В края на 70-те учените направиха доста интересно откритие за газовите гиганти на Слънчевата система. Благодарение на текущите наблюдения, използващи подобрена оптика, беше разкрито, че газови гиганти като Уран - и не само Сатурн - имат пръстенови системи за тях. Основната разлика е, че тези пръстенови системи не са лесно видими от разстояние с помощта на конвенционална оптика и изискват изключителни срокове, за да могат светлината да се отразява от тях.
Друг начин да ги изучите е да наблюдавате тяхната планета в инфрачервени или радиовълни. Това бе демонстрирано наскоро от екип от астрономи, които проведоха наблюдения на Уран, използвайки Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) и Very Large Telescope (VLT). В допълнение към получаването на температурни показания от пръстените, те потвърдиха това, което много учени подозират за тях от известно време.
Изследването, което описва техните открития, „Топлинни емисии от урановата пръстенна система“, наскоро се появи през The Astronomical Journal, Изследователският екип се състоеше от Едуард Молтер и Имке де Патер от Калифорнийския университет, Бъркли (който проведе наблюденията на ALMA), докато Майкъл Роман и Ли Флетчър (от Университета в Лестър) проведоха наблюденията на VLT.
Докато Уилям Хершел описва виждането на възможен пръстен около Уран още през 1789 г., пръстените на Уран не са окончателно открити до 1977 г. от екип, използващ НАСА обсерваторията на Койпер във въздуха. Тези наблюдения потвърждават съществуването на четири пръстена, докато допълнителни шест са открити малко след това. Кога Вояджър 2 премина през Уран през 1986 г., той получи първите директни изображения на пръстените и засече единайсета.
Оттогава общият брой на наблюдаваните пръстени се покачи на тринадесет. В допълнение, наблюдения от Космически телескоп Хъбъл и обсерваторията Кек потвърдиха съществуването на два неизвестни досега пръстена, които обикалят около Уран на много по-голямо разстояние, които са сини и червени на цвят. Това показва, че тези „външни пръстени“ имат различен състав от вътрешните пръстени (които са сиви).
Въпреки тези открития, подробното разбиране на пръстените на Уран (включително размера и разпределението на неговите частици) остава слабо ограничено досега. Оттук и защо екипът се събра
Това комбинирани данни разкриха, че системата на Уран има температура от едва 77 K (-196 ° C; -320 ° F). Наблюденията също потвърдиха, че най-светлият и плътен пръстен на Уран (пръстенът на Epsilon) се различава от другите известни пръстеновидни системи в нашата Слънчева система. Както обясни в интервю за Berkeley News Имке де Патер, професор по астрономия в UC Berkeley:
„Ледените пръстени на Сатурн са широки, светли и имат диапазон от размери на частиците - от прах с размер на микрона в най-вътрешната част на D пръстен, до десетки метра в основните пръстени. Малкият край липсва в основните пръстени на Уран; най-светлият пръстен, epsilon, е съставен от скали с големина на топката и по-големи скали. "
Това прави пръстена на Уран Епсилон освен пръстените на Сатурн, които са съставени от воден лед и следи от прах, които варират по размер от микрометри до метри. Той също е в противоречие с пръстените на Юпитер, които съдържат предимно малки частици с размер микрона и пръстените на Нептун, които са предимно прах. Дори основните пръстени на Уран също имат широки листове прах помежду си.
Познаването на състава и разпределението на материята в тези пръстенови системи е важно
„Вече знаем, че пръстена от епсилон е малко странно, защото не виждаме по-малките неща. Нещо изхвърля по-малките неща или всичко е заедно. Просто не знаем Това е стъпка към разбирането на техния състав и дали всички пръстени произхождат от един и същ изходен материал, или са различни за всеки пръстен.
„Пръстените на Уран са композиционно различни от основния пръстен на Сатурн, в смисъл, че в оптичен и инфрачервен спектър албедото е много по-ниско: те наистина са тъмни като дървени въглища. Освен това са изключително тесни в сравнение с пръстените на Сатурн. Най-широкият епсилон пръстен варира от 20 до 100 километра широк, докато Сатурн е широк 100 или десетки хиляди километри. "
Тази липса на прахови частици беше забелязана за първи път Вояджър 2 космическата сонда лети от планетата през 1986 г., но космическият кораб не успя да измери температурата на пръстените по това време. Въпреки това, наблюденията на VLT и ALMA са проектирани (отчасти), за да могат да изследват температурната структура на атмосферата на Уран.
Интересно е, че точно това се е опитвало да направи навремето изследователският екип. Но когато намалиха данните, забелязаха нещо още по-впечатляващо: пръстените на Уран светят ярко към тях. „Хубаво е, че дори можем да правим това с инструментите, с които разполагаме“, каза Молтер. „Просто се опитвах да представя планетата възможно най-добре и видях пръстените. Беше невероятно."
Резултатите от това проучване са особено вълнуващи, когато вземете предвид, че телескопите от следващо поколение, които ще излязат в космоса през следващите години (като космическия телескоп на Джеймс Уеб), ще могат да разглеждат пръстените с още по-голяма точност и чувствителност. Тези наблюдения ще позволят на астрономите да поставят значително подобрени спектроскопични ограничения върху системата на пръстените на Уран и вероятно тези на другите газови гиганти.
