حلقات أورانوس مشرقة بشكل مدهش في صور "الحرارة"

وإليك صورة حرارية مركبة ، تظهر جو وحلقات أورانوس. كانت هذه الملاحظات أول قياس "للحرارة" للحلقات ، والتي هي في الواقع شديدة البرودة. الصورة عبر جامعة كاليفورنيا في بيركلي / إدوارد مولتر / إمكي دي باتر.

تشتهر ساتورن بطبيعة الحال بحلقاتها المهيبة ، لكن كوكب المشتري وأورانوس ونبتون يتمتعان جميعًا بأنظمة حلقات. هذه الأنظمة الحلقية جميعها أقل كثافة وهشاشة من أنظمة Saturn ، وتحتاج إلى تلسكوب قوي للغاية أو مركبة فضائية لرؤيتها جيدًا. لكن علماء الفلك الآن التقطوا بعض الصور الحرارية الأرضية الجديدة لعصابات أورانوس ، حيث تبدو مشرقة بشكل مدهش. ولأول مرة ، تمكن الباحثون أيضًا من قياس درجة حرارة الحلقات: درجة حرارة شديدة البرودة 320 درجة تحت الصفر فهرنهايت (-195 درجة مئوية).

تم نشر النتائج التي استعرضها النظراء هذا الأسبوع في المجلة الفلكية التي كتبها Imke de Pater في جامعة كاليفورنيا في بيركلي ومايكل رومان وليغ فليتشر من جامعة ليستر في المملكة المتحدة.

نظام حلقات Uranus كما رأينا في عام 2019 بواسطة تلسكوبات ALMA و VLT. الكوكب نفسه ملثمين لأنه أكثر إشراقاً من الحلقات. حلقات أورانوس عادة ما تكون باهتة لدرجة أنه لا يمكن رؤيتها من خلال التلسكوبات. لم يتم اكتشافهم إلا في عام 1977 ، عندما رآهم علماء الفلك وهم يمرون أمام نجم ، مما حجب ضوءه. الصورة عبر إدوارد مولتر / إيمكي دي باتر / مايكل رومان / لي فليتشر ، 2019.

التقط تلسكوبان مختلفان - صفيف Atacama Large Millimeter / submillimeter (ALMA) و Telescope كبير جدًا (VLT) ، وكلاهما في شمال تشيلي - الصور الجديدة. لقد وجدوا أن حلقة أورانوس ألمع وكثافة - حلقة إبسيلون - لا تشبه أي حلقة أخرى معروفة في النظام الشمسي. توضح البيانات كيف تختلف عن حلقات زحل في التكوين ، مع وجود جزيئات أكبر فقط ، وفقًا لما ذكره دي باتر:

حلقات Saturn الجليدية بشكل أساسي عريضة ومشرقة ولديها مجموعة من أحجام الجسيمات ، بدءًا من الغبار بحجم ميكرون في الحلقة D الداخلية ، إلى عشرات الأمتار في الحلقات الرئيسية. النهاية الصغيرة مفقودة في حلقات أورانوس الرئيسية ؛ تتكون الحلقة الأكثر سطوعًا ، إبسيلون ، من صخور بحجم كرة الجولف وأكبرها.

حصلت فوياجر 2 على هذه الصورة عالية الدقة لعصابة إبسيلون في أورانوس في 23 يناير 1986 ، من مسافة 1.12 مليون كيلومتر (690،000 ميل). الصورة عبر ناسا JPL. اقرأ المزيد عن حلقة إبسيلون.

تختلف حلقات أورانوس أيضًا بشكل ملحوظ عن حلقات كوكب المشتري أو نبتون. الجسيمات الموجودة في حلقات كوكب المشتري صغيرة للغاية ، غبار بحجم ميكرون ، فقط ألف من المليمتر في الحجم ، في حين أن حلقات نبتون معظمها جزيئات بحجم الغبار. لكن أورانوس يحتوي أيضًا على صفائح عريضة من الغبار ، بين الحلقات الرئيسية المؤلفة من الجزيئات الكبيرة. كما لاحظ طالب الدراسات العليا إدوارد مولتر:

نحن نعلم بالفعل أن حلقة إبسيلون غريبة بعض الشيء ، لأننا لا نرى الأشياء الصغيرة. لقد كان هناك شيء ما يكتسح الأشياء الأصغر حجمًا ، أو أنه يتلاشى معًا. نحن فقط لا نعرف. هذه خطوة نحو فهم تركيبها وعما إذا كانت جميع الحلقات تأتي من نفس مصدر المادة ، أو مختلفة لكل حلقة.

التقطت تلسكوب كيك في هاواي في يوليو 2004 هذه الصورة القريبة من الأشعة تحت الحمراء لعصابات أورانوس. على عكس الصور الأخرى الموجودة في هذه الصفحة - والتي تمثل صورًا حرارية تظهر إشعاعًا حراريًا - تظهر هذه الصورة أشعة الشمس المنعكسة عن الحلقات. الصورة عبر جامعة كاليفورنيا في بيركلي / إمكي دي باتر / سيران جيبارد / هايدي هامل ، 2006.

كيف تكون حلقات أورانوس فريدة من نوعها؟ إنها مظلمة وضيقة للغاية ، كما أوضح مولتر:

تختلف حلقات Uranus من الناحية التكوينية عن الحلقة الرئيسية لزحل ، بمعنى أنه في البصري والأشعة تحت الحمراء ، يكون البياض أقل بكثير: فهي مظلمة حقًا ، مثل الفحم. كما أنها ضيقة للغاية مقارنة بحلقات زحل. تتراوح حلقة "إبسيلون" الأوسع نطاقًا من 20 إلى 100 كيلومتر [12 إلى 125 ميلًا] ، بينما يبلغ عرض "ساتورن" مئات أو عشرات الآلاف من الكيلومترات.

وأضاف أنه فوجئ عندما أظهرت معداته حلقات أورانوس. في النهاية ، لم تكن الحلقات معروفة حتى عام 1977 ، ثم لم يرها علماء الفلك من الأرض ؛ استنتجوا وجودهم فقط عندما مرت الحلقات أمام النجم ، مانعة ضوءه. علق مولتر:

إنه لأمر رائع أنه حتى يمكننا القيام بذلك بالأدوات التي لدينا [الآن]. كنت أحاول فقط تصوير الكوكب قدر استطاعتي ورأيت الحلقات. كان رائع.

الكل في الكل ، كانت نتائج الملاحظة الجديدة من ALMA و VLT مفاجئة للعلماء ؛ لم يكونوا يتوقعون أن تبدو الحلقات ساطعة كما فعلوا. كانوا يستخدمون التلسكوبات في الواقع لقياس درجة حرارة الغلاف الجوي لأورانوس بدلاً من ذلك ، وكانت الحلقات الساطعة بمثابة مكافأة. كما لاحظ فليتشر:

لقد دهشنا لرؤية الحلقات تقفز بشكل واضح عندما قمنا بتخفيض البيانات لأول مرة.

أقرب نظرة لدينا حتى الآن من حلقات أورانوس ، كما رأينا في فوياجر 2 في 24 يناير 1986. Image via NASA.

منظر آخر للخواتم من فوياجر 2. صورة عبر ناسا / ويكيبيديا.

أورانوس لديه 13 حلقة معروفة ، جنبا إلى جنب مع عصابات من جزيئات أصغر حجم الغبار بينهما. فقط لماذا الحلقات نفسها تحتوي فقط على جزيئات أكبر غير معروف حتى الآن ، ولكن من المثير للاهتمام رؤية تباين الحلقات بين الكواكب المختلفة. صورت مركبة الفضاء فوياجر 2 التابعة لناسا لأول مرة حلقات أورانوس عن قرب في عام 1986 ، ووجدت أيضًا أن الحلقات الرئيسية بها جزيئات صغيرة أو معدومة. لسوء الحظ ، لم يكن مجهزًا لقياس درجة حرارته.

وإلى أن يتم إرسال مهمة أخرى في نهاية المطاف إلى أورانوس ، سيتعين على العلماء في الغالب الاعتماد على ملاحظات من الأرض لمواصلة دراسة عملاق الجليد وحلقاته وأقماره. ولكن قبل ذلك ، سيكون بإمكان James Webb Space Telescope (JWST) إلقاء نظرة أكثر تفصيلاً على الحلقات ، بما في ذلك التحليل الطيفي. قد لا تكون مذهلة مثل زحل ، لكنها تتوهج أكثر إشراقًا من أي وقت مضى في هذه الصور الحديثة.

خلاصة القول: إن الصور الحرارية الجديدة لعصابات Uranus من مقاريب ALMA و VLT تُظهرها متوهجة أكثر سطوعًا من أي وقت مضى.

المصدر: الانبعاثات الحرارية من نظام الحلقات Uranian

عبر بيركلي نيوز