Ще в 2007 році астрономи спостерігали серію незвичайних затемнень, що виходили зірки за 420 світлових років від Землі. У 2012 році команда з Японії та Нідерландів обґрунтувала, що це явище пояснюється наявністю великої екзопланети - J1407b - з масивною кільцевою системою, що обертається навколо зірки. Відтоді було зроблено кілька дивовижних знахідок.
Наприклад, у 2015 році та ж команда дійшла висновку, що кільцева система в сто разів більша і важка, ніж у Сатурна (і може бути схожою на скульптуру ексумонами). І в своєму останньому дослідженні вони показали, що ці гігантські кільця можуть прослужити більше 100 000 років, припускаючи, що вони мають рідкісну і незвичну орбіту навколо своєї планети.
У своїй попередній роботі Рідер та Кенворт визначили, що кільцева система навколо J1407b складається з близько 37 кілець, які простягаються на відстань 0,6 АС (90 мільйонів км) від планети. Вони також підрахували, що ці кільця в 100 разів масивніші за наш Місяць - 7342 трлн трлн метричних тонн. Більше того, хоча існування J1407b ще не підтверджене, вони змогли виключити можливість того, щоб навколо нього була кругла орбіта навколо зірки.
В результаті виникли сумніви, що така кільцева система може існувати. Зважаючи на той факт, що планета періодично наближається до своєї зірки, кільцева система зазнає гравітаційного порушення. Тому Стівен Рідер (з інституту RIKEN в Японії) та Метью Кенворт (з університету Лейдена в Нідерландах) вирішили оцінити, наскільки довго така система кільця може залишатися стабільною.
Заради свого дослідження під назвою «Обмеження щодо розміру та динаміки кільцевої системи J1407b» вони провели серію моделювання за допомогою астрофізичного багатоцільового програмного середовища (AMUSE). Зрештою, їх результати показали, що кільцева структура з 11-річним орбітальним періодом та ретроградною орбітою може вижити принаймні 10000 орбіт.
Іншими словами, кільцева система, про яку вони гіпотезували ще у 2012 році, може простояти протягом 110 000 років. Як пояснив у заяві Рідер (провідний автор статті), результати були дивовижними, але траплялися так, щоб відповідати фактам:
"Система стабільна лише тоді, коли кільця обертаються навпроти того, як планета обертається зіркою. Це може бути надумано: масивні кільця, які обертаються в протилежному напрямку, але тепер ми підрахували, що "нормальна" система кільця не може вижити ".
Як могла виникнути така кільцева система, є загадкою, оскільки ретроградні кільцеві системи досить рідкісні. Але Рідер та Кенворт заявили, що вони думають, що це може бути наслідком катастрофічної події - такої, як масштабне зіткнення, - яка змусила кільця (або планету) змінити напрямок свого обертання.
Їх результати також вказували на те, що ретроградна кільцева система дозволить затьмарити, як та, яка спостерігалася в 2007 році. Хоча існує ймовірність, що вони будуть спричинені іншим об'єктом, результати підказують інакше. "Шанси на це мінімальні", - сказав Рідер. "Крім того, швидкість, виміряна за попередніми спостереженнями, може бути неправильною, але це було б дуже дивно, оскільки ці вимірювання дуже точні".
Надалі Рідер і Кенсвот сподіваються більш детально дослідити таємниці цього кільцевого утворення. Це стосуватиметься того, як воно могло сформуватися в першу чергу і як воно розвивалося з часом. Їх дослідження прийнято до публікації в журналі Астрономія та астрофізика і переглядати його в мережі онлайн на arXiv.
