Los anillos de Urano son invisibles para todos, excepto para los telescopios más grandes, ni siquiera fueron descubiertos hasta 1977, pero son sorprendentemente brillantes con las nuevas imágenes de calor del planeta tomadas por dos grandes telescopios en los desiertos de Chile.

El brillo térmico le da a los astrónomos otra ventana a los anillos, que han sido vistos solo porque reflejan un poco de luz en el rango visible u óptico y en el infrarrojo cercano. Las nuevas imágenes tomadas por Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) y Very Large Telescope (VLT) permitieron al equipo por primera vez medir la temperatura de los anillos: un frío de 77 grados Kelvin o 77 grados por encima del cero absoluto la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido y equivalente a 320 grados bajo cero Fahrenheit.

Las observaciones también confirman que el anillo más brillante y más denso de Urano, llamado anillo epsilon, se diferencia de los otros sistemas de anillos conocidos dentro de nuestro sistema solar, en particular los anillos de Saturno de espectacular belleza.

Imagen compuesta de la atmósfera y los anillos de Urano en longitudes de onda de radio, tomadas con la matriz ALMA en diciembre de 2017
Imagen compuesta de la atmósfera y los anillos de Urano en longitudes de onda de radio, tomadas con la matriz ALMA en diciembre de 2017. Crédito: imagen de UC Berkeley por Edward Molter e Imke de Pater

Imke de Pater, profesor de astronomía de UC Berkeley dijo en un comunicado:

“Los anillos principalmente helados de Saturno son anchos, brillantes y tienen un rango de tamaños de partículas, desde el polvo del tamaño de una micra en el anillo D más profundo hasta decenas de metros en el tamaño de los anillos principales. Falta el extremo pequeño en los anillos principales de Urano; el anillo más brillante, épsilon, se compone de rocas del tamaño de una pelota de golf y más grandes”.

En comparación, los anillos de Júpiter contienen en su mayoría partículas pequeñas de tamaño micrométrico (una micra es una milésima de milímetro). Los anillos de Neptuno también son en su mayoría polvo, e incluso Urano tiene amplias hojas de polvo entre sus anillos principales estrechos.

Edward Molter, estudiante graduado, dijo:

“Ya sabemos que el anillo épsilon es un poco raro, porque no vemos las cosas más pequeñas. Algo ha estado barriendo las cosas más pequeñas, o se está juntando. Simplemente no lo sabemos. Este es un paso hacia la comprensión de su composición y si todos los anillos provienen del mismo material de origen, o son diferentes para cada anillo”.

Restos de asteroides o lunas

Los anillos podrían ser antiguos asteroides capturados por la gravedad del planeta, restos de lunas que chocaron entre sí y se rompieron, los restos de lunas se desgarraron cuando se acercaron demasiado a Urano, o restos de la formación de hace 4.500 millones de años.

Representación de Urano
Representación de Urano

Los nuevos datos fueron publicados esta semana en The Astronomical Journal. De Pater y Molter lideraron las observaciones de ALMA, mientras que Michael Roman y Leigh Fletcher de la Universidad de Leicester en el Reino Unido lideraron las observaciones del VLT.

Diferencias con los anillos de Saturno

Molter dijo:

“Los anillos de Urano son diferentes en composición del anillo principal de Saturno, en el sentido de que, en óptica e infrarrojo, el albedo es mucho más bajo: son muy oscuros, como el carbón. También son extremadamente estrechos en comparación con los anillos de Saturno. El más ancho, el anillo épsilon , varía entre 20 y 100 kilómetros de ancho, mientras que los de Saturno tienen 100 o decenas de miles de kilómetros de ancho”.

La falta de partículas del tamaño de polvo en los anillos principales de Urano se observó por primera vez cuando la Voyager 2 voló por el planeta en 1986 y las fotografió. Sin embargo, la nave espacial no pudo medir la temperatura de los anillos.

Imagen de infrarrojo cercano del sistema de anillos de Urano tomada con el sistema de óptica adaptativa en el telescopio Keck de 10 metros en Hawai en julio de 2004. La imagen muestra la luz solar reflejada. Entre los anillos principales, que se componen de partículas de tamaño centímetro o más grandes, se pueden ver láminas de polvo. El anillo de épsilon que se ve en las nuevas imágenes térmicas se encuentra en la parte inferior
Imagen de infrarrojo cercano del sistema de anillos de Urano tomada con el sistema de óptica adaptativa en el telescopio Keck de 10 metros en Hawai en julio de 2004. La imagen muestra la luz solar reflejada. Entre los anillos principales, que se componen de partículas de tamaño centímetro o más grandes, se pueden ver láminas de polvo. El anillo de épsilon que se ve en las nuevas imágenes térmicas se encuentra en la parte inferior. Crédito: imagen de UC Berkeley por Imke de Pater, Seran Gibbard y Heidi Hammel, 2006

Hasta la fecha, los astrónomos han contado un total de 13 anillos en todo el planeta, con algunas bandas de polvo entre los anillos. Los anillos difieren en otros aspectos de los de Saturno.

“Es genial que podamos hacer esto con los instrumentos que tenemos. Estaba tratando de visualizar el planeta lo mejor que pude y vi los anillos. Fue increíble”.

Tanto las observaciones VLT como ALMA fueron diseñadas para explorar la estructura de temperatura de la atmósfera de Urano, con VLT sondeando longitudes de onda más cortas que ALMA.

Fletcher dijo:

“Nos sorprendió ver los anillos saltar claramente cuando redujimos los datos por primera vez”

Esto presenta una oportunidad emocionante para el próximo Telescopio Espacial James Webb, que podrá proporcionar restricciones espectroscópicas enormemente mejoradas en los anillos de Urano en la próxima década.

El estudio científico ha sido publicado en The Astronomical Journal. y puede leerse en el servidor de pre-impresión arXiv.org.

Imagen de portada: Imagen compuesta de la atmósfera y los anillos de Urano en longitudes de onda de radio, tomadas con la matriz ALMA en diciembre de 2017. Crédito: imagen de UC Berkeley por Edward Molter e Imke de Pater

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