I slutningen af 1970'erne gjorde forskerne en temmelig interessant opdagelse om solsystemets gasgiganter. Takket være løbende observationer med forbedret optik blev det afsløret, at gasgiganter som Uranus - og ikke kun Saturn - har ringsystemer om dem. Den største forskel er, at disse ringsystemer ikke er synlige fra en afstand ved hjælp af konventionel optik og kræver ekstraordinær timing for at se lys reflekteres fra dem.
En anden måde at studere dem på er at observere deres planet i infrarøde eller radiobølgelængder. Dette blev for nylig demonstreret af et team af astronomer, der gennemførte observationer af Uranus ved hjælp af Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) og Very Large Telescope (VLT). Ud over at få temperaturmålinger fra ringene bekræftede de, hvad mange videnskabsmænd har mistænkt for dem i nogen tid.
Undersøgelsen, der beskriver deres fund, ”Termiske emissioner fra det uranske ringsystem”, dukkede for nylig op i The Astronomical Journal. Studieteamet bestod af Edward Molter og Imke de Pater fra University of California, Berkeley (der gennemførte ALMA-observationer), mens Michael Roman og Leigh Fletcher (fra University of Leicester) gennemførte VLT-observationer.
Mens William Herschel beskrev at se en mulig ring omkring Uranus allerede i 1789, blev Uranus 'ringe først definitivt opdaget af 1977 af et team, der brugte NASAs Kuiper Airborne Observatory. Disse observationer bekræftede eksistensen af fire ringe, mens yderligere seks blev opdaget kort derefter. Hvornår Voyager 2 passerede Uranus i 1986, det opnåede de første direkte billeder af ringe og opdagede en ellevte.
Siden da er det samlede antal observerede ringe steget til tretten. Derudover er observationer fra Hubble-rumteleskop og Keck-observatoriet bekræftede eksistensen af to tidligere ukendte ringe, der kredser omkring Uranus i en meget større afstand, der er blå og rød i farve. Dette indikerer, at disse "ydre ringe" har en anden sammensætning end de indvendige ringe (som er grå).
På trods af disse opdagelser er en detaljeret forståelse af Uranus 'ringe (inklusive størrelsen og fordelingen af dens partikler) forblevet dårligt begrænset indtil nu. Derfor teamet mødtes til
Hvad disse kombinerede data afslørede, var, at Uranus 'system har en temperatur på kun 77 K (-196 ° C; -320 ° F). Observationerne bekræftede også, at Uranus 'lyseste og tætteste ring (Epsilon-ringen) adskiller sig fra de andre kendte ringsystemer i vores solsystem. Som Imke de Pater, en UC Berkeley-professor i astronomi, forklarede i et interview med Berkeley News:
”Saturns hovedsageligt iskolde ringe er brede, lyse og har en række partikelstørrelser, fra støv i mikron størrelse i det inderste D ring, til titalls meter i størrelse i hovedringene. Den lille ende mangler i de vigtigste ringe på Uranus; den lyseste ring, epsilon, er sammensat af golfboldstore og større klipper. ”
Dette adskiller Uranus 'Epsilon-ring fra Saturns ringe, der er sammensat af vandis og spormængder af støv, der strækker sig i størrelse fra mikrometer til meter. Det er også i strid med Jupiters ringe, der for det meste indeholder små partikler i mikronstørrelse og Neptuns ringe, der for det meste er støv. Selv Uranus 'hovedringe har også brede lag støv mellem sig.
Det er vigtigt at kende sammensætning og distribution af stof i disse ringsystemer
”Vi ved allerede, at epsilonringen er lidt underlig, fordi vi ikke ser de mindre ting. Noget har fejet de mindre ting ud, eller det hele glider sammen. Vi ved det bare ikke. Dette er et skridt i retning af at forstå deres sammensætning, og om alle ringe stammer fra det samme kildemateriale, eller er forskellige for hver ring.
”Uranusringene er sammensat af forskellige fra Saturns hovedring, i den forstand, at i optisk og infrarød albedo er meget lavere: De er virkelig mørke, ligesom trækul. De er også ekstremt smalle sammenlignet med Saturns ringe. Den bredeste, epsilonringen, varierer fra 20 til 100 kilometer bred, mens Saturns er 100'ere eller titusinder af kilometer brede. ”
Denne mangel på støvstore partikler blev først bemærket, da Voyager 2 rumfart fløj af planeten i 1986, men rumfartøjet var ikke i stand til at måle temperaturen på ringe på det tidspunkt. Imidlertid blev både VLT- og ALMA-observationer designet (delvist) til at være i stand til at udforske temperaturstrukturen i Uranus 'atmosfære.
Interessant nok er det netop, hvad studieteamet forsøgte at gøre på det tidspunkt. Men da de reducerede dataene, bemærkede de noget endnu mere imponerende: Uranus 'ringe skinner lyst på dem. ”Det er sejt, at vi endda kan gøre dette med de instrumenter, vi har,” sagde Molter. ”Jeg prøvede bare at forestille mig planeten så godt jeg kunne, og jeg så ringene. Det var forbløffende."
Resultaterne af denne undersøgelse er især spændende, når du overvejer, at næste generations teleskoper, der vil tage rummet i de kommende år (som James Webb Space Telescope) vil være i stand til at se ringe med endnu større præcision og følsomhed. Disse observationer giver astronomer mulighed for at placere enormt forbedrede spektroskopiske begrænsninger på Uranus 'ringe-system og muligvis dem fra de andre gasgiganter.
