Nové pohledy na záhadný prsten Haumea

Umělcova představa o Haumeaově prstenu, jak by se mohla objevit z povrchu trpasličí planety. Obrázek přes Sylvain Cnudde / SIGAL / LESIA / Observatoire de Paris.

Nejsou to jen největší planety v naší sluneční soustavě, které mají prsteny; O některých menších tělesech sluneční soustavy je známo, že mají také prsteny, včetně trpasličí planety zvané Haumea, obíhající v Kuiperově pásu, obvykle dále od Slunce než Pluto. Ve skutečnosti je Haumea dosud nejznámějším prstencovým objektem naší sluneční soustavy. Astronomové objevili Haumeaovy prsteny v roce 2017. Kroužky jsou tak slabé, že můžeme odvodit jejich přítomnost pouze tehdy, když projdou před vzdálenější hvězdou a dočasně blokují světlo hvězdy z dohledu. Takže si dokážete představit, že tyto prsteny je obtížné studovat. Nyní nová studie vědců v Brazílii přináší některé nové poznatky. Othon Cabo Winter vedl studii, která nabízí vodítka, jak se prsten vytvořil a jak zůstává v pěkné stabilní kruhové oběžné dráze kolem tak malého planetárního těla.

Studie byla vyhlášena Agência FAPESP (elektronická zpravodajská agentura, která je součástí výzkumné nadace São Paulo) dne 8. května 2019. Byla zveřejněna 7. února v měsíčních oznámeních Královské astronomické společnosti .

Zjištění v roce 2017 ukázala, že orbita prstence kolem Haumea byla blízko rezonanční oblasti 1: 3. Kdyby to byla dokonalá rezonance, znamenalo by to, že částice v prstenci vytvoří jednu oběžnou dráhu kolem Haumea za každé třikrát, kdy se trpasličí planeta otočí. Podle nového dokumentu Haumeaova orbitální rezonance vyžaduje určitý stupeň excentricity: odchylku od dokonalé kruhovitosti na oběžné dráze prstenů.

Byla to hádanka, protože prsten se zdá být velmi úzký a docela kruhový. Tito vědci se dozvěděli, že ve stejné oblasti jako prsten existuje další možná oběžná dráha - stabilní, kruhová a periodická (tj. Opakující se v čase). Prstencové částice se zjevně pohybují na těchto stabilních kruhových periodických drahách v blízkosti rezonance, ale ne uvnitř ní.

Umělec koncept. Haumea má průměr 1 456 km, což je méně než polovina průměru Marsu. Má oválný tvar, díky němuž je dvakrát širší než široký. Trvá 284 let, než se jednou obejde slunce. Spolu s neobvyklým prstencem má Haumea také 2 malé měsíce, jmenované pozemskými astronomy Hi aka a Namaka. Obrázek přes NASA / Ag ncia FAPESP.

Jinými slovy, podle Othona Caba Wintere skutečnost, že prsten je úzký a prakticky kruhový, zabraňuje působení rezonance. Takže částice v prstencích neudělají jednu oběžnou dráhu kolem Haumea pro každé tři rotace trpasličí planety ... ne přesně. Zima komentovala:

Naše studie není observační. Přímo jsme prsten přímo nesledovali. Nikdo nikdy neměl.

Ve skutečnosti je prsten příliš „odhodený“, řekl, aby ho mohli vidět observatoře zde na Zemi. Průměrná vzdálenost mezi Haumea a sluncem je 43krát větší než vzdálenost mezi Zemí a sluncem. To je na rozdíl od průměrné vzdálenosti Pluta 39, 5násobku vzdálenosti Země-Slunce. Zima pokračovala:

Naše studie je zcela výpočetní. Na základě simulací využívajících dostupná data o Haumea a prstenci, podle Newtonova gravitačního zákona, který popisuje pohyby planet, jsme došli k závěru, že prsten není v této oblasti prostoru kvůli Rezonance 1: 3, ale kvůli rodině stabilních periodických drah.

Hlavním cílem našeho výzkumu bylo zjistit strukturu prstence Haumea z hlediska umístění a velikosti stabilních regionů. Chtěli jsme také najít důvod existence prstenu.

Fotografie Haumea a jejích dvou měsíců - o nejlepším pohledu ze Země - pořízený hvězdárnou Keck na Havaji v roce 2005. Obrázek přes CalTech / Mike Brown et al.

Astronomové objevili Haumea v roce 2004. Je klasifikován jako transneptunský objekt (TNO), skupina trpasličích planet a dalších malých skalnatých těl, která všechny obíhají mimo oběžnou dráhu Neptunu. Je tak daleko, má povrchovou teplotu chlazující kost asi -369 stupňů Fahrenheita (-223 stupňů Celsia). Při délce asi 1 456 km není dost velký na to, aby měl pěkný kulovitý tvar, takže vypadá spíše jako vejce nebo americký fotbal. Rotuje rychleji než jakékoli jiné známé rovnovážné těleso ve sluneční soustavě a jednu rotaci dokončí za méně než čtyři hodiny. Předpokládá se, že je složen převážně z horniny, s tenkou vrstvou povrchového ledu. Haumea byla oficiálně klasifikována jako trpasličí planeta v roce 2008 a je pojmenována po havajské bohyni plodnosti a porodu.

Krátce po svém objevení měla Haumea další překvapení i pro astronomy ... dva měsíce! Astronomové používající jeden z dalekohledů WM Keck Observatory na Mauna Kea na Havaji našli v roce 2005 Haumeaovy měsíce. Měsíce, Namaka a Hi'iaka, jsou pojmenovány podle Haumeainých dcer v havajské mytologii. Hi'iaka je větší měsíc s průměrem asi 310 km, zatímco Namaka má průměr asi 170 km. Vědci si myslí, že se vytvořili z kolize mezi Haumea a dalším kamenným tělem v dávné minulosti. Tato srážka by také odpovídala na Haumeaovu rychlou rotaci. Mohlo by to také odpovídat za prsteny.

Najednou byl Saturn jediným orgánem sluneční soustavy, o kterém je známo, že má prsteny. A velkolepé prsteny. Ale od té doby jsme se dozvěděli, že Jupiter, Uran a Neptun mají také prstencové systémy. Takže všichni obři plynu a ledu v naší sluneční soustavě mají prsteny, ačkoli žádný z ostatních není tak oslnivý jako Saturnův. Dokonce i několik asteroidů - Chariklo a Chiron - je nyní známo nebo existuje podezření, že mají prsteny.

A samozřejmě, od roku 2017 je Haumea známo, že má svůj vlastní systém prstenů. Přestože Haumeaův prsten je velmi obtížné studovat na Zemi, vědci jej dokáží studovat. Nová studie z Brazílie by měla vědcům pomoci pochopit, jak se vytvořil Haumeaův prsten a co ho udržuje na stabilní oběžné dráze kolem tak malého planetárního těla.

Porovnání velikosti Haumea a jeho měsíců s některými dalšími TNO, včetně Pluto. Obrázek přes NASA / Lexicon.

Sečteno a podtrženo: Je známo, že velmi vzdálená a zajímavá trpasličí planeta Haumea má prsteny a měsíce. Nová studie ukazuje, jak se Haumeaho prsten vytvořil a udržuje si téměř dokonalý kruhový tvar.

Zdroj: O umístění prstence kolem trpasličí planety Haumea

Via Agência FAPESP