Nel 2007, gli astronomi osservarono una serie di insolite eclissi provenienti da una stella a 420 anni luce dalla Terra. Nel 2012, un team giapponese e olandese ha sostenuto che questo fenomeno era dovuto alla presenza di un grande esopianeta - designato J1407b - con un massiccio sistema ad anello in orbita attorno alla stella. Da allora sono stati fatti numerosi reperti sorprendenti.
Ad esempio, nel 2015, la stessa squadra ha concluso che il sistema ad anello è cento volte più grande e più pesante di quello di Saturno (e potrebbe essere similmente scolpito da esomoon). E nel loro studio più recente, hanno dimostrato che questi anelli giganti possono durare per oltre 100.000 anni, supponendo che abbiano un'orbita rara e insolita intorno al loro pianeta.
Nel loro lavoro precedente, Rieder e Kenworth avevano stabilito che il sistema di anelli attorno a J1407b consisteva in circa 37 anelli che si estendevano fino a una distanza di 0,6 UA (90 milioni di km) dal pianeta. Hanno anche stimato che questi anelli sono 100 volte più massicci della nostra Luna - 7342 trilioni di miliardi di tonnellate. Inoltre, mentre l'esistenza di J1407b deve ancora essere confermata, sono stati in grado di escludere la possibilità che abbia un'orbita circolare attorno alla stella.
Di conseguenza, c'erano dubbi sul fatto che potesse esistere un tale sistema ad anello. Dato che il pianeta si avvicina periodicamente alla sua stella, il sistema ad anello subirebbe un'interruzione gravitazionale. Pertanto, Steven Rieder (dell'istituto RIKEN in Giappone) e Matthew Kenworth (dell'Università di Leiden nei Paesi Bassi) hanno iniziato a valutare per quanto tempo un sistema ad anello del genere potesse rimanere stabile.
Per motivi di studio, intitolato "Vincoli sulla dimensione e la dinamica del sistema ad anello J1407b", hanno condotto una serie di simulazioni utilizzando il framework AMUSE (Astrophysical Multi-purpose Software Environment). Alla fine, i loro risultati hanno mostrato che una struttura ad anello con un periodo orbitale di 11 anni e un'orbita retrograda potrebbe sopravvivere per almeno 10.000 orbite.
In altre parole, il sistema ad anello che avevano ipotizzato nel 2012 potrebbe durare per 110.000 anni. Come ha spiegato Rieder (l'autore principale sul documento) in una dichiarazione, i risultati sono stati sorprendenti, ma si sono adattati ai fatti:
“Il sistema è stabile solo quando gli anelli ruotano di fronte al modo in cui il pianeta orbita attorno alla stella. Potrebbe essere inverosimile: enormi anelli che ruotano nella direzione opposta, ma ora abbiamo calcolato che un sistema di anelli "normale" non può sopravvivere. "
Il modo in cui un simile sistema ad anello potrebbe essere nato è un mistero, poiché i sistemi ad anello retrogrado sono abbastanza rari. Ma Rieder e Kenworth hanno affermato che pensano che potrebbe essere il risultato di un evento catastrofico - come una collisione massiccia - che ha causato gli anelli (o il pianeta) a cambiare la direzione della loro rotazione.
I loro risultati hanno anche indicato che un sistema ad anello retrogrado consentirebbe eclissi, come quello che è stato osservato nel 2007. Mentre c'era qualche possibilità che questi fossero causati da un altro oggetto, i risultati suggerivano il contrario. "La possibilità è minima", ha detto Rieder. "Inoltre, la velocità misurata con le osservazioni precedenti potrebbe non essere corretta, ma sarebbe molto strano, perché quelle misurazioni sono molto accurate."
In futuro, Rieder e Kenswoth sperano di indagare più da vicino i misteri di questa formazione di anelli. Ciò includerà come potrebbe essersi formato in primo luogo e come si è evoluto nel tempo. Il loro studio è stato accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomia e astrofisica ed essere visualizzato online su arXiv.
