Wawasan baru tentang cincin misteri Haumea

Konsep artis mengenai cincin Haumea kerana ia mungkin muncul dari permukaan planet kerdil. Imej melalui Sylvain Cnudde / SIGAL / LESIA / Observatoire de Paris.

Ia bukan hanya planet terbesar dalam sistem suria kita yang mempunyai cincin; sesetengah badan sistem solar yang lebih kecil diketahui mempunyai cincin juga, termasuk planet kerdil yang dipanggil Haumea, yang mengorbit di Kuiper Belt, biasanya lebih jauh dari matahari berbanding Pluto. Sebenarnya, Haumea adalah objek cincin yang paling jauh diketahui dalam sistem suria kita, setakat ini. Ahli astronomi menemui cincin Haumea pada tahun 2017. Cincin begitu lemah sehingga kita dapat menyimpulkan kehadiran mereka hanya apabila mereka melangkah di hadapan bintang yang lebih jauh, sementara menghalang cahaya bintang dari pandangan. Jadi, anda boleh bayangkan cincin ini sukar untuk dipelajari. Kini, kajian baru oleh saintis di Brazil memberikan beberapa pandangan baru. Othon Cabo Winter mengetuai kajian itu, yang menawarkan petunjuk tentang bagaimana cincin itu terbentuk dan bagaimana ia tetap berada di orbit pekeliling stabil yang bagus di sekitar badan planet kecil ini.

Kajian itu diumumkan oleh Agência FAPESP (sebuah agensi berita elektronik yang merupakan sebahagian daripada Yayasan Penyelidikan São Paulo) pada 8 Mei 2019. Ia telah diterbitkan pada 7 Februari di Notis Bulanan Persatuan Astronomi Diraja .

Penemuan pada tahun 2017 menunjukkan bahawa orbit cincin di sekitar Haumea adalah berhampiran dengan rantau resonans 1: 3. Jika ia adalah resonans yang sempurna, ia akan bermakna zarah-zarah di gelanggang membuat satu orbit mengelilingi Haumea untuk setiap tiga kali planet kerdil berputar. Menurut kertas baru, resonans orbital tertentu Haumea memerlukan tahap eksentrisitas: penyimpangan dari perpaduan yang sempurna dalam orbit gelang '.

Ini adalah teka-teki sejak cincin kelihatan sangat sempit dan agak bulat. Para penyelidik mengetahui ada orbit lain yang mungkin - stabil, bulat dan berkala (iaitu, mengulangi dari masa ke masa) - di rantau yang sama dengan cincin. Ternyata, zarah cincin bergerak pada orbit yang stabil, bulat, orbit dekat dengan - tetapi tidak dalam - resonans.

Konsep artis. Haumea mempunyai diameter 905 batu (1, 456 km), kurang daripada separuh diameter Marikh. Ia mempunyai bentuk bujur yang menjadikannya dua kali lebih lama kerana ia luas. Ia mengambil masa 284 tahun untuk mengelilingi matahari sekali. Bersama dengan cincin yang luar biasa, Haumea juga mempunyai 2 bulan kecil, bernama Hi aka dan Namaka oleh ahli astronomi duniawi. Imej melalui NASA / AginfoN FAPESP.

Dalam erti kata lain, menurut Othon Cabo Winter, kenyataan bahawa cincin itu sempit dan praktikal bulat menghalang tindakan oleh resonans. Jadi zarah dalam cincin tidak membuat satu orbit sekitar Haumea untuk setiap tiga putaran planet kerdil ... tidak tepat. Winter mengulas:

Kajian kami bukanlah pemerhatian. Kami tidak mengamati cincin secara langsung. Tiada siapa yang pernah ada.

Bahkan, cincin itu terlalu "jauh, " katanya, dilihat oleh pemerhatian di Bumi. Jarak purata antara Haumea dan matahari ialah 43 kali jarak antara Bumi dan matahari. Itu berbeza dengan jarak purata Pluto sebanyak 39.5 kali jarak Bumi-matahari. Musim sejuk terus:

Kajian kami adalah pengkomputeran sepenuhnya. Berdasarkan simulasi menggunakan data yang ada pada Haumea dan cincin, tertakluk kepada Undang-undang gravitasi Newton, yang menggambarkan usulan planet-planet, kami menyimpulkan bahawa cincin itu tidak berada di rantau ruang itu karena 1: 3 resonans tetapi disebabkan oleh keluarga orbit berkala yang stabil.

Tujuan utama penyelidikan kami adalah untuk mengenal pasti struktur cincin Haumea dari segi lokasi dan saiz kawasan stabil. Kami juga ingin mencari sebab kewujudan cincin itu.

Foto Haumea dan dua bulannya - kira-kira pandangan terbaik yang ada di Bumi - yang diambil oleh Balai Cerap Keck di Hawaii pada tahun 2005. Imej melalui CalTech / Mike Brown et al.

Ahli astronomi menemui Haumea pada tahun 2004. Ia diklasifikasikan sebagai objek trans-Neptunus (TNO), sekumpulan planet kerdil dan badan-badan berbatu kecil yang lain mengelilingi orbit Neptunus. Ia begitu jauh, ia mempunyai suhu permukaan tulang-penyejukan kira-kira -369 darjah Fahrenheit (-223 darjah Celsius). Pada kira-kira 905 batu (1, 456 km), ia tidak cukup besar untuk mempunyai bentuk sfera yang bagus, jadi ia kelihatan seperti telur atau bola sepak Amerika. Ia berputar lebih cepat daripada badan keseimbangan lain yang diketahui dalam sistem solar, menyelesaikan satu putaran dalam masa kurang daripada empat jam. Ia dianggap sebahagian besar daripada batu, dengan lapisan nipis permukaan yang nipis. Haumea secara rasmi diklasifikasikan sebagai planet kerdil pada tahun 2008, dan dinamakan sempena dewi kesuburan Hawaii dan melahirkan anak.

Tidak lama selepas penemuannya, Haumea mempunyai satu lagi kejutan untuk para astronom ... dua bulan! Ahli astronomi yang menggunakan salah satu teleskop Observatorium WM Keck di Mauna Kea di Hawaii menemui bulan Haumea pada tahun 2005. Bulan-bulan, Namaka dan Hi'iaka, dinamakan selepas anak perempuan Haumea dalam mitos Hawaii. Hi'iaka adalah bulan yang lebih besar, dengan diameter kira-kira 193 batu (310 km), manakala Namaka adalah kira-kira 106 batu (170 km) di seluruh. Para saintis berfikir mereka terbentuk dari perlanggaran antara Haumea dan satu lagi badan berbatu di masa lalu. Perlanggaran ini juga akan menyumbang kadar putaran Haumea yang cepat. Ia juga mungkin mengambil kira cincin.

Pada satu masa, Saturnus adalah satu-satunya badan dalam sistem solar yang diketahui mempunyai cincin. Dan cincin yang hebat, pada masa itu. Tetapi sejak itu, kita telah mengetahui bahawa Musytari, Uranus dan Neptunus mempunyai sistem cincin juga. Jadi semua gergasi gas dan ais di sistem suria kita mempunyai cincin, walaupun tidak ada yang lain yang mempesonakan seperti Saturnus. Malah beberapa asteroid - Chariklo dan Chiron - kini diketahui atau disyaki mempunyai cincin.

Dan, tentu saja, Haumea telah diketahui sejak 2017 untuk memiliki sistem cincin tersendiri. Walaupun cincin Haumea sangat sukar untuk belajar dari Bumi, saintis menguruskan untuk mengkaji. Kajian baru dari Brazil sepatutnya membantu saintis memahami bagaimana cincin Haumea terbentuk dan apa yang menyimpannya di orbit pekeliling yang stabil di sekeliling badan planet kecil ini.

Perbandingan saiz Haumea dan bulan-bulannya dengan beberapa TNO lain, termasuk Pluto. Imej melalui NASA / Lexicon.

Bottom line: Planet kerdil yang sangat terpencil dan menarik Haumea diketahui mempunyai cincin dan bulan. Satu kajian baru menunjukkan bagaimana cincin Haumea membentuk dan mengekalkan bentuk bulat hampir sempurna.

Sumber: Di lokasi cincin di sekitar planet kerdil Haumea

Melalui Agência FAPESP