عندما نفكر في أنظمة الحلقة ، ما يتبادر إلى الذهن بشكل طبيعي هو الكواكب مثل زحل. إنها الحلقات الجميلة هي بالتأكيد الأكثر شهرة ، لكنها ليست الكوكب الوحيد في نظامنا الشمسي الذي يمتلكها. مثل فوييجر أثبتت البعثات أن كل كوكب في النظام الشمسي الخارجي - من المشتري إلى نبتون - له نظامه الخاص من الحلقات. وفي السنوات الأخيرة ، اكتشف علماء الفلك أنه حتى الكواكب الصغيرة - مثل الكويكبات سنتور 10199 Chariklo و 2006 تشيرون - لديها أيضًا.
كان هذا اكتشافًا مدهشًا إلى حد ما ، لأن هذه الأشياء لها مدارات فوضوية. بالنظر إلى أن مساراتهم عبر النظام الشمسي غالبًا ما تتغير بسبب الجاذبية القوية لعمالقة الغاز ، يتساءل الفلكيون بشكل طبيعي عن كيفية احتفاظ الكوكب الصغير بنظام من الحلقات. ولكن بفضل فريق من الباحثين من جامعة ولاية ساو باولو في البرازيل ، قد نكون قريبين من الإجابة على هذا السؤال.
في دراسة بعنوان "حلقات Chariklo تحت لقاءات قريبة مع الكواكب العملاقة" ، والتي ظهرت مؤخرًا في المجلة الفيزيائية الفلكيةوشرحوا كيف قاموا ببناء نموذج للنظام الشمسي الذي تضمن 729 قطعة محاكاة. كل هذه الأشياء كانت بنفس حجم Chariklo وكان لها نظامها الخاص من الحلقات. ثم قاموا بعملية فحص كيفية تأثير التفاعل مع عملاق الغاز عليهم.
لتحليلها ، فإن Centaurs هي مجموعة من الأشياء داخل نظامنا الشمسي التي تتصرف كمذنبات وكويكبات (وبالتالي لماذا سميت باسم الوحوش الهجينة في الأساطير اليونانية). 10199 Chariklo هو أكبر عضو معروف من سكان Centaur ، وهو كائن محتمل سابق عبر نبتون (TNO) يدور حاليًا بين زحل وأورانوس.
وقد لوحظت الحلقات حول هذا الكويكب لأول مرة في عام 2013 عندما خضع الكويكب لحجب نجمي. وكشف ذلك عن نظام حلقتين ، يبلغ نصف قطرهما 391 و 405 كيلومترًا وعرضه حوالي 7 كيلومتر 3 كيلومتر على التوالي. أظهرت خصائص امتصاص الحلقات أنها تتكون جزئياً من جليد الماء. في هذا الصدد ، كانت تشبه إلى حد كبير حلقات المشتري وزحل وأورانوس وعمالقة الغاز الأخرى ، والتي تتكون إلى حد كبير من جليد الماء والغبار.
وأعقب ذلك النتائج التي تم التوصل إليها في عام 2015 والتي أشارت إلى أن عام 2006 تشيرون - وهو سنتور رئيسي آخر - يمكن أن يكون له حلقة خاصة به. وقد أدى ذلك إلى تكهنات إضافية بأنه قد يكون هناك العديد من الكواكب الصغيرة في نظامنا الشمسي التي تحتوي على نظام من الحلقات. وبطبيعة الحال ، كان هذا محيرا بعض الشيء لعلماء الفلك ، حيث أن الحلقات هي هياكل هشة كان يعتقد أنها حصرية لعمالقة الغاز في نظامنا.
وكما قال البروفيسور أوثون وينتر ، كبير الباحثين في فريق ساو باولو ، لمجلة الفضاء عبر البريد الإلكتروني:
"في البداية ، كان من المفاجئ العثور على قنطور مع حلقات ، حيث أن القنطور لديها مدارات فوضوية تتجول بين الكواكب العملاقة ولديها لقاءات متكررة قريبة. ومع ذلك ، فقد أظهرنا أنه في معظم الحالات ، يمكن لنظام الحلقات أن يتحمل كل اللقاءات القريبة مع الكواكب العملاقة. لذلك ، قد تكون القنطور ذات الحلقات أكثر شيوعًا مما كنا نعتقد من قبل. "
من أجل دراستهم ، اعتبر وينتر وزملاؤه مدارات 729 استنساخًا محاكاة لشاريكلو أثناء دورانهم حول الشمس على مدار 100 مليون سنة. من هذا ، وجد وينتر وزملاؤه أن كل قنطور كان في المتوسط حوالي 150 لقاءات قريبة مع عملاق غاز ، داخل نصف قطر تل واحد من الكوكب المعني. كما وصفه الشتاء:
تم إجراء الدراسة بخطوتين. نظرنا أولاً في مجموعة مكونة من أكثر من 700 نسخة من Chariklo. كان للنسائل مسارات أولية كانت مختلفة قليلاً عن تشاريكلو لأغراض إحصائية (بما أننا نتعامل مع مسارات فوضوية) ومحاكاة تطورهم المداري حسابياً إلى الأمام في الوقت المناسب (لرؤية مستقبلهم) وأيضاً إلى الوراء في الوقت المناسب (لرؤية ماضيهم). خلال هذه المحاكاة قمنا بأرشفة معلومات جميع اللقاءات القريبة (عدة آلاف) التي كانت لديهم مع كل من الكواكب العملاقة. "
"في الخطوة الثانية ، قمنا بإجراء عمليات محاكاة لكل واحدة من اللقاءات القريبة التي تم العثور عليها في الخطوة الأولى ، ولكن الآن بما في ذلك قرص من الجسيمات حول Chariklo (يمثل جزيئات الحلقة). ثم ، في نهاية كل محاكاة قمنا بتحليل ما حدث للجسيمات. أي منها تمت إزالته من Chariklo (الهروب من مجال الجاذبية)؟ أي منها كان منزعجًا بشدة (لا يزال يدور حول Chariklo)؟ أي منها لم يعاني من أي تأثير مهم؟ "
في النهاية ، أظهرت المحاكاة أنه في 90 بالمائة من الحالات ، نجت حلقات Centaurs من لقاءاتها الوثيقة مع عمالقة الغاز ، في حين تم إزعاجها في 4 بالمائة من الحالات ، وتم تجريدها من 3 بالمائة فقط من الوقت. وبالتالي ، استنتجوا أنه إذا كانت هناك آلية فعالة تخلق الحلقات ، فإنها قوية بما يكفي للسماح ل Centaurs بالاحتفاظ بها.
أكثر من ذلك ، يبدو أن أبحاثهم تشير إلى أن ما اعتبر فريدًا لأجسام كوكبية معينة قد يكون في الواقع أكثر شيوعًا. قال وينتر "إنه يكشف أن نظامنا الشمسي معقد ليس فقط ككل أو للأجسام الكبيرة ، ولكن حتى الأجسام الصغيرة قد تظهر هياكل معقدة وحتى تطورًا زمنيًا أكثر تعقيدًا".
الخطوة التالية لفريق البحث هي دراسة تكوين الحلقات ، والتي يمكن أن تظهر أنهم في الواقع يلتقطونها من عمالقة الغاز أنفسهم. ولكن بغض النظر عن المكان الذي أتوا منه ، أصبح من الواضح بشكل متزايد أن Centaurs مثل 10199 Chariklo ليسوا وحدهم. والأكثر من ذلك أنهم لا يتخلون عن حلقاتهم في أي وقت قريب!
