Imagen compuesta de la atmósfera y los anillos de Urano en longitudes de onda de radio, tomada con el arreglo de ALMA en diciembre de 2017. La imagen muestra emisión térmica, o calor, de los anillos de Urano por primera vez, permitiendo a los científicos determinar su temperatura:un frígido 77 Kelvin (-320 F). Las bandas oscuras en la atmósfera de Urano en estas longitudes de onda muestran la presencia de moléculas que absorben las ondas de radio, en particular sulfuro de hidrógeno gaseoso. Regiones brillantes como la mancha polar norte (mancha amarilla a la derecha, porque Urano está inclinado de lado) contienen muy pocas de estas moléculas. Crédito:UC Berkeley imagen por Edward Molter e Imke de Pater
Los anillos de Urano son invisibles para todos, excepto para los telescopios más grandes (ni siquiera fueron descubiertos hasta 1977), pero son sorprendentemente brillantes en nuevas imágenes de calor del planeta tomadas por dos grandes telescopios en los desiertos altos de Chile.
El resplandor térmico les da a los astrónomos otra ventana a los anillos, que se han visto solo porque reflejan un poco de luz en lo visible, u óptico, rango y en el infrarrojo cercano. Las nuevas imágenes tomadas por el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) y el Very Large Telescope (VLT) permitieron al equipo por primera vez medir la temperatura de los anillos:unos fríos 77 Kelvin, o 77 grados por encima del cero absoluto, la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido y equivalente a 320 grados bajo cero Fahrenheit.
Las observaciones también confirman que el anillo más brillante y denso de Urano, llamado anillo épsilon, difiere de los otros sistemas de anillos conocidos dentro de nuestro sistema solar, en particular, los anillos de Saturno espectacularmente hermosos.
"Los anillos principalmente helados de Saturno son anchos, brillantes y tienen una variedad de tamaños de partículas, del polvo del tamaño de una micra en el anillo D más interno, a decenas de metros de tamaño en los anillos principales, "dijo Imke de Pater, profesor de astronomía de UC Berkeley. "Falta el extremo pequeño en los anillos principales de Urano; el anillo más brillante, épsilon, se compone de rocas del tamaño de una pelota de golf y más grandes ".
En comparación, Los anillos de Júpiter contienen en su mayoría pequeños, partículas del tamaño de un micrón (un micrón es una milésima de milímetro). Los anillos de Neptuno también son en su mayoría polvo, e incluso Urano tiene amplias capas de polvo entre sus estrechos anillos principales.
"Ya sabemos que el anillo épsilon es un poco extraño, porque no vemos las cosas más pequeñas, ", dijo el estudiante graduado Edward Molter." Algo ha estado barriendo las cosas más pequeñas, o es todo glomming juntos. Simplemente no lo sabemos. Este es un paso hacia la comprensión de su composición y si todos los anillos provienen del mismo material de origen, o son diferentes para cada anillo ".
Los anillos podrían ser antiguos asteroides capturados por la gravedad del planeta, restos de lunas que chocaron entre sí y se hicieron añicos, los restos de lunas destrozadas cuando se acercaron demasiado a Urano, o escombros remanentes desde el momento de su formación hace 4.500 millones de años.
Imagen de infrarrojo cercano del sistema de anillos de Urano tomada con el sistema de óptica adaptativa en el telescopio Keck de 10 metros en Hawai en julio de 2004. La imagen muestra la luz solar reflejada. Entre los anillos principales, que se componen de partículas de un centímetro o más, se pueden ver hojas de polvo. El anillo épsilon que se ve en las nuevas imágenes térmicas está en la parte inferior. Crédito:UC Berkeley imagen por Imke de Pater, Seran Gibbard y Heidi Hammel, 2006
Los nuevos datos se publicaron esta semana en The Diario astronómico . De Pater y Molter dirigieron las observaciones de ALMA, mientras que Michael Roman y Leigh Fletcher de la Universidad de Leicester en el Reino Unido dirigieron las observaciones del VLT.
"Los anillos de Urano son composicionalmente diferentes del anillo principal de Saturno, en el sentido de que en óptica e infrarrojos, el albedo es mucho más bajo:son muy oscuros, como el carboncillo, "Dijo Molter." También son extremadamente estrechos en comparación con los anillos de Saturno. La mayor cantidad, el anillo épsilon, varía de 20 a 100 kilómetros de ancho, mientras que los de Saturno tienen 100 o decenas de miles de kilómetros de ancho ".
La falta de partículas del tamaño de polvo en los anillos principales de Urano se notó por primera vez cuando la Voyager 2 sobrevoló el planeta en 1986 y las fotografió. La nave espacial no pudo medir la temperatura de los anillos, sin embargo.
Hasta la fecha, los astrónomos han contado un total de 13 anillos alrededor del planeta, con algunas bandas de polvo entre los anillos. Los anillos se diferencian en otros aspectos de los de Saturno.
"Es genial que incluso podamos hacer esto con los instrumentos que tenemos, ", dijo." Solo estaba tratando de imaginar el planeta lo mejor que pude y vi los anillos. Fue increíble."
Tanto las observaciones del VLT como de ALMA se diseñaron para explorar la estructura de temperatura de la atmósfera de Urano, con VLT sondeando longitudes de onda más cortas que ALMA.
"Nos sorprendió ver que los anillos saltaban claramente cuando redujimos los datos por primera vez, "Dijo Fletcher.
Esto presenta una oportunidad emocionante para el próximo telescopio espacial James Webb, que podrá proporcionar restricciones espectroscópicas enormemente mejoradas en los anillos de Urano en la próxima década.
