In den späten 1970er Jahren machten Wissenschaftler eine interessante Entdeckung über die Gasriesen des Sonnensystems. Dank laufender Beobachtungen mit verbesserter Optik wurde festgestellt, dass Gasriesen wie Uranus - und nicht nur Saturn - Ringsysteme haben. Der Hauptunterschied besteht darin, dass diese Ringsysteme mit herkömmlicher Optik aus der Ferne nicht leicht sichtbar sind und ein außergewöhnliches Timing erfordern, um zu sehen, wie Licht von ihnen reflektiert wird.
Eine andere Möglichkeit, sie zu untersuchen, besteht darin, ihren Planeten in Infrarot- oder Radiowellenlängen zu beobachten. Dies wurde kürzlich von einem Team von Astronomen demonstriert, die Uranus-Beobachtungen mit dem Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) und dem Very Large Telescope (VLT) durchführten. Sie erhielten nicht nur Temperaturwerte von den Ringen, sondern bestätigten auch, was viele Wissenschaftler seit einiger Zeit über sie vermutet haben.
Die Studie, die ihre Ergebnisse beschreibt, „Thermische Emissionen aus dem Uran-Ringsystem“, erschien kürzlich in Das astronomische Journal. Das Studienteam bestand aus Edward Molter und Imke de Pater von der University of California in Berkeley (die die ALMA-Beobachtungen durchführten), während Michael Roman und Leigh Fletcher (von der University of Leicester) die VLT-Beobachtungen durchführten.
Während William Herschel bereits 1789 beschrieb, einen möglichen Ring um Uranus zu sehen, wurden Uranus 'Ringe erst 1977 von einem Team, das das Kuiper Airborne Observatory der NASA nutzte, endgültig entdeckt. Diese Beobachtungen bestätigten die Existenz von vier Ringen, während kurz danach weitere sechs entdeckt wurden. Wann Voyager 2 Als er 1986 an Uranus vorbeikam, erhielt er die ersten direkten Bilder der Ringe und entdeckte einen elften.
Seitdem ist die Gesamtzahl der beobachteten Ringe auf dreizehn gestiegen. Darüber hinaus Beobachtungen der Hubble-Weltraumteleskop und das Keck-Observatorium bestätigten die Existenz von zwei bisher unbekannten Ringen, die Uranus in einer viel größeren Entfernung umkreisen und blau und rot sind. Dies weist darauf hin, dass diese „äußeren Ringe“ eine andere Zusammensetzung haben als die inneren Ringe (die grau sind).
Trotz dieser Entdeckungen ist ein detailliertes Verständnis der Uranus-Ringe (einschließlich der Größe und Verteilung seiner Partikel) bisher nur unzureichend eingeschränkt. Deshalb kam das Team zusammen
Diese kombinierten Daten zeigten, dass das Uranus-System eine Temperatur von nur 77 K (-196 ° C; -320 ° F) hat. Die Beobachtungen bestätigten auch, dass sich Uranus 'hellster und dichtester Ring (der Epsilon-Ring) von den anderen bekannten Ringsystemen in unserem Sonnensystem unterscheidet. Wie Imke de Pater, Professor für Astronomie an der UC Berkeley, in einem Interview mit Berkeley News erklärte:
„Die hauptsächlich eisigen Ringe des Saturn sind breit, hell und haben eine Reihe von Partikelgrößen, von mikrometergroßem Staub im innersten D. Ring, bis zu zehn Metern in den Hauptringen. Das kleine Ende fehlt in den Hauptringen von Uranus; Der hellste Ring, Epsilon, besteht aus golfballgroßen und größeren Steinen. “
Dies unterscheidet den Epsilon-Ring von Uranus von den Ringen des Saturn, die aus Wassereis und Spuren von Staub bestehen, deren Größe von Mikrometern bis Metern reicht. Es steht auch im Widerspruch zu den Ringen des Jupiter, die meist kleine Partikel im Mikrometerbereich enthalten, und den Neptunringen, die größtenteils aus Staub bestehen. Sogar die Hauptringe von Uranus haben breite Staubschichten dazwischen.
Es ist wichtig, die Zusammensetzung und Verteilung der Materie in diesen Ringsystemen zu kennen
"Wir wissen bereits, dass der Epsilon-Ring etwas seltsam ist, weil wir das kleinere Zeug nicht sehen. Etwas hat das kleinere Zeug herausgefegt, oder es passt alles zusammen. Wir wissen es einfach nicht. Dies ist ein Schritt zum Verständnis ihrer Zusammensetzung und ob alle Ringe aus demselben Ausgangsmaterial stammen oder für jeden Ring unterschiedlich sind.
„Die Ringe von Uranus unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung vom Hauptring des Saturn in dem Sinne, dass die Albedo im optischen und infraroten Bereich viel niedriger ist: Sie sind wirklich dunkel wie Holzkohle. Sie sind auch extrem schmal im Vergleich zu den Ringen des Saturn. Der breiteste, der Epsilon-Ring, ist zwischen 20 und 100 Kilometer breit, während der Saturn 100 oder Zehntausende Kilometer breit ist. "
Dieser Mangel an staubgroßen Partikeln wurde erstmals beim Voyager 2 Die Raumsonde flog 1986 am Planeten vorbei, aber das Raumschiff konnte zu diesem Zeitpunkt die Temperatur der Ringe nicht messen. Sowohl die VLT- als auch die ALMA-Beobachtungen wurden jedoch (teilweise) entwickelt, um die Temperaturstruktur der Uranus-Atmosphäre untersuchen zu können.
Interessanterweise versuchte das Studienteam genau dies zu dieser Zeit. Als sie die Daten reduzierten, bemerkten sie etwas noch Beeindruckenderes: Uranus 'Ringe leuchteten hell auf sie. "Es ist cool, dass wir dies sogar mit den Instrumenten tun können, die wir haben", sagte Molter. „Ich habe nur versucht, mir den Planeten so gut wie möglich vorzustellen, und ich habe die Ringe gesehen. Es war wundervoll."
Die Ergebnisse dieser Studie sind besonders aufregend, wenn man bedenkt, dass Teleskope der nächsten Generation, die in den kommenden Jahren in den Weltraum fliegen werden (wie das James Webb-Weltraumteleskop), die Ringe noch präziser und empfindlicher betrachten können. Diese Beobachtungen werden es Astronomen ermöglichen, das Ringsystem von Uranus und möglicherweise das der anderen Gasriesen erheblich spektroskopisch zu beschränken.
