J1407b – gwiazda z pierścieniami większymi niż Saturn

Do 2012 roku Saturn pozostawał planetą posiadającą największe pierścienie – jednak jego wyjątkowość została przyćmiona. Zespół badaczy z amerykańskiego University of Rochester pod kierunkiem profesora Erica Mamajeka odkrył obiekt z gigantycznym systemem pierścieni, przy którym te wokół Saturna to drobiazg.

Układ pierścieni otacza niewielką i młodą gwiazdę, podobna do Słońca nazwaną J1407b. Wokół niej krąży około 30 pierścieni, z których każdy ma dziesiątki milionów kilometrów średnicy. Jest to pierwszy tego rodzaju system znalezionym poza naszym układem słonecznym. Pierścienie krążące wokół tej stosunkowo małej gwiazdy są 200 razy większe od tych, które utworzyły się wokół Saturna, a ich średnica sięga 120 milionów kilometrów. Gdyby materię krążąca w pierścieniach zbić razem, to masa powstałego obiektu byłaby bliska masie Ziemi.

Układ zlokalizowano w odległości około 434 lat świetlnych od nas – odległość ta jest zbyt duża by móc zobaczyć, nawet przy użyciu teleskopu, pierścienie każące wokół gwiazdy. O ich istnieniu naukowcy dowiedzieli się z obserwacji światła emitowanego przez gwiazdę, podczas trwającego 56 dni zaćmienia. W miarę jak pierścienie planety przesuwały się, emitowane światło w krótkich odstępach czasu jaśniało bądź ciemniało, niekiedy nawet o 30-40 procent w ciągu zaledwie pół godziny. Na podstawie analizy zmieniającego się światła, zrekonstruowano strukturę pierścieni planety.

W 2012 Mamajek wraz z kolegami z University of Rochester poinformował o odkryciu gwiazdy i niezwykłych zaćmień, stwierdzając, że zostały one spowodowane przez pierścienie rozproszonej materii, krążące wokół nie do końca zintensyfikowanego jeszcze wtedy obiektu – młodej planety lub brązowego karła. W kolejnym, bardziej zaawansowanym badaniu, również prowadzonym przez zespół Mamajeka przy użyciu metody spektroskopii Dopplera udało się ustalić masę pierścieni.

Badacze porównują ilość materiału znajdującą się w pierścieniach do satelitów Jowisza: „Gdyby wziąć cztery największe satelity Jowisza, zwane księżycami Galileuszowymi, sproszkować na cząsteczki pyłu i lodu po czym rozrzucić ten materiał wokół Jowisza, powstałe pierścienie byłyby tak gęste, że znajdujący się w oddali obserwator oglądając pierścienie przesuwające się przed słońcem zobaczyłby kilkudniowe zaćmienie. W przypadku J 1407b pierścienie blokują aż 95% światła tej młodej, podobnej do Słońca gwiazdy, jest więc zawarte w nich tak dużo materiału, że spokojnie mogłoby powstać z niego kilka satelitów”.

I prawdopodobnie tak też się dzieje – naukowcy zaobserwowali bowiem przerwy w strukturze pierścieni, w których ze zakumulowanego pyłu tworzą się księżyce nowego systemu. Astronomowie uważają, że ogromna struktura pierścieni stopniowo będzie się zmniejszać i zmieniać w większe obiekty krążące wokół gwiazdy. Prawdopodobnie za jakiś czas utworzy się cały układ satelitów, powstałych ze zlepionego materiału. Tworzące się obiekty będą miały wielkość porównywalną do księżyców Ziemi i Marsa, a obiegnięcie ich „matczynej” gwiazdy zajmie im około 2 lat.

Przypadek tego systemu jest ciekawy nie tylko z powodu swoich rozmiarów i podobieństwa do układu słonecznego, jest to również okazja do obserwacji procesów tworzenia się satelitów. Dzięki badaniom tego gigantycznego systemu możemy poznać zarówno chemiczny jak i fizyczny przebieg tego procesu.