Самая известная «окольцованная» планета — Сатурн. Но еще три небесных тела — Юпитер, Уран и Нептун — тоже имеют кольца, просто их нельзя увидеть столь же легко, как и кольца Сатурна. Кольца Урана были открыты лишь в 1977 году, а детально изучить их смогли только после пролета «Вояджера-2» и запуска космического телескопа «Хаббл». Появление крупных наземных телескопов с адаптивной оптикой — зеркалом, форма которого постоянно подстраивается для компенсации вносимых атмосферой искажений, — тоже существенно помогло астрономам.
В новой статье для Astronomical Journal (пока что доступен только препринт текста) ученые использовали как раз Очень Большой Телескоп (это имя собственное, сокращенно VLT) и радиотелескоп ALMA. Комбинация этих инструментов позволила не только получить изображения колец, но и измерить их температуру. Она оказалась равна температуре жидкого азота, около -196 градусов Цельсия.
Кроме того, астрономы определили состав колец и обнаружили, что самое яркое из них, кольцо ϵ (так и читается: кольцо эпсилон), существенно отличается от всех прочих. Причем под всеми прочими подразумеваются не только другие кольца Урана, но и кольца иных планет-гигантов.
Исследователи выяснили, что эпсилон-кольцо состоит в основном из крупных частиц, включая даже обломки размером с небольшой дом. В то же время внутренние кольца Урана образованы мелкой пылью, а кольца Сатурна и вовсе богаты частицами микрометрового диаметра. Почему эпсилон-кольцо, самое яркое из колец Урана, имеет такую особенность, астрономы пока не знают.
Кольца Урана также имеют ряд иных особенностей. Они заметно тоньше сатурнианских: от 20 до 100 километров против нескольких сотен или даже тысячи километров. Кроме того, они состоят из более темного материала, и почему это так и как вообще эволюционируют кольца планет, тоже остается неясным.
Авторы новых измерений также подчеркивают, что изначально хотели вообще изучать не кольца, а атмосферу газовых гигантов, причем поначалу астрономы хотели наблюдать не Уран, а Юпитер. А на Уран переключились из-за того, что оригинальную цель, Юпитер, наблюдать было все тяжелее: в период наблюдений тот опустился слишком низко к горизонту (чем ниже в небе объект, тем больше помех из-за атмосферы).
Они использовали сочетание радионаблюдений при помощи ALMA с инфракрасными данными VLT. Но полученные изображения проявили кольца настолько хорошо, что ученые решили отойти немного в сторону от намеченного плана: никому раньше не удавалось не только заснять кольца Урана, но и определить их температуру.
«Я вообще подумал, что облажался и понаделал артефактов при съемке (ха-ха, не то чтобы такое было впервые), — написал руководитель исследований Лей Флетчер (Leigh Fletcher) в своем твиттере. — И только когда я отдалил изображение, понял, на что я смотрю».
Артефактами в данном случае называют ложное изображение, которое не имеет ничего общего с реальным объектом, а возникает из-за неправильно настроенного оборудования. Но в данном случае четкое кольцо было совершенно реальным.
Алексей Тимошенко