В конце 1970-х годов ученые сделали довольно интересное открытие о газовых гигантах Солнечной системы. Благодаря постоянным наблюдениям с использованием улучшенной оптики было обнаружено, что газовые гиганты, такие как Уран, а не только Сатурн, имеют кольцевые системы вокруг них. Основное отличие состоит в том, что эти кольцевые системы не легко видны на расстоянии с использованием обычной оптики и требуют исключительного времени, чтобы увидеть отражение света от них.
Другой способ изучить их - наблюдать за их планетой в инфракрасном или радиоволнах. Это было недавно продемонстрировано группой астрономов, которые проводили наблюдения за Ураном, используя Большой миллиметровый / субмиллиметровый массив Atacama (ALMA) и Очень Большой телескоп (VLT). Помимо получения показаний температуры на кольцах, они подтвердили то, что многие ученые подозревали о них в течение некоторого времени.
Исследование, которое описывает их результаты, «Тепловые выбросы от Урановой Кольцевой Системы», недавно появилось в Астрономический журнал, Исследовательская группа состояла из Эдварда Мольтера и Имке де Патера из Калифорнийского университета в Беркли (который проводил наблюдения ALMA), а Майкл Роман и Ли Флетчер (из университета Лестера) проводили наблюдения VLT.
В то время как Уильям Гершель описал, что видел возможное кольцо вокруг Урана еще в 1789 году, кольца Урана не были окончательно обнаружены до 1977 года командой, использующей Кайперскую воздушную обсерваторию НАСА. Эти наблюдения подтвердили существование четырех колец, в то время как еще шесть были обнаружены вскоре после этого. когда Вояджер 2 пройдя Уран в 1986 году, он получил первые прямые изображения колец и обнаружил одиннадцатое.
С тех пор общее количество наблюдаемых колец возросло до тринадцати. Кроме того, наблюдения Космический телескоп Хаббл Обсерватория Кека подтвердила существование двух ранее неизвестных колец, которые вращаются вокруг Урана на гораздо большем расстоянии, синего и красного цвета. Это указывает на то, что эти «внешние кольца» имеют иной состав, чем внутренние кольца (которые серого цвета).
Несмотря на эти открытия, детальное понимание колец Урана (включая размер и распределение его частиц) оставалось плохо ограниченным до сих пор. Поэтому команда объединилась
Эти объединенные данные показали, что система Урана имеет температуру всего 77 K (-196 ° C; -320 ° F). Наблюдения также подтвердили, что самое яркое и плотное кольцо Урана (кольцо Эпсилона) отличается от других известных кольцевых систем в нашей солнечной системе. Как объяснил в интервью Berkeley News Имке де Патер, профессор астрономии из Калифорнийского университета в Беркли:
«В основном ледяные кольца Сатурна широкие, яркие и имеют диапазон размеров частиц, от микронной пыли во внутренней части D кольцо, до десятков метров в основных кольцах. Небольшой конец отсутствует в главных кольцах Урана; самое яркое кольцо, эпсилон, состоит из камней размером с мяч для гольфа и более крупных ».
Это отличает кольцо Эпсилона Урана от колец Сатурна, состоящих из водяного льда и следовых количеств пыли размером от микрометров до метров. Это также противоречит кольцам Юпитера, которые содержат в основном мелкие частицы микронного размера и кольца Нептуна, которые в основном являются пылью. Даже у главных колец Урана также есть широкие слои пыли между ними.
Знание состава и распределения вещества в этих кольцевых системах важно для
«Мы уже знаем, что эпсилон-кольцо немного странно, потому что мы не видим мелочи. Что-то подметает мелкие вещи, или все вместе блестит. Мы просто не знаем. Это шаг к пониманию их состава и того, все ли кольца были из одного и того же исходного материала или различны для каждого кольца.
«Кольца Урана композиционно отличаются от основного кольца Сатурна в том смысле, что в оптическом и инфракрасном диапазонах альбедо намного ниже: они действительно темные, как уголь. Они также чрезвычайно узки по сравнению с кольцами Сатурна. Самое широкое, эпсилонное кольцо, имеет ширину от 20 до 100 километров, тогда как ширина Сатурна составляет 100 или десятки тысяч километров ».
Это отсутствие частиц размером с пыль было впервые замечено, когда Вояджер 2 Космический зонд пролетел над планетой в 1986 году, но космический корабль не смог измерить температуру колец в то время. Тем не менее, наблюдения VLT и ALMA были разработаны (частично), чтобы иметь возможность исследовать температурную структуру атмосферы Урана.
Интересно, что это именно то, что исследовательская группа пыталась сделать в то время. Но когда они сократили данные, они заметили нечто еще более впечатляющее: кольца Урана ярко сияли на них. «Круто, что мы можем даже сделать это с помощью инструментов, которые у нас есть», - сказал Молтер. «Я просто пытался изобразить планету как можно лучше, и я увидел кольца. Это было прекрасно."
Результаты этого исследования особенно впечатляют, если учесть, что телескопы следующего поколения, которые будут летать в космос в ближайшие годы (например, космический телескоп Джеймса Вебба), смогут просматривать кольца с еще большей точностью и чувствительностью. Эти наблюдения позволят астрономам значительно улучшить спектральные ограничения для системы колец Урана и, возможно, других газовых гигантов.
