في عام 2007 ، لاحظ علماء الفلك سلسلة كسوف غير عادي قادم من نجم 420 سنة ضوئية من الأرض. في عام 2012 ، استنتج فريق من اليابان وهولندا أن هذه الظاهرة كانت بسبب وجود كوكب خارجي كبير - مخصص J1407b - مع نظام حلقي ضخم يدور حول النجم. منذ ذلك الحين ، تم العثور على العديد من الاكتشافات المدهشة.
على سبيل المثال ، في عام 2015 ، خلص الفريق نفسه إلى أن نظام الحلقات أكبر وأثقل بمائة مرة من نظام زحل (وقد يتم نحته بالمثل بواسطة exomoons). وفي أحدث دراساتهم ، أظهروا أن هذه الحلقات العملاقة قد تستمر لأكثر من 100000 سنة ، بافتراض أن لها مدارًا نادرًا وغير عادي حول كوكبها.
في عملهم السابق ، قرر Rieder و Kenworth أن نظام الحلقات حول J1407b يتكون من حوالي 37 حلقة تمتد إلى مسافة 0.6 AU (90 مليون كيلومتر) من الكوكب. وقدروا أيضًا أن هذه الحلقات تبلغ 100 ضعف كتلة قمرنا - 7342 تريليون تريليون طن متري. ما هو أكثر من ذلك ، في حين أن وجود J1407b لم يتم تأكيده بعد ، إلا أنهم تمكنوا من استبعاد إمكانية وجود مدار دائري حول النجم.
ونتيجة لذلك ، كانت هناك شكوك في إمكانية وجود مثل هذا النظام الدائري. بالنظر إلى حقيقة أن الكوكب يقترب بشكل دوري من نجمه ، سيعاني نظام الحلقة من اضطراب الجاذبية. لذلك ، شرع ستيفن ريدر (من معهد RIKEN في اليابان) وماثيو كينورث (من جامعة ليدن في هولندا) في تقييم المدة التي يمكن أن يظل فيها النظام الدائري مستقرًا.
من أجل دراستهم ، بعنوان "قيود على حجم وديناميكيات نظام الحلقة J1407b" ، أجروا سلسلة من المحاكاة باستخدام إطار بيئة البرامج الفلكية متعددة الأغراض (AMUSE). في النهاية ، أظهرت نتائجهم أن هيكل الحلقة مع فترة مدارية 11 سنة ومدار رجعي يمكن أن يعيش ما لا يقل عن 10000 مدارات.
وبعبارة أخرى ، فإن نظام الحلقات الذي افترضوا أنه سيعود في عام 2012 يمكن أن يدوم 110،000 سنة. كما أوضح Rieder (المؤلف الرئيسي على الورقة) في بيان ، كانت النتائج مفاجئة ، ولكن حدث لتناسب الحقائق:
"النظام مستقر فقط عندما تدور الحلقات عكس الطريقة التي يدور بها الكوكب حول النجم. قد يكون الأمر بعيد المنال: حلقات ضخمة تدور في الاتجاه المعاكس ، لكننا الآن حسبنا أن نظام الحلقة "العادي" لا يمكن أن يستمر.
إن الكيفية التي يمكن أن يحدث بها مثل هذا النظام الدائري هو لغز ، لأن أنظمة الحلقة الرجعية غير شائعة تمامًا. لكن ريدر وكينورث صرحا أنهما يعتقدان أنه قد يكون نتيجة حدث كارثي - مثل الاصطدام الهائل - الذي تسبب في تغيير الحلقات (أو الكوكب) في اتجاه دورانها.
أشارت نتائجهم أيضًا إلى أن نظام الحلقة الارتجاعية سيسمح بالكسوف ، مثل ذلك الذي تمت ملاحظته في عام 2007. في حين أن هناك احتمالًا لحدوث هذه الأشياء بسبب شيء آخر ، فقد اقترحت النتائج خلاف ذلك. قال ريدر "فرصة ذلك ضئيلة". "أيضًا ، قد لا تكون السرعة المقاسة بالملاحظات السابقة صحيحة ، لكن ذلك سيكون غريبًا جدًا ، لأن هذه القياسات دقيقة للغاية."
في المستقبل ، يأمل Rieder و Kenswoth في التحقيق في أسرار هذه الحلقة بشكل أوثق. سيشمل ذلك كيف يمكن أن تكون قد تشكلت في المقام الأول ، وكيف تطورت بمرور الوقت. تم قبول دراستهم للنشر في المجلة الفلك والفيزياء الفلكية ويتم عرضها عبر الإنترنت في arXiv.
