Een team van onderzoekers in Japan heeft de twee ringen rond Chariklo gemodelleerd, het kleinste lichaam in het zonnestelsel waarvan bekend is dat het ringen heeft (Figuur 1). Dit is de eerste keer dat een volledig ringsysteem is gesimuleerd met realistische afmetingen voor de ringdeeltjes, terwijl ook rekening wordt gehouden met botsingen en zwaartekrachtinteracties tussen de deeltjes. De simulatie van het team onthulde informatie over de grootte en dichtheid van de deeltjes in de ringen. Door voor het eerst zowel de gedetailleerde structuur als het globale beeld te beschouwen, het team ontdekte dat de binnenring van Chariklo zonder hulp onstabiel zou moeten zijn. Het is mogelijk dat de ringdeeltjes veel kleiner zijn dan voorspeld of dat een onontdekte herderssatelliet rond Chariklo de ring stabiliseert.

Om de gedetailleerde structuur en evolutie van Chariklo's ringen op te helderen, Dr. Shugo Michikoshi (Kyoto Women's University/University of Tsukuba) en Prof. Eiichiro Kokubo (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ) simulaties van de ringen uitgevoerd met behulp van de supercomputer ATERUI bij NAOJ. Ze berekenden de bewegingen van 345 miljoen ringdeeltjes met een realistische grootte van enkele meters, rekening houdend met de inelastische botsingen en onderlinge zwaartekrachten tussen de deeltjes. Dankzij de vele CPU's van ATERUI en het kleine formaat van Chariklo's ringsysteem, de onderzoekers hebben met succes de allereerste wereldwijde simulatie uitgevoerd met deeltjes van realistische grootte.

Hun resultaten laten zien dat de dichtheid van de ringdeeltjes minder moet zijn dan de helft van de dichtheid van Chariklo zelf. Hun resultaten toonden ook aan dat een gestreept patroon, bekend als "zelf-zwaartekracht ontwaakt, " vormt zich in de binnenste ring als gevolg van interacties tussen de deeltjes (Figuur 2). Deze wakes van eigen zwaartekracht versnellen het uiteenvallen van de ring. Het team herberekende de verwachte levensduur van Chariklo's ringen op basis van hun resultaten en ontdekte dat het slechts 1 tot 100 jaar, veel korter dan eerdere schattingen. Dit is zo kort dat het verrassend is dat de ring er nog is.

Het onderzoeksteam suggereerde twee mogelijkheden om het voortbestaan ​​van de ring te verklaren. "Kleine ringdeeltjes is een mogelijkheid. Als de grootte van de ringdeeltjes slechts enkele millimeters is, de ringen kunnen 10 miljoen jaar worden onderhouden. Een andere mogelijkheid is het bestaan ​​van een onontdekte herderssatelliet die het oplossen van de ringen vertraagt", legt prof. Kokubo uit.

Dr. Michikoshi voegt toe, "De interactie tussen de ringen en een satelliet is ook een belangrijk proces in de ringen van Saturnus. Om het effect van een satelliet op de ringstructuur beter te begrijpen, we zijn van plan een nieuw model te bouwen voor de vorming van Chariklo's ringen."

Ringsystemen, zoals de iconische ringen rond Saturnus en Uranus, zijn samengesteld uit deeltjes van centimeters tot meters groot. Tot nu, de moeilijkheid om de banen en onderlinge interacties van al deze deeltjes te berekenen, had pogingen om ringen te bestuderen door middel van computersimulaties in de war gebracht. Eerdere onderzoekers hebben ofwel slechts een deel van een ringsysteem gesimuleerd waarbij ze de algehele structuur negeerden, of gebruikte onrealistisch grote deeltjes en negeerde de gedetailleerde structuren.

In 2014, twee ringen, gescheiden door een opening, werden ontdekt rond Chariklo, de grootste bekende centaur. Centauren zijn kleine lichamen die tussen Jupiter en Neptunus zwerven. Hoewel Chariklo slechts honderden kilometers groot is, de ringen zijn net zo ondoorzichtig als die rond Saturnus en Uranus. Zo bood Chariklo een ideale kans om een ​​compleet ringsysteem te modelleren.