Кольца Урана можно увидеть только с помощью самых больших телескопов, они даже не были обнаружены до 1977 года, но они удивительно яркие на новых тепловых изображениях планеты, сделанных ALMA.

Тепловое свечение дает астрономам другой взгляд на кольца, которые были видны только из-за отражения небольшого количества света в видимом или оптическом диапазоне и в ближней инфракрасной области. Новые снимки, сделанные с помощью Атакамской большой (антенной) решётки миллиметрового диапазона (ALMA) и Очень большого телескопа (VLT), позволили ученым впервые измерить температуру колец: прохладные 77 Кельвин или 77 градусов выше абсолютного нуля. Температура кипения жидкого азота эквивалентна 320 градусам ниже нуля по Фаренгейту.

Наблюдения также подтверждают, что самое яркое и плотное кольцо Урана — эпсилон, отличается от других известных кольцевых систем в Солнечной системе, в частности, от удивительно красивых колец Сатурна.

«В основном ледяные кольца Сатурна широкие, яркие, размером от микронной пыли в самом внутреннем D-кольце до десятков метров в главных кольцах», — говорит Имке де Патер, профессор астрономии Университета Беркли в Калифорнии. «Маленькие кольца отсутствует в главных кольцах Урана. Самое яркое кольцо, эпсилон, состоит из камней размером с мяч для гольфа и более крупных камней».

Для сравнения, кольца Юпитера содержат в основном мелкие частицы микронного размера (микрон — тысячная часть миллиметра). Кольца Нептуна также в основном из пыли, и даже у Урана есть широкие слои пыли между узкими главными кольцами.

Кольца могут состоять из бывших астероидов, захваченных гравитацией планеты, остатками лун, которые врезались друг в друга и разбились, или разорванных на части, когда они подошли слишком близко к Урану, или обломками, оставшимися со времён образования 4,5 миллиарда лет назад.

Новые данные были опубликованы на этой неделе в Astronomical Journal. Де Патер и Мольтер руководили наблюдениями ALMA, а Майкл Роман и Ли Флетчер из Университета Лестера вели наблюдения VLT.

«Кольца Урана композиционно отличаются от основного кольца Сатурна тем, что в оптическом и инфракрасном диапазонах альбедо намного ниже: они действительно темные, как уголь», — сказал Молтер. «Они также чрезвычайно узкие по сравнению с кольцами Сатурна. Самое широкое, кольцо эпсилон, в ширину от 20 до 100 километров».

Отсутствие пыли в главных кольцах Урана было впервые отмечено, когда Voyager 2 пролетел над планетой в 1986 году и сфотографировал их. Но космический корабль не смог измерить температуру колец.

На сегодняшний день астрономы насчитали в общей сложности 13 колец вокруг планеты с несколькими полосами пыли между кольцами. Кольца отличаются от колец Сатурна.

Наблюдения как VLT, так и ALMA были разработаны для изучения температурной структуры атмосферы Урана, при этом VLT исследовал более короткие волны, чем ALMA.

Это открывает захватывающую возможность для будущего космического телескопа Джеймса Вебба, который сможет обеспечить значительные улучшения спектроскопических ограничений на урановых кольцах в ближайшее десятилетие.