Mystisk ring siktad runt dvärgplanet

Ringar finns runt solsystemets alla jätteplaneter, där Saturnus ring är den mest iögonfallande. Men runt småplaneter är de däremot betydligt ovanligare.

Gemensamt för ringarna är att de befinner sig innanför den så kallade Roche-radien, som är det avstånd från himlakroppen där en löst sammansatt måne klarar att hålla ihop sig utanför. Är den däremot innanför radien slits den isär av gravitationen.

Astronomer har därför trott att ringar uppkommer därför att materialet som befinner sig innanför Roche-radien inte kan samla ihop sig till en måne.

Uppfattning utmanas

Men den här uppfattningen utmanas nu av upptäckten av en ring med mer än dubbla Roche-radien runt Quaoar – en dvärgplanet som rör sig i det yttre solsystemet utanför Neptunus bana.

– Det är ett mysterium hur materialet i ringen kan låta bli att samla ihop sig till en måne, säger Alexis Brandeker, forskare i astronomi vid Stockholms universitet.

En möjlig ledtråd är att de tre ringar som hittills upptäckts kring småplaneter verkar vara av en särskild storlek som inte kan relateras till Roche-radien.

– Ringarna är alla så stora att dess partiklar rör sig ett varv i omloppsbana runt himlakroppen på nästan samma tid som småplaneten roterar tre varv runt sin egen axel. Kanske förhindrar denna 1:3 resonans ringpartiklarna att samlas till en måne, förklarar Alexis Brandeker.

Teleskop följde dvärgplaneten

Ringen runt Quaoar upptäcktes genom ett internationellt samarbete där teleskop på jorden och från rymden följde hur ljuset från en avlägsen stjärna skymdes när dvärgplaneten passerade precis framför, en så kallad ockultation.

Förutom att ljuset försvann under de få sekunder dvärgplaneten passerade framför stjärnan, dämpades också ljuset under korta ögonblick före och efter ockultationen. Det tydde på att det fanns en ring. Eftersom observationer gjordes från olika platser med olika synriktningar till småplaneten, kunde forskarna sätta ihop en mer heltäckande bild av hur Quaoar och dess ringar ser ut.

Oväntad upptäckt kan ge fler svar

Svenska forskare har specialiserat sig på att analysera data från komplexa observationer med det europeiska rymdteleskopet Cheops. Det blev av särskild vikt för Quaoar-observationen, som var det första i sitt slag från ett teleskop i omloppsbana runt jorden. Normalt ägnar sig Cheops åt att detaljstudera exoplaneter, det vill säga planeter runt andra stjärnor än solen.

– De roligaste upptäckterna är de oväntade, och det här är just en sådan som kommer ge oss nya insikter i varför planeter och småplaneter har ringar, säger Alexis Brandeker.

Vetenskapliga studier:

A dense ring of the trans-Neptunian object Quaoar outside its Roche Limit, Nature.

A stellar occultation by the transneptunian object (50000) Quaoar observed by CHEOPS, Astronomy & Astrophysics.