Уран "звъни изненадващо ярко в" топлинни "изображения

Ето комбинирано топлинно изображение, показващо атмосферата и пръстените на Уран. Тези наблюдения бележат първото измерване на "топлината" на пръстените, които всъщност са изключително студени. Изображение чрез UC Berkeley / Edward Molter / Imke de Pater.

Разбира се, Сатурн е известен с величествените си пръстени, но Юпитер, Уран и Нептун също имат пръстенови системи. Всички тези пръстенови системи са много по-малко масивни и по-бедни от тези на Сатурн и се нуждаете от много мощен телескоп или космически кораб, за да ги видите добре. Но сега астрономите са направили някои нови земни термични изображения на пръстените на Уран, където те изглеждат изненадващо ярки. За първи път изследователите също успяха да измерят температурата на пръстените: много мразовит 320 градуса под нулата по Фаренхайт (-195 по Целзий).

Резултатите от рецензирането бяха публикувани тази седмица в The Astronomical Journal от Imke de Pater от UC Berkeley и Michael Michael и Leigh Fletcher от университета в Лестър в Обединеното кралство.

Пръстенова система на Уран, каквато се вижда през 2019 г. от телескопите ALMA и VLT. Самата планета е маскирана, тъй като е много по-ярка от пръстените. Пръстените на Уран обикновено са толкова слаби, че не могат да се видят през телескопи. Те бяха открити едва през 1977 г., когато астрономите ги видяха да минават пред звезда, блокирайки нейната светлина. Изображение чрез Edward Molter / Imke de Pater / Michael Roman / Leigh Fletcher, 2019.

Два различни телескопа - големият милиметър / субмилиметров масив Atacama (ALMA) и телескопът с много големи телескопи (VLT), както в северната част на Чили, заснеха новите изображения. Те открили, че най-светлият и плътен пръстен на Уран - пръстенът от епсилон - е за разлика от всеки друг известен пръстен в Слънчевата система. Данните показват как тя се различава от пръстените на Сатурн по състав, само с по-големи частици, според де Патер:

Главно ледените пръстени на Сатурн са широки, ярки и имат диапазон от размери на частиците, от прах с размер на микрони в най-вътрешния D пръстен, до десетки метра в основните пръстени. Малкият край липсва в основните пръстени на Уран; най-светлият пръстен, епсилон, е съставен от скали с големина на топката и по-големи скали.

Voyager 2 придоби това изображение с висока разделителна способност на епсилонския пръстен на Уран на 23 януари 1986 г. от разстояние 1, 12 милиона километра (690 000 мили). Изображение чрез NASA JPL. Прочетете повече за пръстена от epsilon.

Пръстените на Уран също значително се различават от пръстените на Юпитер или Нептун. Частиците в пръстените на Юпитер са много малки, с размер на микрона прах, с размер само една хилядна част от милиметъра, докато пръстените на Нептун са предимно частици с размер на прах. Но Уран има и широки листове прах, между основните пръстени, съставени от по-големите частици. Както отбелязва аспирантът Едуард Молтер:

Вече знаем, че пръстена от епсилон е малко странно, защото ние не виждаме по-малките неща. Нещо е изхвърлило по-малките неща, или всичко това блести заедно. Ние 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.

Това почти инфрачервено изображение на пръстените на Уран е направено от телескопа Keck в Хавай през юли 2004 г. За разлика от другите изображения на тази страница - които са топлинни изображения, показващи излъчване на топлина - това показва слънчева светлина, отразена от пръстените. Изображение чрез UC Berkeley / Imke de Pater / Seran Gibbard / Heidi Hammel, 2006.

Как иначе пръстените на Уран са уникални? Те са много тъмни и тесни, както обясни Молтер:

Пръстените на Уран композиционно се различават от основния пръстен на Saturn, в смисъл, че в оптичен и инфрачервен спектър албедото е много по-нисък: те наистина са тъмни, като дървени въглища. Освен това са изключително тесни в сравнение с пръстените на Сатурн. Най-широкият епсилонов пръстен варира от 20 до 100 километра ширина [12 до 125 мили], докато Сатурн са широки стотици или десетки хиляди километри.

Той добави, че е изненадан, когато екипировката му показва пръстените на Уран. В крайна сметка пръстените не са били известни до 1977 г. и тогава астрономите всъщност не са ги виждали от Земята; те изведоха присъствието си само когато пръстените преминаха пред звезда, блокирайки нейната светлина. Молтер коментира:

Хубаво е, че дори можем да направим това с инструментите, които имаме [сега]. Просто се опитвах да представя планетата възможно най-добре и видях пръстените. Беше невероятно.

Като цяло новите резултати от наблюдения от ALMA и VLT бяха изненадващи за учените; не очакваха пръстените да изглеждат толкова ярки, колкото и те. Всъщност те използваха телескопите, за да измерват температурата на атмосферата на Уран, а ярките пръстени бяха бонус. Както Флечър отбеляза:

С учудването ни видяхме как пръстените изскачат ясно, когато намалихме данните за първи път.

Най-близкият поглед досега на пръстените на Уран, както се вижда от Вояджър 2 на 24 януари 1986 г. Изображение чрез НАСА.

Друг изглед на пръстените от Вояджър 2. Изображение чрез НАСА / Уикипедия.

Уран има 13 известни пръстена, заедно с лентите с по-малки прахови частици между тях. Точно защо самите пръстени имат само по-големи частици все още не е известно, но е интересно да се види вариацията на пръстените сред различните планети. Космическият кораб "Вояджър 2" на НАСА за пръв път снима пръстените на Уран близо 1986 г. и също така открива, че основните пръстени имат малко или не по-малки частици в тях. За съжаление обаче той не беше оборудван да измерва температурата им.

Докато в крайна сметка в Уран не бъде изпратена друга мисия, учените ще трябва да разчитат най-вече на наблюдения от Земята, за да проучат допълнително ледения гигант и неговите пръстени и луни. Но преди това предстоящият космически телескоп на Джеймс Уеб (JWST) ще може да разгледа по-подробно пръстените, включително спектроскопски анализ. Те може да не са толкова ефектни като тези на Сатурн, но в тези най-нови изображения светят по-ярко от всякога.

Долен ред: Новите топлинни изображения на пръстените на Уран от телескопите ALMA и VLT показват, че те светят по-ярко от всякога видяно.

Източник: Топлинна емисия от урановата пръстенна система

Via Berkeley News