Saturn może być najbardziej efektowny, ale nie jest to jedyna planeta w Układzie Słonecznym okrążona przez pierścienie. W zeszłym roku dowiedzieliśmy się więcej o 13 pierścieniach wokół Urana, kiedy to Uran sfotografował termiczny obraz lodowej planety.
Po raz pierwszy naukowcy byli w stanie określić temperaturę pierścieni i potwierdzili, że główny pierścień – zwany pierścieniem epsilon – jest jak żaden inny w Układzie Słonecznym.
Zwykle Saturn jest jedynym przedstawionym z pierścieniami, ponieważ te krążące wokół Urana, Jowisza i Neptuna mogą być widziane tylko przez potężne teleskopy (lub sondy takie jak Juno, która pstryknęła to zapierające dech w piersiach zdjęcie jednego z upiornych pierścieni Jowisza).
Ile pierścieni może być? Jowisz ma cztery. Neptun ma pięć. Saturn ma ich tysiące.
Jeśli chodzi o Urana, nie wiemy zbyt wiele o jego pierścieniach, ponieważ odbijają one bardzo mało światła w optycznych i bliskich podczerwieni długościach fal, które są zwykle używane do obserwacji Układu Słonecznego. W rzeczywistości są one tak słabo widoczne, że nie zostały odkryte aż do 1977 roku. (Jowisza odkryto w 1979 roku, a Neptuna w 1984.)
Więc było to nieco nieoczekiwane, gdy pierścienie pojawiły się na zdjęciach termicznych, które astronomowie wykonali w celu zbadania struktury temperaturowej atmosfery planety; szczególnie wyraźny był pierścień epsilon.
„Byliśmy zaskoczeni, gdy zobaczyliśmy, że pierścienie wyskakują wyraźnie, gdy po raz pierwszy zredukowaliśmy dane,” powiedział astronom Leigh Fletcher z Uniwersytetu w Leicester.
Ponieważ był to obraz termiczny, po raz pierwszy zespół mógł poznać temperaturę pierścieni: zaledwie 77 Kelwinów, punkt wrzenia ciekłego azotu przy standardowym ciśnieniu atmosferycznym. (Temperatura powierzchni Urana spada do 47 Kelwinów, więc jest jeszcze chłodniej.)
Potwierdziło to również, że pierścienie są naprawdę dziwne, w porównaniu do tych wokół innych planet. Kiedy Voyager 2 przeleciał obok Urana w 1986 roku i zrobił kilka radosnych zdjęć, naukowcy zauważyli, że pierścieniom czegoś brakuje.
W pierścieniach Saturna cząsteczki mają pełną gamę rozmiarów, od pyłu do grubych głazów. Jowisz i Neptun mają bardzo zapylone pierścienie, składające się głównie z drobnych cząstek.
W międzyczasie Uran ma płaty pyłu pomiędzy swoimi pierścieniami, ale same pierścienie zawierają tylko kawałki o wielkości piłki golfowej.
„Nie widzimy mniejszych rzeczy”, powiedział astronom Edward Molter z UC Berkeley.
„Coś wymiecie te mniejsze rzeczy, albo wszystko się ze sobą sklei. Po prostu nie wiemy. Jest to krok w kierunku zrozumienia ich składu i tego, czy wszystkie pierścienie pochodziły z tego samego materiału źródłowego, czy też jest on inny dla każdego pierścienia.”
Prawdopodobne źródła obejmują wyrzuty uderzeniowe z księżyców, takie jak widoczne w pierścieniach Jowisza; asteroidy przechwycone przez grawitację planety, a następnie w jakiś sposób sproszkowane; szczątki pozostałe po formowaniu się planety (mało prawdopodobne, ponieważ uważa się, że mają one najwyżej około 600 milionów lat); lub szczątki z teoretycznego uderzenia, które dosłownie przewróciło planetę na bok.
Najbardziej prawdopodobnym wyjaśnieniem są stałe obiekty orbitujące, zniszczone albo przez uderzenia, albo siły pływowe.
I to nie wszystko. Według wcześniejszych danych, w tym obrazów w bliskiej podczerwieni wykonanych przy użyciu Obserwatorium Keck w 2004 roku, sam skład pierścieni wokół Urana różni się od innych.
„Albedo jest znacznie niższe: są naprawdę ciemne, jak węgiel drzewny” – powiedział Molter. „Są one również niezwykle wąskie w porównaniu z pierścieniami Saturna. Najszerszy, pierścień epsilon, waha się od 20 do 100 kilometrów szerokości, podczas gdy pierścienie Saturna mają setki lub dziesiątki tysięcy kilometrów szerokości.”
Więc, nawet z oszałamiającymi nowymi zdjęciami, pierścienie są nadal wielką tajemnicą. Ale tajemnica, która może mieć więcej wskazówek już wkrótce, gdy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba, z jego najnowocześniejszą technologią obserwacyjną, trafi na niebo w 2021 roku. Mamy nadzieję, że patrzenie na Urana gwarantuje trochę jego cennego czasu.
W międzyczasie badania zostały opublikowane w The Astrophysical Journal.
Wersja tego artykułu została pierwotnie opublikowana w czerwcu 2019 roku.