Die Visualisierung wird mit der Chariklo-Doppelringsimulation angezeigt.
Japanische Forscher modellierten zwei Ringe um Hariklo - den kleinsten Körper im Sonnensystem, das ein Ringsystem hat. Dies ist das erste Mal, dass das gesamte Ringsystem mit realistischen Partikelgrößen sowie unter Berücksichtigung von Kollisionen und Gravitationskontakten nachgebildet wurde. Dies half, die Größe und Dichte der Partikel in den Ringen zu verstehen. Als die Wissenschaftler das Bild zum ersten Mal auf globaler Ebene und im Detail betrachteten, stellten sie fest, dass der innere Ring von Chariklo instabil sein sollte. Teilchen können viel kleiner sein als vorhergesagt, oder es gibt einen Satelliten, einen stabilisierenden Ring.
Um die detaillierte Struktur und Entwicklung der Ringe herauszufinden, erstellten Dr. Shugo Michikoshi und Professor Eiichiro Kokubo eine Simulation mit dem ATERUI-Supercomputer. Sie berechneten die Bewegungen von 345 Millionen Ringpartikeln mit einer realistischen Größe von mehreren Metern unter Berücksichtigung von Kollisionen und gegenseitiger Anziehungskraft.
Entsprechend den Ergebnissen sollte die Dichte der Ringteilchen weniger als die Hälfte der Dichte von Chariklo betragen. Darüber hinaus stellte sich heraus, dass durch die Wechselwirkung zwischen den Partikeln „Gravitationsspuren“ im Innenring entstehen. Sie beschleunigen auch den Zerfall des Rings. Das Team berechnete die Lebensdauer der Ringe im Lichte neuer Daten neu und es stellte sich heraus, dass sie 1-100 Jahre weniger hatten als in früheren Berechnungen. Sie waren überrascht, dass der Ring im Allgemeinen immer noch vorhanden ist.
Mit einer Teilchendichte, die der Hälfte der Chariklo-Dichte entspricht, kann die Gesamtstruktur beibehalten werden. In der Nahaufnahme (rechts) sieht man längliche Formationen - Gravitationsspuren. Zahlen entlang der Achsen geben Entfernungen in km an.
Forscher haben zwei Möglichkeiten für diese Position der Ringe vorgeschlagen. „Erstens das Vorhandensein kleiner Ringpartikel. Wenn die Größe nur wenige Millimeter erreicht, können die Ringe 10 Millionen Jahre halten. Zweitens die Existenz eines versteckten Satelliten, der den Zerfallsprozess verlangsamt “, erklärte Professor Kokubo.
„Die Interaktion zwischen den Ringen und dem Satelliten ist ebenfalls ein wichtiger Prozess. Dies lässt sich am Beispiel des Saturn nachvollziehen. Um diesen Prozess besser zu verstehen, planen wir, ein neues Modell für die Bildung von Chariklo-Ringen zu bauen “, fügte Michikoshi hinzu.
Ringsysteme umfassen Partikel von wenigen Zentimetern bis zu Meterblöcken. Es ist immer noch schwierig, die Flugbahnen und ihre Wechselwirkung zu berechnen. Frühere Forscher modellierten nur einen Teil des Ringsystems, ignorierten die allgemeine Struktur oder verwendeten unrealistisch große Partikel, ohne die Details zu kennen.
2014 fand Hariklo (der größte Zentaur) zwei Ringe, die durch eine Lücke voneinander getrennt waren. Zentauren sind kleine Körper, die sich zwischen Jupiter und Neptun bewegen. Obwohl Chariklo nur 100 km groß ist, sind seine Ringe so undurchsichtig wie die von Saturn oder Uranus. Daher ist es ein ideales Objekt zur Modellierung eines kompletten Ringsystems.
