Два внешних кольца Урана имеют совершенно разное происхождение
Астрономы, использующие обсерваторию им. Уильяма Кека на острове Мауна-Кеа, Гавайи, раскрывают новые сведения о составе и происхождении двух внешних колец Урана. Используя данные из архива обсерватории Кека (KOA) в сочетании с наблюдениями, проведенными космическими телескопами Хаббл (HST) и Джеймса Уэбба (JWST), исследователи построили первый полный спектр отражения (солнечного света, отраженного от колец) колец μ и ν, подтвердив их цвета и раскрыв их детальный состав. Эти кольца необычны тем, что они чрезвычайно тусклые и вращаются внутри плотной системы из 14 внутренних спутников планеты. Полученные результаты указывают на две совершенно разные версии происхождения. Исследование, проведенное Калифорнийским университетом в Беркли, опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Planets.
Фото. Внешние кольца Урана, сфотографированные телескопом JWST 2 февраля 2025 года в широкополосных фильтрах с центрами на 3,2 мм (слева) и 1,5 мм (справа). Кольца m и n обозначены стрелками. Левая часть: Изображение F322W2: для визуализации всей системы интенсивность излучения Урана и его главных колец уменьшена в 100 раз. Правая часть: Изображение F150W2: чтобы увидеть кольца m и n на фоне рассеянного света от Урана и главных колец, это изображение было обработано фильтром верхних частот. Авторство: NASA, ESA. Обработка изображений: Имке де Патер, Мэтт Хедман.
Хотя кольца Урана μ и ν вращаются вокруг одной и той же планеты, они принципиально различаются. Предыдущие наблюдения с помощью объединенной обсерватории Кека и телескопа Хаббл показали, что кольцо μ имеет синий цвет, что является признаком наличия чрезвычайно мелких частиц, в то время как красноватый оттенок кольца ν указывает на более типичное пылевое кольцо.
Когда телескоп JWST подключился к сети и начал наблюдения Урана, исследовательская группа использовала все его данные, полученные на разных длинах волн инфракрасного излучения, в сочетании с наблюдениями обсерватории Кека и телескопа HST для построения полного спектра от видимого до инфракрасного диапазона. Анализируя отражение солнечного света от колец, команда выявила сильную полосу поглощения вблизи длины волны 3 микрона (3 миллионных доли метра), видимую в инфракрасном диапазоне, для обоих колец.
Моделировании детальных спектров дало: кольцо μ точно соответствует спектральной сигнатуре водяного льда, в то время как кольцо ν явно состоит из каменистого материала, смешанного примерно с 10–15% богатых углеродом органических соединений, обычно встречающихся во внешней части Солнечной системы.
По всей видимости, кольцо μ состоит из мельчайших ледяных зерен, отколовшихся от небольшого (12 км) спутника планеты, Маб, в результате ударов микрометеоритов. Интересно, что ледяной состав кольца μ также подтверждает, что спутник Маб состоит преимущественно из водяного льда.
Новые данные о кольцах µ и ν поднимают интересный вопрос: почему Маб, источник кольца µ, так сильно отличается от других, более каменистых внутренних спутников Урана?
