Астрономи відкрили нові деталі про загадкові зовнішні кільця планети Уран — і виявилося, що вони мають зовсім різне походження. Дослідження, проведене із використанням даних W. M. Keck Observatory, а також спостережень Hubble Space Telescope і James Webb Space Telescope, дозволило вперше скласти повний спектр відбитого світла для двох слабких кілець — μ і ν.
Ці кільця складно досліджувати через їхню тьмяність і те, що вони розташовані в щільній системі супутників планети. Проте аналіз світла, яке вони відбивають, допоміг ученим зрозуміти не лише їхній склад, а й історію формування.
Дві різні історії
Попри те, що обидва кільця обертаються навколо однієї планети, вони кардинально відрізняються. Раніше вчені помітили, що μ-кільце має блакитний відтінок — це ознака дуже дрібних частинок. Натомість ν-кільце виглядає червонуватим, що більше характерно для пилових і кам’янистих структур.
Нові дані підтвердили ці відмінності. Аналіз показав, що μ-кільце складається переважно з водяного льоду, тоді як ν-кільце містить кам’янистий матеріал із домішками органічних сполук, багатих на вуглець.
Походження кілець
Вчені вважають, що μ-кільце утворилося з крихітних частинок льоду, які вибиваються з невеликого супутника Маб під час ударів мікрометеоритів. Це також підтверджує, що сам супутник складається переважно з водяного льоду.
З ν-кільцем ситуація інша. Його матеріал, імовірно, походить від зіткнень і руйнування невидимих або дуже малих кам’янистих тіл, що обертаються між відомими супутниками. Саме ці об’єкти постачають пил і органічні речовини до кільця.
Як вдалося це з’ясувати
Дослідники об’єднали дані з різних телескопів, щоб отримати повну картину — від видимого світла до інфрачервоного. Особливу увагу привернув сигнал поглинання на довжині хвилі близько 3 мікронів, який спостерігався в обох кільцях.
Однак саме детальний спектральний аналіз дозволив розкрити головну різницю між ними: лід у μ-кільці та кам’янисто-органічна суміш у ν-кільці.
Довга історія відкриттів
Кільця Уран вперше виявили ще у 1977 році, коли астрономи помітили, як зоря кілька разів «згасла» під час проходження планети перед нею. З того часу система кілець поступово відкривала свої таємниці завдяки місії Voyager 2 та космічним телескопам.
Особливо важливим став період, коли Земля проходила через площину кілець — тоді навіть найслабші структури ставали помітнішими.
Нові питання
Попри прорив, дослідження породило нові загадки. Чому супутник Маб має інший склад, ніж більшість внутрішніх супутників Урана? І чому джерела матеріалу для двох кілець настільки різні?
Вчені вважають, що відповіді можна буде отримати лише завдяки майбутнім космічним місіям, які зможуть наблизитися до планети та зробити детальні знімки.
Поки що ж астрономи продовжують спостереження за допомогою наземних і космічних телескопів. Є навіть натяки, що яскравість μ-кільця змінюється з часом — але причини цього явища поки залишаються невідомими. Це відкриття ще раз показує: навіть у межах однієї планети можуть існувати структури з абсолютно різною історією — і кожна з них допомагає краще зрозуміти еволюцію всієї Сонячної системи.