Bereits 2007 beobachteten Astronomen eine Reihe ungewöhnlicher Finsternisse, die von einem Stern stammen, der 420 Lichtjahre von der Erde entfernt ist. 2012 argumentierte ein Team aus Japan und den Niederlanden, dass dieses Phänomen auf die Anwesenheit eines großen Exoplaneten mit der Bezeichnung J1407b zurückzuführen sei, dessen massives Ringsystem den Stern umkreist. Seitdem wurden mehrere überraschende Funde gemacht.
Zum Beispiel kam 2015 dasselbe Team zu dem Schluss, dass das Ringsystem hundertmal größer und schwerer als das des Saturn ist (und möglicherweise von Exomoons ähnlich geformt wird). Und in ihrer jüngsten Studie haben sie gezeigt, dass diese riesigen Ringe über 100.000 Jahre halten können, vorausgesetzt, sie haben eine seltene und ungewöhnliche Umlaufbahn um ihren Planeten.
In ihrer vorherigen Arbeit stellten Rieder und Kenworth fest, dass das Ringsystem um J1407b aus etwa 37 Ringen bestand, die sich bis zu einer Entfernung von 0,6 AE (90 Millionen km) vom Planeten erstrecken. Sie schätzten auch, dass diese Ringe 100-mal so massereich sind wie unser Mond - 7342 Billionen Billionen Tonnen. Obwohl die Existenz von J1407b noch nicht bestätigt wurde, konnten sie die Möglichkeit einer kreisförmigen Umlaufbahn um den Stern ausschließen.
Infolgedessen gab es Zweifel, dass ein solches Ringsystem existieren könnte. Angesichts der Tatsache, dass sich der Planet seinem Stern regelmäßig nähert, würde das Ringsystem eine Gravitationsstörung erfahren. Aus diesem Grund haben Steven Rieder (vom RIKEN-Institut in Japan) und Matthew Kenworth (von der Universität Leiden in den Niederlanden) untersucht, wie lange ein solches Ringsystem stabil bleiben kann.
Für ihre Studie mit dem Titel „Einschränkungen der Größe und Dynamik des J1407b-Ringsystems“ führten sie eine Reihe von Simulationen mit dem AMUSE-Framework (Astrophysical Multi-Purpose Software Environment) durch. Am Ende zeigten ihre Ergebnisse, dass eine Ringstruktur mit einer Umlaufzeit von 11 Jahren und einer retrograden Umlaufbahn mindestens 10.000 Umlaufbahnen überleben könnte.
Mit anderen Worten, das Ringsystem, von dem sie 2012 vermuteten, könnte 110.000 Jahre Bestand haben. Wie Rieder (der Hauptautor des Papiers) in einer Erklärung erklärte, waren die Ergebnisse überraschend, passten aber zufällig zu den Fakten:
„Das System ist nur dann stabil, wenn sich die Ringe entgegen der Rotation des Planeten um den Stern drehen. Es mag weit hergeholt sein: massive Ringe, die sich in die entgegengesetzte Richtung drehen, aber wir haben jetzt berechnet, dass ein „normales“ Ringsystem nicht überleben kann. “
Wie ein solches Ringsystem entstanden sein könnte, ist ein Rätsel, da retrograde Ringsysteme ziemlich ungewöhnlich sind. Aber Rieder und Kenworth haben erklärt, dass sie glauben, dass dies das Ergebnis eines katastrophalen Ereignisses - wie einer massiven Kollision - sein könnte, das dazu führte, dass die Ringe (oder der Planet) die Drehrichtung änderten.
Ihre Ergebnisse zeigten auch, dass ein retrogrades Ringsystem Finsternisse zulassen würde, wie das, das 2007 beobachtet wurde. Obwohl es eine gewisse Wahrscheinlichkeit gab, dass diese durch ein anderes Objekt verursacht wurden, schlugen die Ergebnisse etwas anderes vor. "Die Chance dafür ist minimal", sagte Rieder. "Auch die mit früheren Beobachtungen gemessene Geschwindigkeit ist möglicherweise nicht richtig, aber das wäre sehr seltsam, da diese Messungen sehr genau sind."
Rieder und Kenswoth hoffen, in Zukunft die Geheimnisse dieser Ringformation genauer untersuchen zu können. Dazu gehört, wie es sich überhaupt hätte bilden können und wie es sich im Laufe der Zeit entwickelt hat. Ihre Studie wurde zur Veröffentlichung in der Zeitschrift angenommen Astronomie & Astrophysik und online bei arXiv angesehen werden.
