Vuonna 2007 tähtitieteilijät havaitsivat sarjan epätavallisia pimennyksiä, jotka tulivat tähdeltä 420 valovuoden päässä Maasta. Vuonna 2012 Japanista ja Alankomaista koostuva joukkue päätteli, että tämä ilmiö johtui suuren eksoplaneetan - nimeltään J1407b - läsnäolosta massiivisella rengasjärjestelmällä, joka kiertää tähtiä. Siitä lähtien on tehty useita yllättäviä löytöjä.
Esimerkiksi vuonna 2015 sama joukkue päätteli, että rengasjärjestelmä on sata kertaa suurempi ja raskaampi kuin Saturnuksen (ja sen voivat samankaltaisesti veistää eksomonit). Ja viimeisimmässä tutkimuksessaan he ovat osoittaneet, että nämä jättiläisrenkaat voivat kestää yli 100 000 vuotta, olettaen, että niiden kiertorata on harvinainen ja epätavallinen planeettaansa.
Edellisessä työssään Rieder ja Kenworth määrittelivät, että J1407b: n ympärillä oleva rengasjärjestelmä koostui noin 37 renkaasta, jotka ulottuvat 0,6 AU: n (90 miljoonaa km) etäisyydelle planeetasta. He arvioivat myös, että nämä renkaat ovat sata kertaa niin massiivisia kuin Kuu - 7342 biljoonaa biljoonaa tonnia. Lisäksi, vaikka J1407b: n olemassaoloa ei ole vielä vahvistettu, he pystyivät sulkemaan pois mahdollisuuden, että sillä olisi pyöreä kiertorata tähden ympärillä.
Seurauksena oli epäilyjä sellaisen rengasjärjestelmän olemassaolosta. Ottaen huomioon tosiasian, että planeetta lähestyy ajoittain lähempänä tähtiä, rengasjärjestelmä koettaisi painovoimahäiriön. Siksi Steven Rieder (RIKEN-instituutista Japanissa) ja Matthew Kenworth (Leidenin yliopistosta Alankomaissa) pyrkivät arvioimaan, kuinka kauan tällainen rengasjärjestelmä voisi pysyä vakaana.
Heidän tutkimuksensa, nimeltään ”J1407b-rengasjärjestelmän koon ja dynaamisuuden rajoitukset”, he suorittivat simulaatiosarjan käyttäen AUSE-astrofysikaalista monikäyttöjärjestelmää (AUSE). Loppujen lopuksi heidän tulokset osoittivat, että rengasrakenne, jolla oli 11 vuoden kiertorata jakso ja taaksepäin kiertorata, pystyi selviämään vähintään 10 000 kiertorataa.
Toisin sanoen rengasjärjestelmä, jonka he oletsivat vuonna 2012, voisi kestää 110 000 vuotta. Kuten Rieder (paperin pääkirjailija) selitti lausunnossaan, tulokset olivat yllättäviä, mutta sattuivat vastaamaan tosiasioita:
”Järjestelmä on vakaa vain, kun renkaat pyörivät vastapäätä sitä, kuinka planeetta kiertää tähtiä. Se voi olla kauas haettu: massiiviset renkaat, jotka pyörivät vastakkaiseen suuntaan, mutta olemme nyt laskeneet, että 'normaali' rengasjärjestelmä ei voi selviytyä. '
Kuinka tällainen rengasjärjestelmä olisi voinut tapahtua, on mysteeri, koska taaksepäin suuntautuvat rengasjärjestelmät ovat melko harvinaisia. Mutta Rieder ja Kenworth ovat todenneet, että heidän mielestään se voi johtua katastrofista tapahtumasta - kuten massiivisesta törmäyksestä -, joka sai renkaat (tai planeetan) muuttamaan pyörimissuuntaansa.
Heidän tuloksensa osoittivat myös, että taaksepäin sovitettu rengasjärjestelmä sallii pimennykset, kuten vuonna 2007 havaitut. Vaikka oli joitain mahdollisuuksia, että nämä aiheuttivat toinen esine, tulokset ehdottivat toisin. "Mahdollisuus siihen on minimaalinen", sanoi Rieder. "Myös aikaisempien havaintojen avulla mitattu nopeus ei ehkä ole oikea, mutta se olisi hyvin outoa, koska mittaukset ovat erittäin tarkkoja."
Jatkossa Rieder ja Kenswoth toivovat tutkivan tarkemmin renkaanmuodostuksen salaisuuksia. Tähän sisältyy se, miten se olisi voinut muodostua ensinnäkin, ja miten se on kehittynyt ajan myötä. Heidän tutkimuksensa on hyväksytty julkaistavaksi lehdessä Tähtitiede ja astrofysiikka ja voit katsella verkossa arXiv.
