J1407b ja sen renkaat

Jättimäiset renkaat eksoplaneetalla – tällainen on Super-Saturnus

Tähti nimeltä J1407 on Kentaurin tähtikuviossa noin 420 valovuoden päässä sijaitseva nuori tähti, jolla on varsin jännä kiertolainen: eksoplaneetta, jonka massiivinen rengassysteemi saa oman Aurinkokuntamme rengaskuningatar Saturnuksen näyttämään hassulta kääpiöltä. Ei ihmekään, että tätä J1407b -planeettaa on kutsuttu Saturnukseksi steroideilla.

J1407 ja sitä kiertävä J1407b eivät ole mikään uusi tuttavuus. Eksoplaneetan löysi Rochesterin yliopiston Eric Mamajekin johtama ryhmä vuonna 2012, ja silloin he myös havaitsivat J1407b:n omituiset pimentymiset. Ainoa selitys omituisiin valonvaihteluihin oli epätavallisen suuri rengassysteemi planeetan ympärillä.

Mamajek joukkoineen on tutkinut sitä sen koommin ja julkaissut säännöllisin välein uusia löytöjään sekä päätelmiään tästä Super-Saturnuksesta.

Itse planeettaa ei tunneta hyvin tarkasti, mutta sen arvioidaan olevan massaltaan 16 – 26 kertaa Jupiterin massa ja kiertää tähtensä noin vuosikymmenessä. On myös mahdollista, että kyseessä olisi ruskea kääpiö, eli ikään kuin suutariksi jäänyt tähti.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

Sen jännittävä rengassysteemi on säteeltään jopa 90 miljoonaa kilometriä, eli noin 200 kertaa suurempi kuin Saturnuksella.

Valonvaihteluiden avulla on voitu päätellä, että renkaissa on vyöhykkeitä samaan tapaan kuin Saturnuksella, ja renkaissa on ainakin yksi kookkaampi aukko: se on noin 61 miljoonan kilometrin päässä planeetan keskustasta ja sen saanee aikaan hieman maapalloa kevyempi planeettaa kiertävä kuu.

Uutta: renkaat kiertävät "väärään" suuntaan

J1407b on nyt ajankohtainen jälleen siksi, että japanissa supertietokoneiden parissa työskentelevä Steven Rieder ja Leidenin observatoriossa, Alankomaissa, oleva Matthew A. Kenworthy julkaisivat juuri planeettaa koskevan kiinnostavan tutkimuksen Astronomy & Astrophysics -lehdessä.

Heidän tutkimuksensa perustuu jännittävään simulaatioon tilanteesta, missä J1407b tulee radallaan lähelle tähteä, kuten tapahtuu aina välillä. Aiemmin oli arvioitu, että tähden pitäisi hajottaa renkaat vetovoimallaan, mutta simulaatio osoittaa, että näin ei tapahdu, jos renkaat kiertävät planeettaansa vastakkaiseen suuntaan kuin planeetta kiertää tähteään.

Tämä on varsin harvinaista, sillä kaikki planeettoja kiertävät kappaleet asettuvat normaalisti kiertämään niitä samaan suuntaan kuin planeetta kiertää keskustähteään. Ongelmana onkin nyt se, miten ihmeessä renkaat ovat voineet kääntyä kiertämään "väärään" suuntaan planeettaansa. 

Renkaat eivät ole suinkaan yksi kiinteä kappale planeetan ympärillä, vaan koostuvat miljoonista eri kokoisista kappaleista, pölystä ja erilaisista hitusista, jotka ovat asettuneet kuiden paimentamana renkaan muotoon. 

Yksi vaihtoehto on se, että jossain vaiheessa planeettaan on törmännyt jokin suuri kappale, joka olisi saanut aikaan päinvastaisen pyörimisen. Samalla törmäyksessä olisi sinkoontunut avaruuteen ainetta, joka on muodostanut jättirenkaat.

Alla on kaksikon tekemä animaatio renkaan käyttäytymisestä silloin, kun se kiertää "oikeaan" ja "väärään" suuntaan.

Juttua on muutettu kohdassa, missä renkaiden kokoa verrattiin Saturnuksen renkaisiin. Alkuperäisessä jutussa vertauskohtana oli Saturnuksen renkaiden tihein osa, mutta nyt huomioon on otettu myös heikommat renkaiden osat aina ns. E-renkaaseen saakka.