|
Два внешних кольца Урана имеют разное происхождение
|
|
|
|
Астрономы, работающие в обсерватории Кека на Маунакеа, Гавайи, получили новое представление о составе и происхождении двух внешних колец Урана. Используя данные из архива обсерватории Кека (KOA) в сочетании с наблюдениями, полученными с помощью космического телескопа Хаббла (HST) и космического телескопа Джеймса Уэбба (JWST), исследователи впервые построили полный спектр отражения (солнечного света, отраженного от колец) колец u и v, подтвердив их цвета и раскрыв их особенности. подробный состав.
|
|
|
|
Эти кольца необычны тем, что они чрезвычайно тусклые и вращаются внутри переполненной системы из 14 внутренних лун планеты.
|
|
|
|
"Расшифровав излучение этих колец, мы можем проследить как распределение их частиц по размерам, так и их состав, что проливает свет на их происхождение, предлагая новое понимание того, как формировалась и эволюционировала система Урана и планеты, подобные ей", - сказал Имке де Патер, профессор Калифорнийского университета в Беркли, ведущий автор исследования. автор исследования.
|
|
|
|
Полученные данные указывают на две совершенно разные истории происхождения. Исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Беркли, опубликовано в журнале Geophysical Research: Planets.
|
|
Две совершенно разные истории формирования.
|
|
|
|
Хотя кольца u и v Урана вращаются вокруг одной и той же планеты, они принципиально различаются. Предыдущие наблюдения, проведенные совместно обсерваторией Кека и HST, показали, что кольцо u выглядит голубым, что свидетельствует о наличии чрезвычайно мелких частиц, в то время как красноватый оттенок кольца v указывает на более типичное пылевое кольцо. Однако, почему кольца были такими разными, оставалось загадкой.
|
|
|
|
|
|
|
Когда JWST подключился к сети и начал наблюдать за Ураном, исследовательская группа использовала все свои данные, полученные в различных инфракрасных диапазонах, в сочетании с наблюдениями обсерватории Кека и HST, чтобы построить полный спектр от видимого до инфракрасного. Проанализировав, как солнечный свет отражается от колец, команда ученых выявила сильную особенность поглощения вблизи длины волны 3 микрона (3 миллионные доли метра), видимую в инфракрасном диапазоне для обоих колец.
|
|
|
|
Помимо этой общей особенности, различия становятся очевидными при моделировании детальных спектров: кольцо u точно соответствует спектральной характеристике водяного льда, в то время как кольцо v явно состоит из каменистого материала, смешанного примерно на 10-15% с богатыми углеродом органическими соединениями, которые обычно встречаются во внешней части Солнечной системы.
|
|
|
|
Кольцо u, по-видимому, состоит из крошечных ледяных крупинок, выбитых из небольшого (размером 12 км) спутника планеты, Маб, в результате воздействия микрометеоритов. Интересно, что ледяной состав кольца u также подтверждает, что спутник Mab состоит в основном из водяного льда.
|
|
|
|
"Напротив, материал кольца v образуется в результате воздействия микрометеоритов и столкновений между невидимыми скалистыми телами, богатыми органическими материалами, которые должны вращаться между некоторыми из известных спутников", - сказал де Патер. "Один из интересных вопросов заключается в том, почему материнские тела, из которых образуются эти кольца, настолько различаются по составу".
|
|
Со временем была обнаружена кольцевая система
|
|
|
|
Кольца Урана были впервые обнаружены в 1977 году, когда астрономы наблюдали, как звезда несколько раз тускнела, когда планета проходила перед ней, что указывало на окружающую ее кольцевую систему. В то время было известно, что кольца есть только у Сатурна, что делало Уран второй известной планетой с кольцами в нашей Солнечной системе.
|
|
|
|
В отличие от ярких, хорошо видимых колец Сатурна, кольца Урана слабые и узкие, что значительно затрудняет их изучение. На протяжении десятилетий с помощью космического аппарата НАСА "Вояджер-2" и наблюдений HST были обнаружены дополнительные кольца, постепенно раскрывающие более сложную систему.
|
|
|
|
Обсерватория Кека совместно с HST сыграла ключевую роль в нашем понимании системы Урана. Наблюдения HST в 2003-2005 годах привели к открытию колец µ и v, и обсерватория Кека помогла охарактеризовать их, в том числе предоставив первые доказательства того, что кольцо u имеет синий цвет, в то время как кольцо v выглядит красным. Эти различия в цвете указывали на фундаментальные различия в размере и составе частиц, но имеющиеся данные были ограничены.
|
|
|
|
Единственное другое голубое кольцо в нашей Солнечной системе - кольцо Сатурна Е. Это кольцо образуется в результате активности гейзеров на спутнике Энцелад, который вращается вокруг Сатурна в кольце Е, и гейзеры выбрасывают крошечные ледяные крупинки. Однако Маб кажется слишком маленьким, чтобы быть вулканически активным.
|
|
|
|
Крупный прорыв произошел в 2007 году, когда Земля прошла через плоскость кольца Урана, и слабые пылевые кольца стали намного ярче, что позволило де Патер и ее команде рассмотреть кольца вплотную. Используя прибор NIRC2 на телескопе Keck II, команда ученых сделала редкие снимки кольца u в ближнем инфракрасном диапазоне, предоставив одни из первых детальных изображений этой слабой структуры на этих длинах волн.
|
|
|
|
Основываясь на наблюдениях обсерватории Кека и HST, команда объединила их с измерениями JWST. Комбинация данных позволила ученым впервые составить полный спектр колец u и v, выявив размеры и состав их частиц.
|
|
Что будет дальше
|
|
|
|
Новые результаты о кольцах µ и v поднимают интересный вопрос: почему Mab, источник кольца µ, так отличается от других, более скалистых внутренних спутников Урана?
|
|
|
|
"Я подозреваю, что нам понадобятся снимки крупным планом, полученные в ходе будущей миссии космического корабля к Урану, чтобы ответить на этот вопрос", - сказал Марк Шоуолтер, соавтор и старший научный сотрудник Института SETI.
|
|
|
|
Между тем, непрерывный мониторинг системы со стороны обсерваторий Keck, HST и JWST может сыграть решающую роль.
|
|
|
|
"Мы видим намеки на то, что яркость µ-кольца меняется с течением времени, и что может быть причиной этих изменений, до сих пор остается загадкой", - добавил Мэтт Хедман, соавтор и профессор Университета Айдахо.
|
|
|
|
Источник
|
