Kleiner Satellit könnte Zentaurenringe formen

Die einzigartigen zwei dünnen Ringe um den Zentauren-Chariklo könnten von einem noch kleineren Satelliten geformt worden sein. Chariklo ist ein Zentaur, das sind kleine Körper, die in ihrer Größe Asteroiden ähneln, in ihrer Zusammensetzung jedoch Kometen ähneln und die im äußeren Sonnensystem um die Sonne kreisen, hauptsächlich zwischen den Umlaufbahnen von Jupiter und Neptun.

„Ringe um Kleinplaneten wurden erst vor kurzem entdeckt, und derzeit sind nur wenige solcher Systeme bekannt. Die schillernden Ringe um die Riesenplaneten wurden ausführlich erforscht; die Mechanismen der Ringbildung und -entwicklung um kleine Objekte sind jedoch bereits untersucht nicht gut verstanden“, sagte Amanda Sickafoose, leitende Wissenschaftlerin des Planetary Science Institute, Hauptautorin von „Numerical Simulations of (10199) Chariklo’s Rings with a Resonant Perturber“. erscheint In Das Planetary Science Journal.

„Wir haben gezeigt, dass eine der Möglichkeiten für die Existenz dünner Ringe um kleine Körper darin besteht, dass sie von einem kleinen Satelliten geformt werden.“

Der Artikel berichtet über die ersten N-Körper-Simulationen eines Kleinkörper-Ringsystems mit einem Satelliten. N-Körper-Simulationen werden mithilfe von Computersoftware durchgeführt, um die physikalische Dynamik für eine Anzahl (N) von Komponenten zu simulieren. Die Ergebnisse von N-Körper-Simulationen geben Einblick in die dynamische Entwicklung des modellierten Systems.

In diesem Fall wurde durch die Modellierung einiger Millionen Ringpartikel in einem Chariklo-ähnlichen System gezeigt, dass ein einzelner, kilometergroßer Mond zwei Ringe aufweisen kann, die ähnliche Eigenschaften wie die beobachteten haben.

„Wir glauben, dass die Ringpartikel hauptsächlich aus Wassereis bestehen, wie die der Riesenplaneten. Wir kennen die genauen Eigenschaften nicht, etwa wie ‚hart‘ oder ‚weich‘ die Ringpartikel sind, wenn sie kollidieren, oder die Partikel-“ „Größenverteilung. Weitere Simulationen können helfen, diese Eigenschaften einzuschränken“, sagte Sickafoose.

„Planetenringe werden sich mit der Zeit auf natürliche Weise ausbreiten oder zerstreuen. Chariklo weist zwei dünne Ringe mit einer Breite von einigen Kilometern auf. Damit die Ringe so dünn bleiben, muss es einen Mechanismus geben, der das Material einschließt und verhindert, dass es sich verteilt.“ Sagte Sickafoose.

„Wir zeigen dies in der Arbeit tatsächlich, indem wir ein Chariklo-ähnliches Ringsystem simulieren, das keinen Satelliten hat, und wir stellen fest, dass die Breite der Ringe linear mit der Zeit zunimmt. Dies ist anders als die Situation, wenn ein Satellit in Resonanz steht.“ das Ringmaterial, das dazu dient, die Ringe auf die beobachteten km-großen Breiten zu beschränken.“

Chariklo, etwa 250 Kilometer groß, ist der erste Zentaur, bei dem Ringe gefunden wurden, und diese sind begrenzt.

„Unsere Arbeit zeigt, dass Chariklo-ähnliche Ringe durch einen kleinen Satelliten eingeschränkt werden können, der einen Radius von etwa 3 Kilometern und eine Masse von 1013 Kilogramm hat. Ein Satellit dieser Größe liegt unter unseren aktuellen Grenzwerten für die direkte Bildgebung, also indirekte Methoden oder ein Raumschiff.“ Es wäre eine Mission erforderlich, um es zu entdecken.

„Ein alternativer Mechanismus, der vorgeschlagen wurde, besteht darin, dass Chariklo eine Gravitationsanomalie auf seiner Oberfläche aufweist und die Ringe in Resonanz mit dem Spin des Kerns stehen; alle drei Umdrehungen von Chariklo umkreisen die Ringe einmal. Die Physik, die auf das einwirkt „Ringteilchen sind sowohl für einen Satelliten als auch für eine Spin-Bahn-Resonanz mit einer Gravitationsanomalie ähnlich“, sagte Sickafoose.

„Interessanterweise befinden sich Chariklos Ringe nach den meisten vernünftigen Annahmen auch in der Nähe oder außerhalb der Roche-Grenze. Die Roche-Grenze ist die grobe Entfernung, jenseits derer keine Ringe mehr existieren sollten, weil das Material beginnen sollte, sich zu Monden anzusammeln – in dieser Entfernung die Gravitationsstörung „Die vom Mutterplaneten ausgehende Strahlung reicht nicht aus, um die Partikel abzuscheren, und sie können sich zu größeren Klumpen formen“, sagte Sickafoose.

„Ein Satellit in dieser Situation kann das Ringmaterial stören und seine Ansammlung verhindern, ähnlich wie es im F-Ring des Saturn beobachtet wird.“