NIJE rijetka pojava da je u Sunčevom sustavu nebesko tijelo ukrašeno prekrasnim prstenom. Ovime se ne diči samo Saturn; prstene ima polovica planeta, neki asteroidi kao i patuljasti planet Haumea (ilustracija dolje). Čak i Sunce ima svojevrsne prstenove.

Astronomi su nedavno pronašli potpuno novi sustav prstenova koji ih je podosta zbunio jer ne nalikuje ničemu drugom u Sunčevom sustavu. Quaoar, mali patuljasti planet u Kuiperovom pojasu iza Plutona, okružen je gustim prstenom, ali onim koji kruži na tolikoj udaljenosti da ne bi smio postojati, odnosno trebao bi biti u jednome komadu poput Mjeseca.

Zbog ovog otkrića će znanstvenici vjerojatno morati promijeniti koncept teorije nastanka prirodnih satelita (mjeseca), prstenova i toga kako na njih utječe gravitacijska interakcija s njihovim matičnim objektom, piše Science Alert.

Quaoar, promjera samo 1110 kilometara, otkriven je 2002. godine i vrlo brzo se pokazao zanimljivim za proučavanje. Podaci pokazuju da bi na njemu moglo biti ledenih vulkana te da oko njega kruži majušni mjesec Weywot, promjera samo 170 kilometara.

"Tada smo shvatili - on stvarno ima prsten"

Astronomi su 2021. na Quaoaru primijetili još nešto neobično. Analizirali su njegovu okultaciju, odnosno zaklanjanje daleke zvijezde, i uočili da bi mogao imati prsten. Zatim su astronom Bruno Morgado i njegovi kolege sa sveučilišta Rio de Janeiro u Brazilu pokušali pronaći još dokaza za postojanje ovakvog ukrasa.

No, to nije bilo lako. Teleskopom je teško razabrati bilo kakav detalj na malenom patuljastom planetu smještenom u dubokoj tami Kuiperovog pojasa, a kamoli vidjeti same prstenove. Stoga su odlučili analizirati podatke s više teleskopa, prikupljene između 2019. i 2020. godine.

"Kada smo spojili sve podatke i snimke, vidjeli smo padove svjetlosti koje nije uzrokovao Quaoar, a koji su ukazivali na to da oko njega u orbiti kruži materijal. Tada smo shvatili - on stvarno ima prsten", rekao Morgado.

Nalazi se tamo gdje ga ne bi trebalo biti

Nakon daljnje analize astronomi su uočili nešto jako neobično. Prsten kruži oko patuljastog planeta na udaljenosti od 4100 kilometara, a Rocheova granica Quaoara se nalazi na udaljenosti od samo 1780 kilometara. Kada se veći objekt nalazi unutar ove granice, gravitacijska sila planeta nadjačava njegovu gravitaciju te ga plimna sila kida u manje fragmente od kojih se kasnije formira prsten. 

To se događa jer gravitacijska sila satelita više ne može držati svoje dijelove na okupu zbog prevelikog utjecaja plimne sile matičnog tijela. Tako se na primjer dijelovi Saturnova prstena ne mogu gravitacijski skupiti u jedan ili više satelita jer se nalaze unutar ove granice. 

No, izvan nje vrijedi drugačiji princip i tamo bi se trebali formirati sateliti, odnosno mjeseci. Naravno, moguće je da i na tom području bude krhotina, ali bi se one svejedno morale u relativno kratkom razdoblju, od samo nekoliko desetljeća, skupiti i formirati svojevrstan kompaktan objekt. Dakle, ni jedno drugo tijelo u Sunčevom sustava nema prstenove izvan Rocheove granice.

Moguća objašnjenja

Bit će potrebna daljnja istraživanja kako bi se otkrilo zašto se ovaj prsten nije pretvorio u mjesec. Postoji nekoliko mogućih objašnjenja. Možda se fragmenti koji sačinjavaju prsten iz nekog razloga odbijaju umjesto privlače.

Također je moguće da Weywot, ili neki drugi za sada neotkriveni mjesec oko Quaoara, stvara gravitacijske poremećaje koji održavaju brzinu sudara u prstenu dovoljno visokom da se spriječi nakupljanje. No, morat ćemo još malo pričekati točan odgovor na ovaj misterij.

Istraživanje naziva A dense ring of the trans-Neptunian object Quaoar outside its Roche limit objavljeno je u časopisu Nature.