Upptäcktes 2004, Haumea är en dvärgplanet som ligger bortom Plutos bana i en region av solsystemet som kallas Kuiperbältet. Pluto degraderades från kategorin fullfjädrade planeter 2006 på grund av upptäckten av Haumea och andra dvärgplaneter.

Haumea erkändes officiellt som en dvärgplanet 2008. Dess ellipsformade form liknar bollen som används i rugby eller amerikansk fotboll. Den har två månar och en ring. På grund av sin ring, Haumea är en medlem av en grupp av solsystemobjekt som består av planeterna Saturnus, Uranus, Neptunus och Jupiter, samt asteroiderna Chariklo och Chiron, som kretsar mellan Jupiter och Neptunus.

Haumeas ring har aldrig observerats direkt. Dess existens drogs slutsatsen 2017 av en internationell grupp astronomer som gjorde detaljerade mätningar av ljusfluktuationerna när Haumea ockulterade (passerade framför) en stjärna. I rymden, en ockultation uppstår när ett föremål passerar framför ett annat från en observatörs perspektiv.

"Ljuset från stjärnan observerades från jorden när stjärnan ockulterades av Haumea. Dess ljusstyrka minskade när Haumea passerade framför den, gör det möjligt för astronomerna att få information om Haumeas form, sade Othon Cabo Winter, Professor vid São Paulo State University's Engineering School (FE-UNESP) i Guaratinguetá, Brasilien.

"Stjärnans ljus försvann också när ringen passerade framför den, gör det möjligt för dem att få information om ringen också."

Forskarna som upptäckte ringen 2017 föreslog att dess omloppsbana runt Haumea var mycket nära resonansområdet 1:3, vilket innebär att ringpartiklar gör ett varv var tredje gång Haumea roterar.

En ny studie av Winter, Taís Ribeiro och Gabriel Borderes Motta, som tillhör UNESP:s Orbital Dynamics and Planetology Group, visar att en grad av excentricitet skulle krävas för att denna resonans ska verka på ringpartiklarna. Enligt Winter, det faktum att ringen är smal och praktiskt taget cirkulär förhindrar verkan av resonansen. Dock, gruppen identifierade en specifik typ av stall, nästan cirkulär, periodisk bana i samma region som Haumeas ring. En periodisk bana är en bana som upprepas över tiden.

"Vår studie är inte observationsbaserad. Vi observerade inte ringen direkt. Ingen har någonsin, " sa Winter. Anledningen är att ringen är mycket tunn och alldeles för långt ut för att kunna ses av de astronomiska observatorierna här på jorden. Det genomsnittliga avståndet mellan Haumea och solen är 43 gånger avståndet mellan jorden och solen.

"Vår studie är helt beräkningsbaserad. Baserad på simuleringar med tillgängliga data om Haumea och ringen, omfattas av Newtons gravitationslag, som beskriver planeternas rörelser, vi drog slutsatsen att ringen inte är i den delen av rymden på grund av 1:3-resonansen utan på grund av en familj av stabila periodiska banor, sa Winter.

I en artikel publicerad i Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society , forskarna utforskar dynamiken hos enskilda partiklar i området där ringen är belägen.

Forskningen bakom uppsatsen var en del av det tematiska projektet "On the relevance of small bodies in orbital dynamics" finansierat av São Paulo Research Foundation—FAPESP och stöds av den brasilianska federala regeringen via CAPES, högskoleforskningsrådet, och CNPq, det nationella rådet för vetenskaplig och teknisk utveckling.

"Huvudsyftet med vår forskning var att identifiera strukturen av Haumeas ring i termer av placeringen och storleken på de stabila regionerna. Vi ville också hitta orsaken till ringens existens. Vi var särskilt intresserade av att försöka förstå den dynamiska strukturen. associerad med dess 1:3-resonans, sa Winter.

Stabila regioner

Forskarna använde Poincarés yta-av-sektionsteknik för att analysera dynamiken i regionen där ringen är belägen. Genom att simulera partiklarnas banor i regionen, de genererade datorgrafik (sektioner) som visar stabila områden representerade som öar (slutna kurvor) och instabila områden representerade som oregelbundet fördelade punkter.

Stabilitetsöarna som befanns bero på 1:3-resonansen hade mycket excentriska banor, mer än vad som skulle vara kompatibelt med ringen (smal och cirkulär).

"Å andra sidan, vi upptäckte öar av stabilitet i samma område men med banor med låg excentricitet som var kompatibla med ringen. Dessa öar visade sig bero på en familj av periodiska banor, sa Winter.

Haumea har en diameter på 1, 456 km, mindre än hälften av Mars diameter, och en oval form som gör den dubbelt så lång som den är bred. Det tar 284 år att gå runt solen. Dvärgplaneten är så långt borta, och solljuset som når det så svagt, att dess yttemperatur är minus 223 °C.

Haumeas månar Namaka och Hi'iaka upptäcktes av de gigantiska linserna från ett av observatorierna på toppen av Hawaiis vilande vulkan Mauna Kea. Dvärgplaneten är uppkallad efter den hawaiianska gudinnan för fertilitet och förlossning, och dess månar är uppkallade efter Haumeas döttrar. De tros ha orsakats av en kollision mellan dvärgplaneten och någon annan kropp.

Haumea slutför en rotation på mindre än fyra timmar, snurrar snabbare än någon annan känd jämviktskropp i solsystemet. Detta kan ha att göra med ett våldsamt förflutet.

Astronomer tror att Haumea ursprungligen var mycket lik Pluto när solsystemet bildades. Miljarder år sedan, ett stort föremål kan ha kolliderat med Haumea, driver ut det mesta av dess ytis och får den att snurra mycket snabbare än de andra dvärgplaneterna.