sökandet efter dem genom direkt avbildning och stjärnockultationstekniker. Chariklos ringar bör spridas under en period av högst några miljoner år, så antingen är de väldigt unga eller så är de aktivt inneslutna av herdemånar med en massa som är jämförbar med ringarnas. Teamet gav ringarna smeknamnet Oiapoque (den inre, mer betydande ringen) och Chuí (den yttre ringen), efter de två floder som bildar Brasiliens norra och södra kustgränser. En begäran om formella namn kommer att skickas till IAU vid ett senare tillfälle.
Det föreslogs i januari 2015 att 2060 Chiron skulle ha ett liknande par ringar.
Upptäckt och observationer
Chariklo är den största bekräftade medlemmen av en klass av små kroppar som kallas kentaurer, som kretsar runt solen mellan Saturnus och Uranus i det yttre solsystemet . Prognoser hade visat att den, sett från Sydamerika, skulle passera framför stjärnan UCAC4 248-108672 med 12,4 magnitud, belägen i stjärnbilden Scorpius , den 3 juni 2013.
Med hjälp av tretton teleskop belägna i Argentina, Brasilien, Chile och Uruguay, ett team av astronomer ledda av Felipe Braga Ribas ( citera ), en postdoktoral astronom vid National Observatory (ON), i Rio de Janeiro, och 65 andra forskare från 34 institutioner i 12 länder kunde observera denna ockultationshändelse , ett fenomen under vilket en stjärna försvinner bakom sin ockulterande kropp. Det 1,54 meter långa danska nationella teleskopet vid La Silla-observatoriet var, på grund av den mycket snabbare datainsamlingshastigheten för sin " Lucky Imager "-kamera (10 Hz), det enda teleskopet som kunde lösa de enskilda ringarna.
Under denna händelse förutspåddes den observerade ljusstyrkan sjunka från magnituden 14,7 (stjärna + Chariklo) till 18,5 (enbart Chariklo) i högst 19,2 sekunder. Denna ökning med 3,8 magnituder motsvarar en minskning av ljusstyrkan med en faktor 32,5. Den primära ockultationshändelsen åtföljdes av ytterligare fyra små minskningar i ljuskurvans totala intensitet, vilka observerades sju sekunder före början av ockultationen och sju sekunder efter slutet av ockultationen. Dessa sekundära ockultationer indikerade att något delvis blockerade bakgrundsstjärnans ljus. Symmetrin av de sekundära ockultationerna och flera observationer av händelsen på olika platser hjälpte till att rekonstruera inte bara formen och storleken på föremålet, utan också tjockleken, orienteringen och placeringen av ringplanen. De relativt konsekventa ringegenskaperna som härleds från flera sekundära ockultationsobservationer misskrediterar alternativa förklaringar för dessa egenskaper, såsom kometliknande utgasning.
Teleskop som observerade ockultationen inkluderade det danska nationella teleskopet och undersökningsteleskopet TRAPPIST från La Silla Observatory , PROMPT -teleskopen ( Cerro Tololo Inter-American Observatory ), det brasilianska sydastrofysiska forskningsteleskopet eller SOAR ( Cerro Pachón ), 0,45-meters ASH. teleskop ( Cerro Burek ), och de från State University of Ponta Grossa Observatory, Polo Astronomical Pole Casimiro Montenegro Filho (vid Itaipu Technological Park Foundation, i Foz do Iguaçu), Universidad Católica Observatory vid det påvliga katolska universitetet i Chile ( Santa Martina) och flera på Estación Astrofísica de Bosque Alegre, som drivs av National University of Córdoba . Negativa upptäckter registrerades av El Catalejo-observatoriet (Santa Rosa, La Pampa, Argentina), 20-tums teleskopet Planewave (en del av Searchlight Observatory Network) vid San Pedro de Atacama, Chile och OALM-instrumentet vid Los Molinos Astronomical Observatory i Uruguay . Några av de andra deltagande instrumenten var de vid National Observatory i Rio de Janeiro, Valongo Observatory (vid Federal University of Rio de Janeiro), Oeste do Paraná State University Observatory eller Unioeste (i delstaten Paraná), Pico dos Dias Observatory eller OPL (i Minas Gerais) och São Paulo State University (UNESP – Guaratinguetá) i São Paulo.
Egenskaper
Ringarnas orientering överensstämmer med en kantvy från jorden 2008, vilket förklarar den observerade nedtoningen av Chariklo mellan 1997 och 2008 med en faktor på 1,75, såväl som det gradvisa försvinnandet av vattenis och andra material från dess spektrum som ringarnas observerade ytarea minskade. Också överensstämmande med denna kant-på-orientering är att sedan 2008 har Chariklo-systemet ökat i ljusstyrka med en faktor 1,5 igen, och de infraröda vatten-is-spektrala egenskaperna har dykt upp igen. Detta tyder på att ringarna åtminstone delvis består av vattenis. En isig ringsammansättning överensstämmer också med den förväntade densiteten hos en avbruten kropp inom Chariklos Roche-gräns .
| namn | Smeknamn | Orbital radie (km) | Bredd (km) | Optiskt djup | Ytdensitet (g/cm 2 ) | Storleksekvivalent massa | Glapp mellan ringarna (km) | Radiell separation (km) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 2013C1R | Oiapoque | 390,6 ± 3,3 | 6,16 ± 0,11 till 7,17 ± 0,14 | 0,449 ± 0,009 till 0,317 ± 0,008 | 30–100 | isig kropp ~1 km i diameter | 8,7 ± 0,4 | 14,2 ± 0,2 |
| 2013C2R | Chuí | 404,8 ± 3,3 |
3,4 +1,3 −2,0 till 3,6 +1,1 −1,4 |
0,05 +0,06 −0,01 till 0,07 +0,05 −0,03 |
? | isig kropp ~0,5 km i diameter |
Innerring (2013C1R eller Oiapoque)
Det ekvivalenta djupet (en parameter relaterad till den totala mängden material som finns i ringen baserat på visningsgeometrin) för C1R observerades variera med 21 % under observationens gång. Liknande asymmetrier har observerats under ockultationsobservationer av Uranus smala ringar, och kan bero på resonanssvängningar som är ansvariga för att modulera ringarnas bredd och optiska djup. Kolonndensiteten C1R uppskattas till 30–100 g/cm 2 .
Ytterring (2013C2R eller Chuí)
C2R är hälften av den ljusare ringens bredd och ligger precis utanför den, på 404,8 kilometer (251,5 mi). Med ett optiskt djup på cirka 0,06 är den markant mer diffus än dess följeslagare. Sammanlagt har den ungefär en tolftedel av massan av C1R.
Ursprung
Ursprunget till ringarna är okänt, men båda är sannolikt rester av en skräpskiva, som kunde ha bildats via en inverkan på Chariklo, en kollision med eller mellan en eller flera redan existerande månar, tidvattenavbrott av en tidigare retrograd måne , eller från material som frigörs från ytan genom kometaktivitet eller rotationsavbrott. Om ringarna bildades genom en kollisionshändelse med Chariklo, måste föremålet ha träffat med låg hastighet för att förhindra ringpartiklar från att kastas ut utanför Chariklo's Hill-sfären .
Anslagshastigheterna i det yttre solsystemet är typiskt ≈ 1 km/s (jämfört med flykthastigheten vid Chariklos yta på ≈ 0,1 km/s), och var ännu lägre innan Kuiperbältet var dynamiskt exciterat, vilket stöder möjligheten att ringar som bildades i Kuiperbältet innan Chariklo överfördes till sin nuvarande bana för mindre än 10 Myr sedan. Islagshastigheterna i asteroidbältet är mycket högre (≈ 5 km/s), vilket kan förklara frånvaron av sådana ringegenskaper i mindre kroppar inom asteroidbältet. Kollisioner mellan ringpartiklar skulle få ringen att vidgas avsevärt, och Poynting-Robertson drag skulle få ringpartiklarna att falla på den centrala kroppen inom några miljoner år, vilket kräver antingen en aktiv källa för ringpartiklar eller dynamisk inneslutning av små (kilometer- storlek) inbäddade eller herdemånar som ännu inte har upptäckts. Sådana månar skulle vara mycket utmanande att upptäcka via direkt avbildning från jorden på grund av den lilla radiella separationen mellan ringsystemet och Chariklo.
Simuleringar
Som den minsta kända himlakroppen med sitt eget ringsystem är Chariklo och dess ringar de första som har simulerats helt genom att numeriskt lösa N- kroppsproblemet . De antaganden som gjordes inkluderade att planetoid- och ringpartiklarna var sfäriska och alla partiklar med lika radier mellan 2,5 och 10 m. Beroende på parametrar involverade simuleringarna [ förtydligande ] mellan 21 miljoner och 345 miljoner partiklar som interagerar med varandra genom gravitation och kollisioner . Målet med simuleringarna var att bedöma under vilka förhållanden ringarna förblir stabila; det vill säga, inte samlas i några större kroppar.
Den första slutsatsen som kommer från simuleringarna är att Chariklos densitet måste vara större än ringmateriens, bara för att hålla dem i omloppsbana. Sekundärt, för alla testade ringpartikelradier och rumsdensiteter i ringar, klungrade sig ringarna i relativt korta tidsskalor. Författarna föreslår tre huvudsakliga förklaringar:
- ringpartiklarna är mycket mindre, i storleksordningen 1 cm, än vad som antagits i simuleringarna
- ringarna är mycket unga (under 100 år)
- det finns en relativt massiv, ännu oupptäckt, kropp i systemet, som fungerar som en herdemåne
De noterade dessutom att effekterna av några av antagandena, till exempel fullständig frånvaro av ringarnas excentricitet , inte har utvärderats.
externa länkar
|
2014 i rymden
| ||
|---|---|---|
Rymdsond lanseras 
|
|
  
|
| Påverkanshändelser | ||
| Utvalda NEO: er | ||
| Exoplaneter | ||
| Upptäckter |
|
|
| Novae | ||
| Kometer
|
||
| Utforskning av rymden |
|
|
