Chariklo ist der kleinste bekannte Weltraumkörper mit Ringen. Eine neue Supercomputersimulation japanischer Forscher schlägt eine Lebenserwartung für die Ringe von nur 1 bis 100 Jahren vor.
Die Visualisierung basiert auf der Simulation von Chariklos Doppelring. Beachten Sie, dass Chariklo selbst wirklich kartoffelförmig und zweifellos mit Kratern übersät ist. Die runde, glatte Form dient hier der Simulation. Bild über Shugo Michikoshi, Eiichiro Kokubo, Hirotaka Nakayama, 4D2U-Projekt, NAOJ / CFCA.
Die Forscher Shugo Michikoshi (Kyoto Women’s University / Universität Tsukuba) und Eiichiro Kokubo (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ) haben Chariklos Ringe mit dem Supercomputer ATERUI * 1 am NAOJ modelliert. Sie berechneten die Bewegungen von 345 Millionen Ringpartikeln mit einer realistischen Größe von wenigen Metern unter Berücksichtigung der Kollisionen und gegenseitigen Gravitationsattraktionen zwischen den Partikeln.
Chariklo ist das größte Mitglied einer Klasse, die als Zentauren bekannt ist und im äußeren Sonnensystem zwischen Saturn und Uranus umkreist. Diese Körper werden wie Asteroiden kategorisiert, aber während die meisten Asteroiden im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter liegen - näher an der Sonne - stammen die Zentauren möglicherweise aus dem Kuipergürtel, der sich vom Orbit des äußersten Hauptplaneten Neptun aus erstreckt zu ungefähr 50 Erde-Sonne-Einheiten (AU) von unserer Sonne. Zentauren haben instabile Umlaufbahnen, die die Umlaufbahn der Riesenplaneten kreuzen. Chariklos Umlaufbahn blickt auf die des Uranus. Da ihre Umlaufbahnen häufig gestört sind, wird erwartet, dass Zentauren wie Chariklo nur für eine bestimmte Zeit in ihren Umlaufbahnen bleiben Millionen von Jahren, im Gegensatz zu unserer Erde und den anderen großen Planeten, die für umkreisen Milliarden Jahre um unsere Sonne.
Die neue Computer-Visualisierung legt nahe, dass die Dichte der Chariklo-Ringpartikel weniger als die Hälfte der Dichte von Chariklo selbst betragen muss. Und sie zeigen ein Streifenmuster, das sich aufgrund von Wechselwirkungen zwischen den Partikeln im Innenring bildet. Sie verwenden für dieses Muster den Begriff „Self-Gravity-Wakes“ (siehe Abbildung unten). Diese Selbstgravitationsreaktionen beschleunigen das Aufbrechen des Rings, sagten die Forscher.
Das vielleicht überraschendste Ergebnis der neuen Studie ist eine neu berechnete Lebenserwartung für Chariklos Ringe. Die Studie legt nahe, dass sich die Ringe möglicherweise nur ein bis 100 Jahre lang um Chariklo drehen können! Das ist viel kürzer als in früheren Schätzungen und astronomisch gesehen weniger als ein Wimpernschlag.
Was wir also mit Chariklo und seinem Ringsystem sehen, ist wahrscheinlich eine sehr vorübergehende und dynamische Situation. Dinge im Weltraum passieren in der Regel auf einer viel längeren Zeitskala als wir Menschen es gewohnt sind, aber manchmal passieren Dinge auf einer menschlichen Zeitskala. Chariklos Ringe mögen ein Beispiel sein!
Simulation des Chariklo-Ringsystems. Die Forscher gaben an, dass sie eine Ringteilchendichte verwendet haben, die der Hälfte der Dichte von Chariklo entspricht, um die Gesamtstruktur der Ringe beizubehalten. In der Nahansicht (rechts) sind komplizierte, längliche Strukturen sichtbar. Diese Strukturen werden als Selbstgravitationsspuren bezeichnet. Die Zahlen entlang der Achsen geben die Entfernungen in km an. Bild über Shugo Michikoshi / CFCA.
Fazit: Chariklo - ein möglicher Zwergplanet, der zwischen Saturn und Uranus umkreist - hat seit 2014 Ringe. Japanische Forscher haben erstmals eine Supercomputersimulation von Chariklos überraschenden Ringen erstellt.