Uranus’ Ringe überraschend hell in ‘Hitze’-Bildern

Ball mit Bändern, hellem Fleck und dichter Atmosphäre, umgeben von schmalen grünlichen Ringen.

Hier ist ein zusammengesetztes Wärmebild, das sowohl die Atmosphäre als auch die Ringe von Uranus zeigt. Diese Beobachtungen waren die erste Messung der „Wärme“ der eigentlich extrem kalten Ringe. Bild überUC Berkeley / Edward Molter / Imke de Pater.


Saturn ist natürlich für seine majestätischen Ringe berühmt, aber auch Jupiter, Uranus und Neptun haben Ringsysteme. Diese Ringsysteme sind alle viel weniger massiv und lichtschwächer als das von Saturn, und Sie benötigen ein sehr leistungsstarkes Teleskop oder ein Raumschiff, um sie gut zu sehen. Aber jetzt haben Astronomen einige neue erdbasierteWärmebilder der Ringe des Uranus, wo sie überraschend hell aussehen. Zum ersten Mal konnten die Forscher auch die Temperatur der Ringe messen: sehr kühle 320 Grad unter null Fahrenheit (-195 Grad Celsius).

Diepeer-reviewedErgebnisse warenveröffentlichtdiese Woche inDas astronomische JournalvonImke de Pateran der UC Berkeley und Michael Roman undLeigh Fletchervon der University of Leicester im Vereinigten Königreich.


4 Ansichten, gelbe Kreise in der Mitte mit dünnen orangefarbenen Ringen darum.

Das Ringsystem des Uranus, wie es 2019 von den ALMA- und VLT-Teleskopen gesehen wurde. Der Planet selbst ist maskiert, da er viel heller ist als die Ringe. Die Ringe des Uranus sind normalerweise so schwach, dass sie durch Teleskope nicht gesehen werden können. Sie wurden erst 1977 entdeckt, als Astronomen sie vor einem Stern vorbeiziehen sahen und sein Licht blockierten. Bild überEdward Molter / Imke de Pater / Michael Roman / Leigh Fletcher, 2019.

Zwei verschiedene Teleskope – das Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array(SEELE) und das Very Large Telescope (VLT), beide im Norden Chiles – die neuen Bilder aufgenommen. Sie fanden heraus, dass der hellste und dichteste Ring des Uranus – derEpsilon-Ring– ist anders als alle anderen bekannten Ringe im Sonnensystem. Die Daten zeigen, wie es sich von den Saturnringen in der Zusammensetzung unterscheidet, mit nur größeren Teilchen, so de Pater:

Die hauptsächlich eisigen Ringe des Saturn sind breit, hell und haben eine Reihe von Partikelgrößen, von mikrometergroßem Staub im innersten D-Ring bis zu einer Größe von mehreren zehn Metern in den Hauptringen. Das kleine Ende fehlt in den Hauptringen von Uranus; Der hellste Ring, Epsilon, besteht aus golfballgroßen und größeren Steinen.

Einzelner Planetenring, vor schwarzem Hintergrund.

Voyager 2 nahm dieses hochauflösende Bild des Epsilon-Rings von Uranus am 23. Januar 1986 aus einer Entfernung von 1,12 Millionen Kilometern (690.000 Meilen) auf. Bild über NASA JPL. Lesen Sie mehr über dieEpsilon-Ring.


Die Ringe des Uranus unterscheiden sich auch deutlich von den Ringen des Jupiter oder Neptun. Die Partikel in Jupiters Ringen sind sehr kleiner, mikrometergroßer Staub, nur ein Tausendstel Millimeter groß, während Neptuns Ringe hauptsächlich staubgroße Partikel sind. Aber Uranus hat auch breite Staubschichten zwischen den Hauptringen, die aus den größeren Partikeln bestehen. Wie von einem Doktoranden bemerktEdward Molter:

Wir wissen bereits, dass der Epsilon-Ring etwas seltsam ist, weil wir die kleineren Dinge nicht sehen. Irgendetwas hat die kleineren Sachen weggefegt, oder es glüht 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.

Ringsystem unterhalb des Planeten, 4 helle, breite Ringe mit griechischen Buchstabenetiketten.

Dieses Nahinfrarot-Bild der Uranus-Ringe wurde im Juli 2004 vom Keck-Teleskop auf Hawaii aufgenommen. Im Gegensatz zu den anderen Bildern auf dieser Seite – bei denen es sich um Wärmebilder handelt, die Wärmestrahlung zeigen – zeigt dieses Sonnenlicht, das von den Ringen reflektiert wird. Bild überUC Berkeley / Imke de Pater / Seran Gibbard / Heidi Hammel, 2006.

Inwiefern sind die Ringe von Uranus sonst einzigartig? Sie sind sehr dunkel und schmal, wie Molter erklärte:


Die Ringe von Uranus unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung vom Hauptring des Saturn in dem Sinne, dass im optischen und infrarotenalbedoist viel niedriger: Sie sind wirklich dunkel, wie Holzkohle. Sie sind auch im Vergleich zu den Saturnringen extrem schmal. Der breiteste, der Epsilon-Ring, variiert zwischen 20 und 100 Kilometern (12 bis 125 Meilen), während Saturns Hunderte oder Zehntausende Kilometer breit sind.

Er fügte hinzu, dass er überrascht war, als seine Ausrüstung die Ringe von Uranus zeigte. Die Ringe waren schließlich erst 1977 bekannt, und dann sahen Astronomen sie nicht wirklich von der Erde aus; sie schlossen ihre Anwesenheit nur, wenn die Ringe an einem Stern vorbeizogen und sein Licht blockierten. Molter kommentierte:

Es ist cool, dass wir dies sogar mit den Instrumenten tun können, die wir [jetzt] haben. Ich habe nur versucht, mir den Planeten so gut wie möglich vorzustellen und habe die Ringe gesehen. Es war wundervoll.

Alles in allem waren die neuen Beobachtungsergebnisse von ALMA und VLT für die Wissenschaftler überraschend; sie hatten nicht erwartet, dass die Ringe so hell aussehen würden wie sie es taten. Stattdessen benutzten sie die Teleskope, um die Temperatur der Atmosphäre von Uranus zu messen, und die hellen Ringe waren ein Bonus. Wie Fletcher bemerkte:


Wir waren erstaunt, als wir die Daten zum ersten Mal reduzierten, als wir die Ringe deutlich herausspringen sahen.

Teilansicht breiter, schwacher Ringe mit kurzen Sternspuren durch sie hindurch.

Der genaueste Blick, den wir bisher von den Ringen des Uranus haben, gesehen von Voyager 2 am 24. Januar 1986. Image viaNASA.

Helle, dünne Ringe Teilansicht mit Sternen im Hintergrund.

Eine weitere Ansicht der Ringe von Voyager 2. Image viaNASA/Wikipedia.

Uranus hat 13 bekannte Ringe, zusammen mit den Bändern kleinerer staubgroßer Partikel dazwischen. Warum die Ringe selbst nur größere Teilchen haben, ist noch nicht bekannt, aber es ist interessant zu sehen, wie sich die Ringe zwischen verschiedenen Planeten unterscheiden. NASAsReisen 2Die Raumsonde fotografierte erstmals 1986 die Ringe von Uranus aus der Nähe und stellte auch fest, dass die Hauptringe wenig bis keine kleineren Partikel enthielten. Leider war es jedoch nicht ausgestattet, um ihre Temperatur zu messen.

Bis schließlich eine weitere Mission nach Uranus geschickt wird, müssen sich die Wissenschaftler hauptsächlich auf Beobachtungen von der Erde verlassen, um dieEisrieseund seine Ringe und Monde. Aber vorher wird das kommende James Webb Space Telescope (JWST) können sich die Ringe genauer ansehen, einschließlich der spektroskopischen Analyse. Sie sind vielleicht nicht so spektakulär wie die von Saturn, aber auf diesen neuesten Bildern leuchten sie heller als je zuvor.

Fazit: Neue Wärmebilder der Uranus-Ringe von den ALMA- und VLT-Teleskopen zeigen, dass sie heller leuchten als je zuvor.

Quelle: Thermische Emission des Uranischen Ringsystems

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