Astronomen haben einen Ring um einen Pluto-großen Zwergplaneten namens Quaoar in den äußeren Bereichen des Sonnensystems entdeckt.
Die Beobachtungen eines leistungsstarken Teleskops auf La Palma zeigen, dass der Ring viel weiter vom Planeten entfernt ist als üblich, was die Entstehung solcher Systeme in Frage stellt.
Prof. Vik Dhillon von der Fakultät für Physik und Astronomie der Universität Sheffield und seine Co-Autoren sagten: „Der Ring war eine echte Überraschung, und doppelt überraschend war, wo er sich befand, weit außerhalb des theoretischen Maximums, wo ein Ring überleben kann nach klassischer Theorie. Das sind die ungewöhnlichsten Ringe, die wir je gesehen haben.“
Der Zwergplanet, der Neptun umkreist, ist zu weit entfernt und der Ring zu schmal, um direkt gesehen zu werden. Die Entdeckung wurde während eines sogenannten Okkultationsereignisses gemacht, wenn ein Planet direkt vor einem Stern vorbeizieht, was bedeutet, dass seine scharfe Silhouette kurzzeitig von erdgestützten Teleskopen beobachtet werden kann.
„Astronomen, die auf diesem Gebiet arbeiten, sagen diese Bedeckungen auf die Sekunde genau voraus, Jahre im Voraus“, sagte Dhillon. „Eines davon wurde vorhergesagt und wir waren auf der Sternwarte auf La Palma.“
Die Beobachtungen mit dem HiPERCAM-Teleskop zeigten einen scharfen Abfall des Sternenlichts, als Quaoar vor dem Stern vorbeizog. Interessanterweise wurden auch zwei kleinere Einbrüche davor und danach beobachtet, die die Astronomen erkannten und die das Vorhandensein eines Ringsystems anzeigten.
Der Ring befindet sich in einer Entfernung von mehr als sieben Planetenradien, doppelt so weit entfernt wie der früher angenommene maximale Radius, die so genannte Roche-Grenze. Innerhalb der Roche-Grenze übt der Planet starke Gezeitenkräfte aus, die verhindern, dass Trümmer im Ring zu einem Mond verschmelzen.
Jenseits dieser Schwelle spielt die lokale Schwerkraft des Schutts eine größere Rolle, was bedeutet, dass dichtere Regionen aus Fels und Eis dazu neigen, zusammenzuballen, was wiederum dazu führt, dass noch mehr Schutt in Richtung des Klumpens getrieben wird. Dieser Schneeballeffekt wird nach aktuellen Theorien innerhalb von Jahrzehnten zur Bildung eines kleinen Mondes führen.
Die neuesten Beobachtungen widerlegen diese Theorien und das Team untersucht verschiedene Möglichkeiten, wie der entfernte Ring stabil bleiben könnte. Eine Idee ist, dass die Trümmer „weniger klebrig“ sind, was bedeutet, dass Fragmente im Ring bei Kollisionen eher voneinander abprallen.
„Wenn sie eine wirklich frostige Eisschicht haben, kann es zu einer ziemlich elastischen Kollision kommen, wie Hagelkörner, die statt Schneeflocken kollidieren“, sagte Dhillon. „Jeder erfährt von den prächtigen Ringen des Saturn, wenn er ein Kind ist, also wird dieser neue Fund hoffentlich weitere Einblicke in ihre Entstehung geben.“