Alla fine degli anni '70, gli scienziati hanno fatto una scoperta piuttosto interessante sui giganti gassosi del Sistema Solare. Grazie alle osservazioni in corso che utilizzano un'ottica migliorata, è stato rivelato che i giganti gassosi come Urano - e non solo Saturno - hanno sistemi ad anello su di essi. La differenza principale è che questi sistemi ad anello non sono facilmente visibili a distanza usando l'ottica convenzionale e richiedono un tempismo eccezionale per vedere la luce che viene riflessa da essi.
Un altro modo per studiarli è osservare il loro pianeta in lunghezze d'onda a infrarossi o radio. Ciò è stato recentemente dimostrato da un team di astronomi che hanno condotto osservazioni su Urano usando l'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) e il Very Large Telescope (VLT). Oltre a ottenere letture della temperatura dagli anelli, hanno confermato ciò che molti scienziati sospettavano da loro da tempo.
Lo studio che descrive i loro risultati, "Emissioni termiche dal sistema ad anello uraniano", è apparso di recente in The Astronomical Journal. Il gruppo di studio era composto da Edward Molter e Imke de Pater dell'Università della California, Berkeley (che ha condotto le osservazioni ALMA) mentre Michael Roman e Leigh Fletcher (dell'Università di Leicester) hanno condotto le osservazioni VLT.
Mentre William Herschel descrisse di aver visto un possibile anello intorno a Urano già nel 1789, gli anelli di Urano non furono definitivamente scoperti fino al 1977 da una squadra che utilizzava l'Osservatorio disperso nell'aria della Kuiper della NASA. Queste osservazioni confermarono l'esistenza di quattro anelli, mentre altri sei furono scoperti poco dopo. quando Voyager 2 superato Urano nel 1986, ottenne le prime immagini dirette degli anelli e ne rilevò un undicesimo.
Da allora, il numero totale di anelli osservati è salito a tredici. Inoltre, le osservazioni del Telescopio spaziale Hubble e l'Osservatorio di Keck ha confermato l'esistenza di due anelli precedentemente sconosciuti che orbitano attorno a Urano a una distanza molto maggiore di colore blu e rosso. Ciò indica che questi "anelli esterni" hanno una composizione diversa rispetto agli anelli interni (che sono grigi).
Nonostante queste scoperte, una comprensione dettagliata degli anelli di Urano (inclusa la dimensione e la distribuzione delle sue particelle) è rimasta scarsamente limitata fino ad ora. Ecco perché la squadra si è unita
Ciò che questi dati combinati rivelarono fu che il sistema di Urano aveva una temperatura di soli 77 K (-196 ° C; -320 ° F). Le osservazioni hanno anche confermato che l'anello più luminoso e più denso di Urano (l'anello di Epsilon) differisce dagli altri sistemi di anelli noti nel nostro sistema solare. Come ha spiegato Imke de Pater, professore di astronomia dell'UC Berkeley, in un'intervista a Berkeley News:
"Gli anelli prevalentemente ghiacciati di Saturno sono ampi, luminosi e hanno una gamma di dimensioni delle particelle, dalla polvere di dimensioni micron nella D più interna squillare, a decine di metri negli anelli principali. La piccola estremità manca negli anelli principali di Urano; l'anello più luminoso, epsilon, è composto da rocce grandi come una pallina da golf ”.
Questo distingue l'anello Epsilon di Urano dagli anelli di Saturno, che sono composti da ghiaccio d'acqua e tracciano quantità di polvere che variano in dimensioni da micrometri a metri. È anche in contrasto con gli anelli di Giove, che contengono per lo più piccole particelle di dimensioni micron e anelli di Nettuno che sono principalmente polvere. Anche gli anelli principali di Urano hanno anche ampi strati di polvere tra di loro.
Conoscere la composizione e la distribuzione della materia in questi sistemi ad anello è importante
"Sappiamo già che l'anello epsilon è un po 'strano, perché non vediamo le cose più piccole. Qualcosa ha spazzato via le cose più piccole, o è tutto sommerso. Non lo sappiamo. Questo è un passo verso la comprensione della loro composizione e se tutti gli anelli provengono dallo stesso materiale sorgente o sono diversi per ciascun anello.
"Gli anelli di Urano sono diversi dal punto di vista compositivo rispetto all'anello principale di Saturno, nel senso che in ottica e infrarossi l'albedo è molto più basso: sono davvero scuri, come il carbone. Sono anche estremamente stretti rispetto agli anelli di Saturno. Il più largo, l'anello epsilon, varia da 20 a 100 chilometri di larghezza, mentre quello di Saturno è largo 100 o decine di migliaia di chilometri ".
Questa mancanza di particelle delle dimensioni di una polvere è stata notata per la prima volta quando Voyager 2 la sonda spaziale volò dal pianeta nel 1986, ma il veicolo spaziale non era in grado di misurare la temperatura degli anelli in quel momento. Tuttavia, entrambe le osservazioni VLT e ALMA sono state progettate (in parte) per essere in grado di esplorare la struttura della temperatura dell'atmosfera di Urano.
È interessante notare che questo è esattamente ciò che il team di studio stava tentando di fare in quel momento. Ma quando hanno ridotto i dati, hanno notato qualcosa di ancora più impressionante: gli anelli di Urano che li illuminavano intensamente. "È bello poterlo fare anche con gli strumenti che abbiamo", ha detto Molter. “Stavo solo cercando di immaginare il pianeta nel miglior modo possibile e ho visto gli anelli. È stato stupefacente."
I risultati di questo studio sono particolarmente entusiasmanti se si considera che i telescopi di prossima generazione che porteranno nello spazio nei prossimi anni (come il James Webb Space Telescope) saranno in grado di visualizzare gli anelli con ancora maggiore precisione e sensibilità. Queste osservazioni permetteranno agli astronomi di porre vincoli spettroscopici notevolmente migliorati sul sistema di anelli di Urano, e possibilmente quelli degli altri giganti gassosi.
