Trở lại năm 2007, các nhà thiên văn học đã quan sát thấy một loạt các nhật thực bất thường đến từ một ngôi sao cách Trái đất 420 năm ánh sáng. Vào năm 2012, một nhóm nghiên cứu đến từ Nhật Bản và Hà Lan đã lý giải rằng hiện tượng này là do sự hiện diện của một ngoại hành tinh lớn - được chỉ định là J1407b - với hệ thống vành đai khổng lồ quay quanh ngôi sao. Kể từ đó, một số phát hiện đáng ngạc nhiên đã được thực hiện.
Ví dụ, vào năm 2015, cùng một nhóm đã kết luận rằng hệ thống vành đai lớn hơn và nặng hơn một trăm lần so với Saturn Lần (và có thể được điêu khắc tương tự bởi các exomoons). Và trong nghiên cứu gần đây nhất của họ, họ đã chỉ ra rằng những chiếc nhẫn khổng lồ này có thể tồn tại hơn 100.000 năm, cho rằng chúng có quỹ đạo hiếm và bất thường quanh hành tinh của chúng.
Trong công việc trước đây, Rieder và Kenworth đã xác định rằng hệ thống vành đai xung quanh J1407b bao gồm khoảng 37 chiếc nhẫn kéo dài đến khoảng cách 0,6 AU (90 triệu km) từ hành tinh. Họ cũng ước tính rằng những chiếc nhẫn này có khối lượng gấp 100 lần Mặt trăng của chúng ta - 7342 nghìn tỷ nghìn tỷ tấn. Còn gì nữa, trong khi sự tồn tại của J1407b vẫn chưa được xác nhận, họ có thể loại trừ khả năng nó có quỹ đạo tròn xung quanh ngôi sao.
Kết quả là, đã có những nghi ngờ rằng một hệ thống vòng như vậy có thể tồn tại. Với thực tế là hành tinh định kỳ đến gần ngôi sao của nó hơn, hệ thống vành đai sẽ gặp phải sự gián đoạn hấp dẫn. Do đó, Steven Rieder (thuộc viện RIKEN tại Nhật Bản) và Matthew Kenworth (thuộc Đại học Leiden ở Hà Lan) đã đặt ra để đánh giá một hệ thống vòng như vậy có thể duy trì ổn định trong bao lâu.
Vì mục đích nghiên cứu của họ, có tiêu đề Những ràng buộc về kích thước và động lực của hệ thống vòng J1407b, họ đã thực hiện một loạt mô phỏng sử dụng khung Môi trường phần mềm đa năng (AMUSE). Cuối cùng, kết quả của họ cho thấy một cấu trúc vòng có chu kỳ quỹ đạo 11 năm và quỹ đạo ngược có thể tồn tại ít nhất 10.000 quỹ đạo.
Nói cách khác, hệ thống vành đai mà họ đưa ra giả thuyết vào năm 2012 có thể tồn tại trong 110.000 năm. Như Rieder (tác giả chính của bài báo) đã giải thích trong một tuyên bố, kết quả thật đáng ngạc nhiên, nhưng tình cờ phù hợp với sự thật:
Hệ thống chỉ ổn định khi các vòng quay đối diện với cách hành tinh quay quanh ngôi sao. Nó có thể rất xa vời: những chiếc nhẫn khổng lồ xoay theo hướng ngược lại, nhưng giờ chúng ta đã tính toán rằng một hệ thống nhẫn nhẫn ‘bình thường không thể tồn tại.
Làm thế nào một hệ thống vòng như vậy có thể đã xảy ra là một bí ẩn, vì các hệ thống vòng ngược là khá hiếm. Nhưng Rieder và Kenworth đã tuyên bố rằng họ nghĩ rằng đó có thể là kết quả của một sự kiện thảm khốc - chẳng hạn như một vụ va chạm lớn - khiến các vòng (hoặc hành tinh) thay đổi hướng quay của chúng.
Kết quả của họ cũng chỉ ra rằng một hệ thống vòng ngược sẽ cho phép nhật thực, giống như hệ thống đã được quan sát vào năm 2007. Trong khi có một số khả năng những điều này được gây ra bởi một đối tượng khác, kết quả lại cho thấy điều khác. Rieder cơ hội đó là tối thiểu, Rieder nói. Ngoài ra, vận tốc được đo bằng các quan sát trước đây có thể không đúng, nhưng điều đó sẽ rất lạ, bởi vì các phép đo đó rất chính xác.
Trong tương lai, Rieder và Kenswoth hy vọng sẽ điều tra những bí ẩn về sự hình thành chiếc nhẫn này chặt chẽ hơn. Điều này sẽ bao gồm làm thế nào nó có thể hình thành ở nơi đầu tiên, và nó đã phát triển theo thời gian như thế nào. Nghiên cứu của họ đã được chấp nhận để công bố trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn và được xem trực tuyến tại arXiv.
