„Amikor egy égitest, például egy aszteroida elhalad egy csillag előtt, a csillagfény rövid ideig tartó elhalványulása információt ad az eltakaró test méretéről, alakjáról és környezetéről” – magyarázzák az Andalúziai Asztrofizikai Intézet (IAA-CSIC) kutatói új tanulmányukban, hozzátéve, hogy a módszert használták már az égitestek ritka légkörének kimutatására is.

Nemrégiben pedig a kentaur típusú Chariklo és Chiron, a Haumea törpebolygó, valamint a Neptunuszon túli Quaoar gyűrűrendszereinek tanulmányozására alkalmazták ugyanezt. A háttérbeli csillagok fényének elhalványulását figyelve a csillagászok megállapították, hogy ezeket az objektumokat finom gyűrűk veszik körül, amelyekről korábban azt hitték, hogy kizárólag az óriásbolygók körül találhatók meg.

A Chariklo az elsők között volt ezen kisebb égitestek között, amelynél gyűrűket fedeztek fel, amikor egy IAA-CSIC által vezetett csapat egy új technikát alkalmazva megvizsgálta a Chariklo vetette árnyékokat. Körülbelül 302 kilométeres átmérőjével a Chariklo a kentaurokként ismert aszteroidaosztály legnagyobb tagja. A Szaturnusz pályáján túl, a Naptól több mint 3 milliárd kilométerre kering.

A Chariklo átmérője körülbelül 51-ede a Földének, és gyűrűi az égitest középpontjától nagyjából 400 kilométer távolságban keringenek. A gyűrűk szélességét 3–7 kilométerre becsülik. Ilyen távolságból a gyűrűrendszer megfigyelésének egyetlen módja a csillagfedések tanulmányozása, azaz a fénycsökkenések figyelése, ahogy az égitest és a gyűrűk áthaladnak a háttérbeli csillagok előtt.

A James Webbel végzett megfigyelések során a kutatócsoport kihasználta azt a tényt, hogy a Chariklo viszonylag alacsony sebességgel haladt a teleszkóphoz képest, így nagyon jó térbeli felbontású modellt tudtak létrehozni a gyűrűrendszerről. Bár arra számítottak, hogy ezeknél a kisebb égitesteknél a gyűrűrendszerek viszonylag stabilak lesznek, a megfigyelések során a csapat meglepetten tapasztalta, hogy azok néhány év alatt megváltoztak.

„Összehasonlítva az elmúlt évtizedben a különböző csillagfedések során kapott adatokkal, komoly változásokat fedeztünk fel a két gyűrűben: míg a belső gyűrű jelentősen nagyobb opacitást mutat, a külső gyűrű opacitása alacsonyabb lett” – nyilatkozta Pablo Santos-Sanz, az IAA-CSIC kutatója, az új eredményekről beszámoló tanulmány vezetője.

Ez eléggé meglepő – különösen a csillagászoknak, akik sokkal lassabb asztronómiai időskálákhoz vannak szokva –, és arra utal, hogy ezek a gyűrűrendszerek jóval dinamikusabbak lehetnek, mint korábban gondolták. „Eredményeink arra késztetnek, hogy újragondoljuk, hogyan alakulnak ki ezek a rendszerek, hogyan fejlődnek, és milyen mechanizmusok tartják fenn stabilitásukat. Az, hogy képesek vagyunk észlelni ezeket a változásokat, új távlatokat nyit meg e rendszerek – és esetleg a Naprendszer más gyűrűrendszereinek – fejlődésének megértése szempontjából” – tette hozzá Santos-Sanz.

Ráadásul vannak további rejtélyek is. A kutatócsoport úgy véli, hogy a belső gyűrű valódi jeleit mutatja annak, hogy átlátszatlanabb, mint korábban, ami arra utal, hogy több anyag található benne. A külső gyűrű viszont kevésbé átlátszatlanná vált, ami abból adódhat a szakértők szerint, hogy a gyűrűt alkotó részecskék mérete rendkívül kicsi. Így a fény sugárnyomása hatására viszonylag gyorsan szétszóródnak, ami rövid időn belül eltorzíthatja a gyűrűt.

Rejtély azonban, hogy a gyűrűket megvizsgálva egyik sem tűnik teljesen szétesettnek, ami viszont arra utal, hogy valamilyen stabilizáló vagy pótló mechanizmusnak kell működnie a háttérben, vélik a szakértők. A kutatócsoport korábban úgy gondolta, a gyűrűrendszert talán a pályarezonancia tartja a helyén, amelynek során egy részecske a Chariklo három forgási periódusa alatt pontosan egyszer kerüli meg az égitestet. Ez a rezonancia azonban a gyűrűk kifelé irányuló vándorlását is előidézné. Egy másik kutatócsoport ezzel szemben azt javasolta, hogy a gyűrűket egy másik „pásztor” kishold tartja a helyén, amely egyúttal további anyagot is biztosítana a gyűrűrendszer számára. Ez a magyarázat összhangban áll a legújabb adatokkal is.

Ahogy a legtöbbször, a kérdések megválaszolásához itt is további megfigyelésekre lesz szükség. Talán a jövőben további változásokat láthatnak a gyűrűrendszerben, amelyek segítenek feltárni a rendszer működését. „A Chariklo gyűrűiben észlelt váratlan változások olyan dinamikai viselkedésre utalnak, amely eddig teljesen rejtve maradt, és még nem adnak végleges fizikai képet” – írják a kutatók a tanulmányban.