כירון — אסטרונומים מגלים טבעות הנוצרות סביב גוף קרחוני כירון

אסטרונומים ערכו תצפית פורצת דרך של טבעות הנוצרות סביב גוף שמיימי קרחוני הידוע ככירון. זהו הפעם הראשונה שבה מדענים ראו מערכת טבעות בתהליך היווצרות, שמורכבת מארבע טבעות מובחנות וחומר דועך המקיף את האובייקט הקטן הזה המקיף את השמש בין שבתאי לאורנוס.

• פריירה ציין, “מגוון זה מזכיר לנו כי יצירת טבעות אינה מוגבלת לכוכבי לכת גדולים. זהו תהליך אוניברסלי שיכול להתרחש בכל מקום שבו מתקיימות התנאים הפיזיים המתאימים.”
• פריירה סיכם, “אנו יכולים לשחזר את הצורה והסביבה סביב האובייקט בדיוק בקנה מידה של קילומטרים.”

כירון: גוף שמימי ייחודי

כירון מסווג כקנטאור, סוג של גוף שמיימי המפגין תכונות של שני אסטרואידים ושביטים. מסומן רשמית כ"(2060) כירון", קוטרו כ-200 קילומטרים (125 מייל) ומשך הזמן להקפה אחת מלאה סביב השמש הוא כ-50 שנים. גוף מעניין זה ממוקם במערכת השמש החיצונית, בין צדק לנפטון, ומורכב בעיקר מסלע, קרח מים, ומרכיבים אורגניים מורכבים.

תצפיות וגילויים אחרונים

מאז גילויו ב-1977, כירון נצפה לסירוגין, כאשר אסטרונומים היו מודעים מזה זמן מסוים לחומר המקיף אותו. עם זאת, מחקר חדש סיפק את הנתונים הברורים ביותר עד כה, עם תצפיות שנערכו ב-2023 במצפה פיקו דוס דיאס בברזיל, בתוספת נתונים משנים קודמות, כולל 2011, 2018 ו-2022.

צוות המחקר גילה כי כירון מוקף בטבעות מוגדרות היטב. שלוש מהטבעות ממוקמות במרחקים של כ-273 קילומטרים (170 מייל), 325 קילומטרים (202 מייל) ו-438 קילומטרים (272 מייל) ממרכז כירון. הטבעת הרביעית, שזוהתה לראשונה, ממוקמת מרחק משמעותי יותר, כ-1,400 קילומטרים (870 מייל) מהמרכז. יציבות הטבעת החיצונית הזו דורשת מחקר נוסף, בעוד שלוש הטבעות הפנימיות קיימות בתוך דיסק אבק המקיף את כירון.

התפתחות בזמן אמת של מערכת הטבעות

באמצעות ניתוח נתונים מתצפיות שונות, החוקרים זיהו שינויים משמעותיים במערכת הטבעות של כירון, מה שמעיד שהמבנים הללו מתפתחים בזמן אמת. כריסטיאן לוסיאנו פריירה, חוקר פוסט-דוקטורט במצפה הלאומי בברזיל ומחבר מוביל של המחקר שפורסם ב-Astrophysical Journal Letters, אמר, "זה מעניק הצצה נדירה לאופן שבו מבנים כאלה נוצרים ומשתנים."

פריירה הסביר כי טבעות כירון מורכבות ככל הנראה בעיקר מקרח מים עם כמויות קטנות של חומר סלעי, בדומה לטבעות הנרחבות של שבתאי. נוכחות קרח המים חיונית ליציבות מערכות טבעות, שכן התכונות הפיזיות שלו יכולות למנוע מהחלקיקים להתלכד לגופים גדולים יותר, כמו ירחים.

פעילות דמוית שביט של כירון

כירון מפגין התנהגות דמוית שביט מדי פעם, בעיקר בפליטת גז ואבק לחלל. באירוע מרשים ב-1993, הוא אף הציג זנב קטן בדומה לזנב של שביטים. החוקרים משערים כי הטבעות ייתכנו שמקורן בחומר שנותר לאחר התנגשות אפשרית שהשמידה ירח קטן של כירון, או מהתנגשויות עם פסולת חללית, או ייתכן אף מהחומר שיוצא מכירון עצמו.

מסקנות להבנת יצירת טבעות

הגילויים לגבי מערכת הטבעות המתפתחת של כירון יש להם השלכות משמעותיות להבנת הדינמיקה של יצירת טבעות וירחים סביב גופים קטנים. על פי ברגה ריבאס, אסטרונום ומחבר שותף של המחקר באוניברסיטה הפדרלית לטכנולוגיה-פאראנה ובמעבדה הבין-מוסדית לאסטרונומיה דיגיטלית בברזיל, “זו מערכת מתפתחת שתעזור לנו להבין את המנגנונים הדינמיים המנהלים את יצירת הטבעות והירחים סביב גופים קטנים, עם השלכות פוטנציאליות לסוגים שונים של דינמיקה של דיסקים ביקום.”

הרחבת הידע על טבעות שמיים

כל ארבעת כוכבי הלכת החיצוניים הגדולים במערכת השמש — צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון — מאופיינים במערכות טבעות, כאשר הטבעות של שבתאי הן הבולטות ביותר. מאז 2014 זוהו טבעות סביב גופים שמימיים קטנים יותר, כשכירון הפך לרביעי הידוע כבעל תכונות כאלה, והצטרף לקנטאור חריקלוה ושני עולמות קרחוניים שמעבר לנפטון, הוואומאה וקוואואר.

פריירה ציין, “מגוון זה מזכיר לנו כי יצירת טבעות אינה מוגבלת לכוכבי לכת גדולים. זהו תהליך אוניברסלי שיכול להתרחש בכל מקום שבו מתקיימות התנאים הפיזיים המתאימים.”

טכניקות לצפייה

צוות המחקר השתמש בשיטת הטלת כוכב כדי לצפות בטבעות כירון. טכניקה זו כללה מעקב אחרי מעבר כירון מול כוכב רחוק, שחסם זמנית את אורו. באמצעות מדידת עמימות אור הכוכבים ממספר מקומות על פני כדור הארץ, הצליחו החוקרים לשחזר בדיוק של קילומטר את צורתו והסביבה המקיפה את כירון.

פריירה סיכם, “אנו יכולים לשחזר את הצורה והסביבה סביב האובייקט בדיוק בקנה מידה של קילומטרים.”