Kosmisk kollision danner mini-planet med ringe
Indtil nu har man kun observeret ringe af materiale i en skive omkring store planeter som Jupiter, Uranus, Neptun og især Saturn, der er kendt for sine spektakulære ringe. Nu har astronomer fra bl.a. Niels Bohr Institutet observeret den første miniature-planet med to ringe af is og småsten. Det drejer sig om et mindre himmelobjekt, kaldet Chariklo, der befinder sig to milliarder kilometer ude i solsystemet mellem Saturn og Uranus. Resultaterne er publiceret i det ansete videnskabelige tidsskrift, Nature.
Chariklo er en kometlignende miniatureplanet, der befinder sig mellem Saturn og Uranus. Den har en diameter på 250 km, og nye observationer viser, at der er to ringe af ispartikler og småsten. Det er første gang, men har observeret et så lille himmellegeme med ringe. (Credit: Lucie Maquet)
Chariklo har ligget i Kuiperbæltet, som er en samling af tusindvis af dværgplaneter og kometer i kredsløb udenfor planeten Neptun i det ydre af vores Solsystem. Men på et tidspunkt er den blevet slynget ud af dette bælte og befinder sig nu mellem Saturn og Uranus, hvor der er en samling af mindre objekter, kaldet Centaur. Chariklo er det største af disse objekter med en diameter på 250 km. Man har i mange år kendt til det komet-lignende objekt, men trods grundige studier, har man aldrig observeret dens ringe før nu, hvor man har taget et nyt kamera i brug på den danske kikkert på ESO's La Silla Observatorium i Chile.
Overraskende fund af ringe
"Kameraet er specialudviklet på Niels Bohr Institutet, og det har en fantastisk høj opløsning, som vi især udnytter til at lede efter exoplaneter. Men når det område, hvor vi leder efter exoplaneter ikke er 'oppe' på himlen, udnytter vi observationstiden til andre projekter, og så fulgte vi Chariklo, som netop passerede foran en stjerne", fortæller Uffe Gråe Jørgensen, astronom i Astrofysik og Planetforskning på Niels Bohr Institutet ved Københavns Universitet.
Det specielle kamera er irsk, og software-programmerne er specialudviklet over fem år på Niels Bohr Institutet af tre astronomer og to ph.d.-studerende. Det tager 40 billeder pr. sekund, og opløsningen er lige så fantastisk, som hvis det var ude i rummet. Det sidder nu på den danske kikkert på La Silla observatoriet i Chile. Hovedformålet med kameraet er at observere exoplaneter, som er planeter, der kredser om en anden stjerne end Solen, men det følsomme kamera har også vist sin styrke til observationer med ekstremt stor nøjagtighed af andre objekter. (Foto: Jesper Skottfelt, NBI))
Han forklarer, at når et objekt passerer foran en stjerne sker der et lille fald i stjernens lysstyrke, og de kunne se, at der også var et dyk i lysstyrken udenfor objektet. Det viste, at der var en ring af materiale i en skive rundt om det lille objekt, Chariklo.
"Vi ledte slet ikke efter ringe, for det er aldrig nogensinde observeret rundt om små objekter som Chariklo, så det er en totalt overraskende opdagelse. Hele passagen varede kun 5 sekunder, men vi kunne endda opklare utrolige detaljer om ringene. Der er tale om to separate tynde ringe, som består af ispartikler og småsten. De to ringe er kun 3 og 7 km brede og ikke mere end nogle få hundrede meter tykke. Der er 14 km mellem centrene af de to ringe og der er et 9 km bredt tomrum mellem dem. De er målt på en afstand af to milliard kilometer med en nøjagtighed på plus/minus nogle få hundrede meter. Det er virkelig imponerende", siger Uffe Gråe Jørgensen.
Måske dannet ved kollision
Hvordan ringene er dannet er et mysterium, men Uffe Gråe har en helt klar teori.
"Det, vi her er vidne til, er måske afsløringen af et objekt, der er midt i samme udviklingsfase, som Jorden og Månen for 4,5 milliard år siden, da der skete en kæmpekollision mellem Jorden og en anden planet. Ved sammenstødet blev der udslynget materiale, som først cirkulerede i en bane omkring Jorden, og som efterhånden samlede sig og dannede Månen. På samme måde mener vi, at et andet himmellegeme er stødt ind i Chariklo, og så er en del af materiale blevet kastet ud og har lagt sig i en ring. Hvis de to skiver omkring Chariklo samler sig og danner en måne, vil den blive ca. 2 km i diameter", fortæller Uffe Gråe.
Billederne viser forskellen i opløsning på en normal CCD (venstre) og hvad man kan opnå med et EMCCD kamera (højre) i den samme observationstid.
Ud over observationerne med den danske kikkert på La Silla Observatoriet i Chile, blev Chariklo også fulgt i lavere tidsopløsning fra seks andre observatorier i Sydamerika, som tilsammen gjorde det muligt at bestemme Chariklos form og størrelse. I alt var der kun få minutters observationer, men resultatet var den epokegørende afsløring af den kometlignende miniatureplanet, Chariklo med de to ringe.
Emner
Mini-planet with rings
Chariklo passage