Wenn Planetenringe erhalten bleiben, indem man innerhalb der Roche-Grenze bleibt, wie kommt es dann, dass sich die Ringe von J1407b so weit ausdehnen? Sicherlich sollten die Gravitations- und Gezeitenkräfte niedrig genug sein, um die Bildung eines Mondes zu ermöglichen.
Es gibt einige Möglichkeiten, wie ein gigantisches Ringsystem außerhalb der Roche-Grenze möglich sein könnte. Ringsysteme können sich weit über die Roche-Grenze hinaus erstrecken, wenn sie sehr schwach oder sehr jung sind. Ein schwaches/leichtes Ringsystem hat nicht genug Masse, um sich zu verschmelzen, und ein junges System hat möglicherweise nicht genug Zeit. Junge kleine Monde mit viel innerer Bildungswärme können ebenfalls vulkanisch aktiv sein und ein Ringsystem speisen.
Saturns E-Ring liegt weit außerhalb seiner Roche-Grenze.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Saturn%27s_Rings_PIA03550.jpg
Die wahrscheinlichste Erklärung für seine riesigen und sehr dichten Ringe ist jedoch, dass J1407b sehr jung ist und ein Großteil seines Ringsystems wahrscheinlich mit der Zeit zu Monden verschmelzen wird. Die Unterbrechungen in seinem Ringsystem deuten darauf hin, dass einige Monde bereits Wege in seinen Ringen freimachen.
Seine Masse ist auch sehr bedeutend. Es ist zwar schwer abzuschätzen, aber es wird angenommen, dass es eine Masse von etwa 10-40 Jupitern hat. Quelle . Das würde ihm eine Masse im Bereich von 33 bis 130 Saturns und eine Roche-Grenze von etwa dem 3- bis 5-fachen (Kubikwurzel der Masse) Abstand zum Saturnzentrum geben, vielleicht dem 6- bis 10-fachen Abstand von der Oberfläche. Da sein Ringsystem etwa 200-mal so groß ist wie die Ringe des Saturn, würde die Masse allein einen Teil davon nicht erklären. Höchstwahrscheinlich handelt es sich um eine Kombination aus einem sehr massereichen Planeten/vielleicht einem braunen Zwergstern und einer jungen Pflanze/einem jungen Stern mit einem Satellitensystem, das sich noch in Formation befindet.
Es könnte auch ein sehr starkes Magnetfeld im Spiel sein, das verhindert, dass sich die Ringtrümmer zu Satelliten formen, aber das ist nur eine Spekulation meinerseits.
Es gibt eigentlich zwei Hauptwege, um Ringe zu bilden, die ich den Bottom-up- und den Top-down-Ansatz nennen werde.
Beim Bottom-up-Ansatz bewegt sich ein Mond oder ein anderer Körper innerhalb der Roche-Grenze des Planeten und wird von den Gezeitenkräften auseinandergerissen. Die resultierenden Partikel setzen sich dann in einer Ebene ab und breiten sich um den Planeten aus, bis ein Ring von ungefähr gleichmäßiger Dichte entsteht. Im Laufe der Zeit kann sich der Ring auflösen und auflösen, oder er kann größer werden, wenn mehr Satelliten in der Nähe des Planeten zerstört werden.
Beim Top-Down-Ansatz geht es um Material, das vom Anfang des Planetensystems übrig geblieben ist. Planeten, Monde und andere Körper bilden sich früh im Leben eines Systems aus der protoplanetaren Scheibe und verschmelzen aus kleineren Fragmenten. Massivere Objekte, die reich an flüchtigen Stoffen sind, werden größer und werden zu Gasriesen. Sie dominieren dann weiter ihren Teil des Planetensystems und können mehr Materie ansammeln, nachdem sie sich gebildet haben. Diese Materie kann einen großen Ring um den Planeten bilden, ohne dass Satelliten benötigt werden.
Dies ist die aktuelle Hypothese darüber, wie sich die Ringe von J1407b gebildet haben. Kenworthy & Mamajek (2015) schreiben
Diese Sonnenfinsternis und dieses Modell implizieren, dass wir eine zirkumplanetare Scheibe sehen, die einen dynamischen Übergang zu einer von Exosatelliten geformten Ringstruktur durchläuft, die eine der ersten außerhalb unseres Sonnensystems ist.
Diese zirkumplanetare Scheibe ist wahrscheinlich ein Überbleibsel der ursprünglichen protoplanetaren Scheibe des Systems. Es kann auch zur Bildung eines Exomonds führen.
