Astronomen vinden een ring rond Quaoar
De nieuw gevonden ring draait op een afstand van 7,4 * de straal van Quaoar in het object heen. Dat is in verhouding veel verder dan de ringen rond Saturnus.
Quaoar is een Trans-Neptuniaans Object (TNO) met een diameter van ongeveer 1100 kilometer. Net als de dwergplaneet Pluto bevindt dit object zich in de Kuipergordel, een ijzig puinveld van komeetachtige objecten. Quaoar draait op een afstand van 45,1 tot 45,6 Astronomische Eenheden om de Zon heen en heeft een omlooptijd van 284,5 jaar.
Quaoar werd op 4 juni 2002 gevonden door de astronomen Michel Brown en Chad Trujillo van het California Institute of Technology met behulp van opnames van de Palomar telescoop.
Quaoar is ook bekend als 2002 LM60 en het object heeft één bekende maan, Weywot. Deze maan draait op een afstand van 24 * de straal van Quaoar om het object heen. Weywot werd op 22 februari 2007 gevonden. Het maantje heeft een doorsnede van ongeveer 80 kilometer.
Planetaire ringen worden niet alleen waargenomen rond gigantische planeten maar ook rond kleine objecten zoals de Centaur Chariklo en de dwergplaneet Haumea. Tot nu toe bevonden alle bekende dichte ringen zich dicht genoeg bij hun moederlichamen.
Wat het ringsysteem van Quaoar zo opmerkelijk maakt is dat het op een afstand van meer dan zeven keer de straal van het object ligt. Dat is twee keer zo ver weg als wat eerder beschouwd wordt als de maximale straal volgens de limiet van Roche. Dit is de buitenste limiet van waar men dacht dat ringsystemen konden overleven.
Ter vergelijking: de hoofdringen van Saturnus bevinden zich binnen drie keer de straal van de planeet. Deze ontdekking heeft daarom geleid tot een heroverweging van theorieën over het ontstaan van ringen.
De ontdekking werd gedaan met behulp van de Europese ruimtetelescoop CHEOPS en een aantal instrumenten op Aarde waaronder de hogesnelheidscamera HiPERCAM op de 10,4 Gran Telescopio Canarias op La Palma.
De ring is te klein en te zwak om direct in een afbeelding te zien. In plaats daarvan deden de astronomen hun ontdekking door een sterbedekking waar te nemen. Het licht van een achtergrondster werd door Quaoar geblokkeerd terwijl deze om de Zon draait.
Het evenement duurde minder dan een minuut maar werd onverwachts voorafgegaan en gevolgd door twee lichtdalingen hetgeen wijst op een ringsysteem rond Quaoar.
Volgens de Ontdekkers was het onverwacht om dit nieuwe ringsysteem te ontdekken in ons zonnestelsel en het was dubbel onverwacht om de ringen zo ver van Quaoar te vinden, wat hun eerdere opvattingen over hoe dergelijke ringen ontstaan in twijfel trekt.
Het gebruik van de hogesnelheidscamera HiPERCAM was de sleutel tot deze ontdekking, aangezien het evenement minder dan een minuut duurde en de ringen te klein en te zwak zijn om in een direct beeld te zien.
Iedereen leert over de prachtige ringen van Saturnus als ze een kind zijn dus hopelijk zal deze nieuwe vondst meer inzicht geven in hoe ze zijn ontstaan.
Wat zo intrigerend is aan deze ontdekking rond Quaoar is dat de ring van materiaal veel verder weg is dan de Roche-limiet.
Dit is een mysterie want volgens conventioneel denken zullen ringen voorbij de Roche-limiet binnen enkele decennia samensmelten tot een kleine maan.
Als gevolg van de waarnemingen moet het klassieke idee dat dichte ringen alleen binnen de Roche-limiet van een planetair object overleven, grondig worden herzien.
De eerste resultaten suggereren dat de ijskoude temperaturen in Quaoar een rol kunnen spelen bij het voorkomen dat de ijsdeeltjes aan elkaar plakken, maar er is nog meer onderzoek nodig.
De bevindingen zijn deze week in het tijdschrift Nature gepubliceerd.
Artikel: B.E. Morgado et al. 2023. A dense ring of the trans-Neptunian object Quaoar outside its Roche limit. Nature 614, 239-243; doi: 10.1038/s41586-022-05629-6
Eerste publicatie: 9 februari 2023
Bron: ESA/NASA
