In 2007 observeerden astronomen een reeks ongebruikelijke verduisteringen die afkomstig waren van een ster op 420 lichtjaar van de aarde. In 2012 redeneerde een team uit Japan en Nederland dat dit fenomeen te wijten was aan de aanwezigheid van een grote exoplaneet - aangeduid als J1407b - met een enorm ringsysteem rond de ster. Sindsdien zijn er verschillende verrassende vondsten gedaan.
In 2015 concludeerde hetzelfde team bijvoorbeeld dat het ringsysteem honderd keer groter en zwaarder is dan dat van Saturnus (en op vergelijkbare wijze kan worden gebeeldhouwd door exomoons). En in hun meest recente studie hebben ze aangetoond dat deze gigantische ringen meer dan 100.000 jaar meegaan, ervan uitgaande dat ze een zeldzame en ongebruikelijke baan rond hun planeet hebben.
In hun eerdere werk bepaalden Rieder en Kenworth dat het ringsysteem rond J1407b ongeveer 37 ringen omvatte die zich uitstrekken tot een afstand van 0,6 AU (90 miljoen km) van de planeet. Ze schatten ook dat deze ringen 100 keer zo massief zijn als onze maan - 7342 biljoen biljoen ton. Bovendien, terwijl het bestaan van J1407b nog moet worden bevestigd, konden ze de mogelijkheid uitsluiten dat het een cirkelvormige baan rond de ster had.
Als gevolg daarvan bestond er twijfel of een dergelijk ringsysteem zou kunnen bestaan. Gezien het feit dat de planeet periodiek dichter bij zijn ster komt, zou het ringsysteem door de zwaartekracht worden verstoord. Daarom gingen Steven Rieder (van het RIKEN-instituut in Japan) en Matthew Kenworth (van de Universiteit Leiden in Nederland) onderzoeken hoe lang zo'n ringsysteem stabiel zou kunnen blijven.
Omwille van hun studie, getiteld "Constraints on the Size and Dynamics of the J1407b Ring System", voerden ze een reeks simulaties uit met behulp van het Astrophysical Multi-purpose Software Environment (AMUSE) raamwerk. Uiteindelijk toonden hun resultaten aan dat een ringstructuur met een omlooptijd van 11 jaar en een retrograde baan minstens 10.000 banen zouden kunnen overleven.
Met andere woorden, het ringsysteem dat ze in 2012 veronderstelden, zou 110.000 jaar kunnen blijven bestaan. Zoals Rieder (de hoofdauteur op het papier) uitlegde in een verklaring, waren de resultaten verrassend, maar kwamen ze overeen met de feiten:
'Het systeem is alleen stabiel als de ringen tegengesteld draaien aan hoe de planeet om de ster draait. Het is misschien vergezocht: enorme ringen die in tegengestelde richting draaien, maar we hebben nu berekend dat een ‘normaal’ ringsysteem niet kan overleven. "
Hoe zo'n ringsysteem tot stand zou kunnen komen, is een raadsel, aangezien retrograde ringsystemen vrij ongebruikelijk zijn. Maar Rieder en Kenworth hebben verklaard dat ze denken dat dit het gevolg kan zijn van een catastrofale gebeurtenis - zoals een enorme botsing - waardoor de ringen (of de planeet) de draairichting veranderden.
Hun resultaten gaven ook aan dat een retrograde ringsysteem verduisteringen mogelijk zou maken, zoals die in 2007 werden waargenomen. Hoewel de kans bestond dat deze door een ander object zouden worden veroorzaakt, suggereerden de resultaten anders. 'De kans daarop is minimaal', zei Rieder. "Ook is de snelheid gemeten met eerdere waarnemingen misschien niet juist, maar dat zou heel vreemd zijn, omdat die metingen zeer nauwkeurig zijn."
In de toekomst hopen Rieder en Kenswoth de mysteries van deze ringformatie nader te onderzoeken. Dit zal omvatten hoe het zich in de eerste plaats had kunnen vormen en hoe het zich in de loop van de tijd heeft ontwikkeld. Hun studie is geaccepteerd voor publicatie in het tijdschrift Astronomie en astrofysica en online te bekijken op arXiv.
