مریم المعتمد از مرکز اخترفیزیک و علوم سیاره‌ای کرنل و یکی از نویسندگان این پژوهش می‌گوید: «حلقه‌ها پیرامون کیوان، مشتری، نپتون و اورانوس دیده می‌شوند، ولی در چند سال گذشته حلقه‌هایی به گرد هائومیا و چاریکلو هم یافته شده که از این نظر به عنوان نخستین اجرام حلقه‌دار کوچک شناخته می‌شوند، و به گمان ما رواج حلقه‌ها در منظومه شمسی بسیار بیشتر از چیزیست که پنداشته می‌شود. برای اجرام کوچک چاریکلو و هائومیا، گرانش است که حلقه‌هایشان را چوپانی می‌کند [سر جا نگه می‌دارد]. نیروی گرانش به دلیل بی‌نظمی‌های این اجرام، حلقه‌هایشان را محدود و یک جا نگه داشته.»

تا امروز به طور معمول در ادبیات علمی فرض بر این بوده که برای سیاره‌های بزرگ، آنچه پیکره‌ی حلقه‌هایشان را حفظ کرده و جلوی پخش شدن و ناپدید شدن آنها را می‌گیرد گشتاورهای گرانشیِ ماه‌های چوپان آنهاست. ولی این پژوهش نشان می‌دهد که یک ناهنجاری مکان‌نگاشتی (توپوگرافیک)، مانند یک کوه، در اجرام می‌تواند نقشی مانند نقش گرانشی یک “ماه” (قمر) بازی کرده و حلقه‌ها را یکپارچه نگه دارد.

گَشتاوَر نیرو یا گشتاور چرخشی یعنی عاملی که باعث حرکت دورانی در جسم می‌شود. همانگونه که نیرو باعث حرکت جسم می‌شود؛ (قانون دوم نیوتون: F=ma)، گشتاور وارد بر جسم نیز باعث چرخش جسم می‌شود.

عارضه‌نگاری یا توپوگرافی (به یونانی: topo – τόπος : «مکان» و γράφω graphia : «نوشتن»)، به تحقیق بر روی شکل سطح زمین، ویژگی‌های سیارات، بدن انسان و … به وسیله تصویر برداری یا نقشه‌برداری صورت می‌گیرد. همچنین در این روش علمی شرحی برای تحقیق از سطح مورد نظر و ویژگی‌های آن سطح همراه با توصیف آن در نقشه به کار می‌رود.

در معنای وسیعتر، از مکان‌نگاری به‌طور کلی می‌توان برای نمایش جزئیات محلی، نه تنها نمایش برجستگی‌ها بلکه نمایش گستره گیاهی، عوارض طبیعی و اجسام و ویژگی‌های ساخته شده توسط انسان و حتی نمایش جزئیات مکانهای تاریخی و فرهنگی استفاده کرد.

افزون بر گرانش، اجرام سریع-چرخانی که بازآوایی (رزنانس) ویژه‌ای پدید می‌آورند هم می‌توانند جلوی پخش و پراکنده شدن و ناپدید شدن حلقه‌ها را بگیرند. در فیزیک، بازآوایی یا رزونانس یا تشدید عبارت است از تمایل سیستم به نوسان با بیشینه دامنه در فرکانس‌هایی خاص که به آنها فرکانس رزونانس یا فرکانس تشدید گویند. در چنین فرکانس‌هایی انرژی ارتعاشی در جسم ذخیره می‌شود و در نتیجه نیرویی کوچک و متناوب می‌تواند باعث حرکتی نوسانی با دامنه بزرگ شود.

تصویر فضاپیمای کاسینی از پرومته (سمت راست)، ماه کیوان، که حلقه‌ی F این سیاره را چوپانی می‌کند و آن را مانند گله‌ای که در پی شبان می‌رود کنار خود نگه می‌دارد.

پرومته یکی از قمرهای داخلی زحل است این قمر در سال ۱۹۸۰ و توسط وویجر ۱ کشف شد. نام آن برگرفته از پرومته اسطوره یونانی است.

چاریکلو یک سیارک سنگی کوچک میان کیوان و اورانوس است. این جرم قطری نزدیک به ۳۰۲ کیلومتر دارد و ۶۳ سال زمان می‌برد تا مدارش به گرد خورشید را کامل کند. به گفته‌ی ناسا، چاریکلو بزرگ‌ترین جرم در رده‌ی سیارک‌های سنتاور (سنتور) است. سانتورها (به فرانسوی: Centaur) اجرام آسمانی هستند که بین مشتری و نپتون گردِ خورشید می‌گردند. مدارشان ناپایدار است و ممکن است مدار سیارات بیرونی را قطع کند یا نکند.

ستاره‌شناسان تا به امروز مطمئن نبودند که آیا سانتورها سیارک‌هایی هستند که از بخش‌های درونی منظومهٔ شمسی به این سو پرتاب شده‌اند یا ستارگان دنباله‌داری هستند که از نقاط دوردست به سوی خورشید در حرکتند. این اجرام به خاطر ماهیت دوگانه‌ای که دارند سانتور یا قنطورس (نیم‌اسب) نام گرفته‌اند که نام جانوری در افسانه‌های یونان است که بالاتنه‌شان مانند انسان و چهار پایشان مانند اسب است.

نتایج بررسی‌های ناسا نشان می‌دهد که در حدود دوسوم سانتورها از منشأ ستارگان دنباله‌دار‌ند و از نقاط دوردست بیرونی و منجمد منظومهٔ شمسی آمده‌اند. هنوز مشخص نیست که آیا یک‌سوم باقی‌ماندهٔ آنها از سیارک تشکیل شده است یا خیر.

هائومیا یک جرم “ترا-نپتونی” است، یعنی در مسیرش مدار نپتون را قطع می‌کند [در بخشی از مسیرش، از نپتون به خورشید نزدیک‌تر می‌شود]. بزرگی آن تقریبا به اندازه‌ی پلوتوست و پیکره‌ای مانند یک توپ تخت (کره‌ی لهیده) با قطر ۶۲۰ کیلومتر دارد. این جرم در کمربند کویپر، منطقه‌ای در آن سوی مدار نپتون جای دارد. هائومیا که سال ۲۰۰۴ یافته شده بود، هر سالش برابر با ۲۸۵ سال زمین است.

کمربند کویپر، (به انگلیسی: Kuiper Belt)، نخستین‌بار توسط اخترشناس هلندی تبار، جرارد کویپر عنوان شد؛ وی بر پایهٔ مدار برخی از دنباله‌دارهای شناخته‌شده و وجود اجرامی مانند سیارهٔ کوتولهٔ پلوتون باور داشت که کمربندی از اجرام دنباله دار مانند در ورای مدار نپتون وجود دارند. ۲۰ سال پس از مرگ او نخستین جرم کمربند کویپر در فاصله ۴۲ واحد نجومی از خورشید شناخته شد. این جرم به قطر ۲۴۰ کیلومتر با نام ۱۹۹۲QB۱ نامگذاری شد.

از آن زمان تاکنون بیش از ۸۰۰ جرم دیگر در کمربند کویپر یافته شده‌است. گمان می‌شود حداقل ۳۵۰۰۰ جهان یخ زده با قطری بیش از ۱۰۰ کیلومتر در این منطقه وجود داشته باشند و شاید ده‌ها بار بیش از این، اجرام کوچک‌تری در کمربند کویی پر پنهان از دید ما باشند. کل جرم موجود در کمربند کویپر باید چند صد برابر جرم موجود در کمربند سیارک‌ها که در میان مدار مریخ و مشتری است باشد.

از جمله اجسامی که در این کمربند هستند می‌توان اریس و پلوتون را نام برد. (ریشه این کلمه هلندی است با تلفظ کایپر، اما خود جرارد کویپر که دانشمندی هلندی آمریکایی بود ترجیح می‌داد این کلمه با تلفظ آمریکایی، کویپر خوانده شود.)

جسم فرانپتونی (به انگلیسی: Trans-Neptunian object)، یا TNO، به اجرامی گفته می‌شود که در مدارهای دورتر از فاصلهٔ میانگین نپتون تا خورشید به دور خورشید در حال گردش باشند. نخستین جسم فرانپتونی کشف‌شده، پلوتو بود که در سال ۱۹۳۰ کشف شد. تاکنون ۱۲۰۰ جسم فرانپتونی کشف شده‌است.

در کیوان، حلقه‌ها مانند گله‌هایی توسط ماه‌های کوچک چوپانی شده و سر جایشان می‌مانند. ولی در چاریکلو، ناهنجاری‌های پیکره‌ی سنگی‌اش (از جمله یک “کوه” بزرگ روی آن) حلقه‌ها را درست در آن سوی “حد روش” نگه می‌دارد- حد روش ناحیه‌ای نادیدنی پیرامون اجرام کیهانیست که اجرام در آن با نیروی گرانش به سوی جرم دیگر کشیده شوند- بیرون از آن نه.

حد روش (با تلفظ /ʁoʃ/) به کمترین فاصلهٔ بین یک قمر که فاقد استحکام کششی است — یعنی تنها به واسطهٔ نیروی گرانش خودش منسجم مانده — و یک جسم سماوی دیگر گفته می‌شود که موجب فروپاشی قمر نگردد. فروپاشی قمر به علت نیروی کشندی حاصل از جسم سماوی دوم و بیشترشدن آن از جاذبهٔ خودی قمر رخ می‌دهد. ماهواره‌ها (قمرهای مصنوعی) کوچکتر از آن هستند که متحمل نیروی کشندی قابل توجهی شوند. اگر قمر و سیاره (جرم سماوی اصلی) دارای چگالی یکسانی باشند، حد روش حدود ۲٫۵ برابر شعاع سیاره تخمین زده می‌شود. این حد نخستین بار توسط اخترشناس فرانسوی ادوارد روش (۱۸۲۰–۱۸۸۳ میلادی) محاسبه شد.

معتمد می‌گوید: «در چاریکلو، این بی‌نظمی‌های پیکره‌اش است که حلقه‌ها را یکپارچه و محدود نگه داشته. در هائومیا، بسیار تخت بودنِ آن چنین کاری را انجام می‌دهد.» گزارش این پژوهش در نشریه‌ی نیچر آسترونومی منتشر شده است.

منبع sciencedaily، برگرفته از یک ستاره در هفت آسمان