Em 2007, os astrônomos observaram uma série de eclipses incomuns vindos de uma estrela 420 anos-luz da Terra. Em 2012, uma equipe do Japão e da Holanda argumentou que esse fenômeno se devia à presença de um grande exoplaneta - designado J1407b - com um enorme sistema de anéis orbitando a estrela. Desde então, várias descobertas surpreendentes foram feitas.
Por exemplo, em 2015, a mesma equipe concluiu que o sistema de anéis é cem vezes maior e mais pesado que o de Saturno (e pode ser esculpido de maneira semelhante por exótons). E em seu estudo mais recente, eles mostraram que esses anéis gigantes podem durar mais de 100.000 anos, assumindo que eles tenham uma órbita rara e incomum em torno de seu planeta.
Em seu trabalho anterior, Rieder e Kenworth determinaram que o sistema de anéis em torno do J1407b consistia em cerca de 37 anéis que se estendem a uma distância de 0,6 UA (90 milhões de km) do planeta. Eles também estimaram que esses anéis são 100 vezes mais massivos que nossa Lua - 7342 trilhões de trilhões de toneladas. Além disso, embora a existência de J1407b ainda esteja para ser confirmada, eles foram capazes de descartar a possibilidade de haver uma órbita circular ao redor da estrela.
Como resultado, havia dúvidas de que esse sistema de anéis pudesse existir. Dado o fato de que o planeta periodicamente se aproxima de sua estrela, o sistema de anéis sofreria perturbações gravitacionais. Portanto, Steven Rieder (do instituto RIKEN no Japão) e Matthew Kenworth (da Universidade de Leiden, na Holanda) decidiram avaliar por quanto tempo esse sistema de anéis poderia permanecer estável.
Para o estudo, intitulado "Restrições ao tamanho e dinâmica do sistema de anéis J1407b", eles realizaram uma série de simulações usando a estrutura Astrophysical Multi-purpose Software Environment (AMUSE). No final, seus resultados mostraram que uma estrutura em anel com um período orbital de 11 anos e uma órbita retrógrada poderia sobreviver por pelo menos 10.000 órbitas.
Em outras palavras, o sistema de anéis que eles hipotetizaram em 2012 poderia durar 110.000 anos. Como Rieder (o principal autor do artigo) explicou em uma declaração, os resultados foram surpreendentes, mas foram adequados aos fatos:
“O sistema só é estável quando os anéis giram opostos à forma como o planeta orbita a estrela. Pode ser absurdo: anéis maciços que giram na direção oposta, mas agora calculamos que um sistema de anéis 'normal' não pode sobreviver. ”
Como esse sistema de anéis poderia ter surgido é um mistério, pois sistemas de anéis retrógrados são bastante incomuns. Mas Rieder e Kenworth afirmaram que acham que pode ser o resultado de um evento catastrófico - como uma colisão maciça - que fez com que os anéis (ou o planeta) mudassem a direção de sua rotação.
Seus resultados também indicaram que um sistema de anéis retrógrados permitiria eclipses, como o observado em 2007. Embora houvesse alguma chance de serem causados por outro objeto, os resultados sugeriram o contrário. "A chance disso é mínima", disse Rieder. "Além disso, a velocidade medida com observações anteriores pode não estar correta, mas isso seria muito estranho, porque essas medidas são muito precisas."
No futuro, Rieder e Kenswoth esperam investigar mais de perto os mistérios dessa formação de anéis. Isso incluirá como ele se formou em primeiro lugar e como evoluiu ao longo do tempo. Seu estudo foi aceito para publicação na revista Astronomia e Astrofísica e seja visto on-line no arXiv.
