What is Chariklo and where is it in the solar system?

Chariklo is a centaur — a small solar system body orbiting between Saturn and Uranus, about 125 kilometres across and the largest known centaur. It takes roughly 63 years to complete one orbit of the Sun.

How were Chariklo's rings discovered?

They were found in June 2013 when telescopes across South America watched Chariklo pass in front of a background star. Instead of one dip in the star's brightness, they recorded five — a central dip for Chariklo itself, and two smaller dips on each side, one for each ring. The discovery was published in Nature in 2014.

Is the change in Chariklo's rings definitely real?

The JWST data shows a measurable difference in ring opacity compared to earlier measurements. Whether this reflects actual changes in ring mass and structure, or partly reflects different observing wavelengths, has not been resolved. The research team presents both possibilities and recommends further JWST occultation observations.

Could Chariklo's rings disappear?

If the changes reflect genuine mass redistribution or loss continuing at a similar rate, the rings could weaken on timescales of centuries to millennia. No prediction of ring lifetime is possible from current data. What the data confirms is that the ring system is not in stable equilibrium.

Are there other known ring systems around small solar system bodies?

Yes. A small number of candidate ring features have been detected around other centaurs and trans-Neptunian objects through stellar occultation. Quaoar was confirmed to host a ring in 2023, and Chiron has shown ring-consistent features in multiple datasets. Chariklo's rings remain the most clearly characterised.

JWST visar att Chariklos inre ring tätnar medan den yttre bleknar

Chariklos inre ring blir tätare. Dess yttre ring bleknar. Båda förändringarna sker samtidigt – och för tillfället vet ingen varför.

Ett team av astronomer lett av Andalusian Institute of Astrophysics i Spanien har jämfört den första planerade observationen av en liten solsystemkropp med James Webb-teleskopet med ett decennium av markbaserade data och funnit att Chariklos två smala ringar inte är de statiska strukturer som modellerna antog. Den inre ringen, känd som C1R, visade en betydligt starkare signal 2022 än i någon tidigare mätning. Den yttre ringen, C2R, var mätbart svagare. De motsatta förändringarna verkar ske samtidigt, vilket ingen befintlig teori om ringsystem hos små kroppar hade förutspått.

Upptäckten är viktig bortom Chariklo själv. Ringsystem runt planeter hade redan visat att ringar kan förändras – Saturnus F-ring omformas synligt på månader – men ringar runt små kroppar ansågs vara för svagt påverkade, för gravitationellt tysta, för att förändras på mänsklig tidsskala. Chariklos ringar har nu visat motsatsen.

Så mätte astronomer ringar breda som ett stadskvarter

Chariklo är en kentaur: en liten solsystemkropp med en diameter på cirka 125 kilometer vars bana löper mellan Saturnus och Uranus, på ett avstånd från jorden som varierar mellan cirka 13 och 18 astronomiska enheter. Dess ringar har en bredd på högst några kilometer var – mycket smalare än någon struktur som ett teleskop skulle kunna avbilda direkt.

Det enda sättet att mäta dem är genom stjärnockultation: att observera när Chariklo passerar framför en bakgrundsstjärna och tidtagning av de exakta ögonblicken då stjärnans ljus dämpas. Varje dämpning, en på varje sida av Chariklo, markerar en ring. Dämpningens djup anger opaciteten; dess varaktighet anger ringens bredd. Tekniken kräver exakt kännedom om både Chariklos och stjärnans position, vilket Europeiska rymdorganisationens Gaia-uppdrag nu tillhandahåller med millibågsekunders precision.

Den 18 oktober 2022 riktade JWST sitt NIRSpec-instrument mot en stjärna i Chariklos förutsagda bana. Detta var den första stjärnockultationen som medvetet planerades och genomfördes med teleskopet – en operation som krävde att man spårade Chariklos bana med noggrannheten från ESA:s Gaia-katalog och beordrade JWST att behålla subbågsekunders pekning medan både teleskopet och målet rörde sig. Observationen uppnådde en rumslig upplösning på Chariklos ringplan på cirka en kilometer: finare än någon tidigare mätning av en ringsystem hos en liten kropp från jorden.

Teamet jämförde sedan denna JWST-profil från 2022 med de bästa tillgängliga markbaserade ockultationsdata som spänner över ungefär ett decennium, tagna från observatorier i Sydamerika, Europa och Afrika.

En ring blir tätare. Den andra bleknar. Samtidigt.

Chariklos ringar upptäcktes först 2013, också genom stjärnockultation, av ett markbaserat nätverk i Sydamerika. Vid upptäcktstillfället framträdde de som två smala, distinkta strukturer: C1R, den inre och tätare ringen, och C2R, den yttre och mer glesa. Deras blotta existens var en överraskning – inget objekt av Chariklos storlek var känt för att ha ringar, och deras ursprung förblev omdiskuterat.

Under följande decennium följde upprepade stjärnockultationer systemet men fann inget uppenbart fel. Ringarna verkade stabila.

JWST-data förändrade den bilden. Jämfört med den markbaserade baslinjen hade C1R blivit mer ogenomskinlig: stjärnljus som passerade genom den dämpades mer än tidigare. C2R hade å andra sidan dämpats mindre – ringen hade blivit mer genomskinlig, eller kanske tunnare, eller både och. Förändringarna är motsatta i riktning och tycks ha inträffat under samma period på ungefär tio år.

För skalan: förändringen i C1R:s optiska djup är detekterbar mot brusgolvet i JWST:s utsökta fotometri, men den absoluta skillnaden i ringmassa är fortfarande obestämd. Inget teleskop kan ännu avgöra om C1R ackumulerar partiklar, komprimerar sitt befintliga material eller ändrar sina kornegenskaper. Skillnaden i signal är verklig; dess fysiska orsak är en öppen fråga.

Vad modellerna förväntade – och varför det inte avgör saken

Tre förklaringar är för närvarande aktuella, och forskarteamet är noga med att presentera alla tre utan att stödja någon.

Den första är genuin tidsmässig utveckling: material som omfördelas mellan ringarna, kanske drivet av en kollision, en resonans med en av Chariklos månar, eller den långsamma gravitationella formningen av kentaurens oregelbundna form. Om detta är svaret, är Chariklos ringar påvisbart kortlivade på kosmiska tidsskalor, vilket väcker en svårare fråga: om ringar runt små kroppar kommer och går, varför råkade vi hitta dem?

Den andra är en observationseffekt: de två datamängderna från JWST och markbaserade observationer använde något olika våglängdsfilter, och ringarnas optiska egenskaper kan variera med våglängden. Om dammkornen har en särskild storleksfördelning, skulle de kunna sprida ljus olika i JWST:s nära-infraröda band jämfört med de synliga ljusband som användes från marken, vilket ger en skenbar förändring som återspeglar kornens egenskaper snarare än ringens massa.

Den tredje är en kombination av båda: verklig ringutveckling överlagrad på en våglängdsberoende signal, i proportioner som nuvarande data inte kan särskilja.

Artikelns huvudförfattare, Pablo Santos-Sanz från Andalusian Institute of Astrophysics, noterar att förändringarnas fysikaliska ursprung fortfarande är okänt. Teamet beskriver detta inte som ett misslyckande för observationen – JWST-data är den högupplösta mätningen av Chariklos ringar som någonsin gjorts – utan som gränsen för vad en enda stjärnockultation kan avgöra. Ringbredd, opacitet och sammansättningsegenskaper skulle behöva särskiljas genom en dedikerad observationskampanj, helst med flera JWST-ockultationer vid olika våglängder under flera år.

Begränsningen är viktig: de tre förklaringarna har mycket olika implikationer. Om ringar runt små kroppar är genuint övergående, borde antalet kentaurer som för närvarande har oupptäckta ringar vara betydligt högre än den ena eller två som bekräftats hittills – och undersökningar letar på fel tidsskala. Om det är en våglängdseffekt, är JWST-datamängden inte det sista ordet om huruvida Chariklos ringar faktiskt förändrades alls.

Vad Chariklos ringar avslöjar om ringsystem hos små kroppar

Före 2013 hade inga ringar hittats runt något objekt mindre än en jätteplanet. Chariklos upptäckt förändrade bilden: kentaurer, transneptunska objekt, till och med vissa asteroider kan ha ringsystem som är för svaga eller för smala för att upptäcka förutom genom rätt stjärnockultation. Efterföljande sökningar har funnit kandidatringstrukturer runt en handfull andra små kroppar, men ingen är så tydligt upplöst som Chariklos.

Den teoretiska frågan är bildande. Ringsystem runt jätteplaneter upprätthålls av gravitationen från närliggande månar som håller partiklar inom smala band och fyller på material som eroderas av kollisioner och strålningstryck. Chariklo har ingen bekräftad stor måne som kan utföra den funktionen. Två scenarier dominerar: ringarna bildades från en kollision som lämnade rester i omloppsbana, eller så är de lämningarna av ett tidvattenstört objekt som fångats någon gång i Chariklos historia. Inget scenario kan ännu bekräftas eller uteslutas.

Om Chariklos ringar verkligen utvecklas – och inte bara verkar göra det på grund av våglängdsskillnader – kan de vara på väg bort. Tidsskalan skulle bero på massan som är inblandad. Ett ringsystem av måttlig massa skulle försvinna på tusentals till miljontals år: långt med mänskliga mått mätt, men i stort sett omedelbart i solsystemets fem miljarder år långa historia. Det skulle göra deras upptäckt till en lycklig slump.

Vanliga frågor om Chariklos ringar

Vad är Chariklo, och var befinner den sig i solsystemet? Chariklo är en kentaur – en klass av små solsystemkroppar som kretsar mellan jätteplaneterna, i detta fall mellan Saturnus och Uranus. Med en radie på cirka 125 kilometer är den den största kända kentaur. På sitt nuvarande avstånd tar det ungefär 63 år att fullborda ett varv runt solen.

Hur upptäcktes Chariklos ringar från första början? De hittades i juni 2013 när markbaserade observatorier över Sydamerika såg Chariklo passera framför en bakgrundsstjärna. Istället för en enda dämpning i stjärnans ljusstyrka registrerade teleskopen fem dämpningar – en huvud-dämpning när Chariklo själv blockerade stjärnan, och två mindre på varje sida, en för varje ring. Upptäckten tillkännagavs i Nature 2014.

Är förändringen i Chariklos ringar definitivt verklig? JWST-data visar en tydlig skillnad i ringopacitet jämfört med tidigare mätningar. Huruvida detta återspeglar faktiska förändringar i ringmassa och struktur, eller delvis återspeglar de olika våglängderna vid vilka JWST och de markbaserade teleskopen observerade, har inte fastställts. Artikeln presenterar båda möjligheterna explicit och rekommenderar ytterligare JWST-observationer för att skilja dem åt.

Kan Chariklos ringar försvinna? Om förändringarna återspeglar verklig massomfördelning eller förlust, och om processen fortsätter i en jämförbar takt, skulle ringarna kunna försvagas betydligt på tidsskalor av århundraden till årtusenden. Ingen förutsägelse om ringens livslängd är för närvarande möjlig från tillgängliga data. Vad den nuvarande datan bekräftar är att Chariklos ringsystem inte är låst i en stabil jämvikt.

Finns det andra ringsystem runt små solsystemkroppar? Ett litet antal kandidatringstrukturer har upptäckts runt andra transneptunska objekt och kentaurer genom stjärnockultation, men Chariklos förblir de tydligast karaktäriserade. Quaoar, ett transneptunskt objekt, bekräftades ha en ring 2023, och Chiron – en annan kentaur – har visat strukturer som stämmer med ringmaterial i flera ockultationsdataset.

Nästa bekräftade steg: forskarteamet har identifierat framtida stjärnockultationer av Chariklo för vilka JWST-riktningar kan planeras, med minst ett kandidatevenemang 2027. Observationer vid flera nära-infraröda våglängder skulle testa om opacitetsskillnaden är kornstorleksberoende, och en flerperiodskampanj skulle kunna avgöra om C1R:s täthet fortsätter att öka eller har stabiliserats. Svaren kommer att avgöra om Chariklos ringar är en ögonblicksbild av ringbildning pågående eller ett system i de tidiga stadierna av upplösning.

Referens: Santos-Sanz et al., ”JWST stellar occultation reveals unexpected changes in Chariklo’s ring system,” Science Advances, 2026. DOI: 10.1126/sciadv.aeh4794

Taggar: JWST, Science Advances, centaur, Chariklo, planetary rings, stellar occultation