Uranus’ mysterieuze ringen blijken een wel erg koele -196 graden Celsius oftewel 77 graden Kelvin te zijn.
Saturnus staat bekend om zijn ringen. Maar deze gasreus is niet de enige die omgeven wordt door schijven ruimtepuin. Hoewel ze een stuk minder goed te zien zijn, hebben Jupiter, Neptunus en Uranus de ringen ook.
Astronomen van de Berkeley-universiteit richtten hun aandacht op die laatste planeet, ijsreus Uranus. Met behulp van telescopen ALMA en VLT brachten ze voor het eerst de warmteprofielen van diens ringen in beeld. Daarmee achterhaalde het team niet alleen de temperatuur van de disks, het onthulde ook hoe erg de ringen verschillen van die van Saturnus. Het onderzoek wordt gepubliceerd in vakblad The Astronomical Journal.
Lees ook:
Praktisch onzichtbaar
In tegenstelling tot de ringen van Saturnus, die men al sinds 1610 kent, weten we pas van die van Uranus af sinds 1977. Ze reflecteren slechts kleine beetjes zichtbaar en nabij-infraroodlicht (NIR) (zie afbeelding hieronder), wat ze zo goed als onzichtbaar maakt.
Uranus’ ringen in het nabij-infrarode lichtspectrum gemaakt door de Keck-telescoop in 2004. ε staat voor epsilon, de helderste en meest compacte van de ringen. © Imke de Pater, Seran Gibbard en Heidi Hammel/Icarus
Omdat alleen de krachtigste telescopen de ringen kunnen spotten, wendden de onderzoekers zich tot de Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) en de Very Large Telescope (VLT) in Chili. Daarmee schoten ze voor het eerst ‘warmteplaatjes’ van Uranus’ mysterieuze disks; een koele -196 graden Celsius blijken ze te zijn.
Astronoom Lucas Ellerbroek spreekt van een mooie waarneming. “Het laat zien hoe krachtig de combinatie van de VLT en ALMA is voor de detectie van koud, met het blote oog onzichtbaar materiaal.”
Samengesteld beeld van Uranus’ atmosfeer en het ringsysteem gemaakt door ALMA in december 2017. De afbeelding is de eerste van het warmteprofiel, oftwel de hittestraling van de ringen. © Edward Molter en Imke de Pater/UC Berkeley
Anders dan anders
De nieuwe waarnemingen bevestigen ook dat vooral de helderste en meest compacte van het stel, de epsilonring, anders is dan andere. In de ijzige ringen van Saturnus vind je zo heel fijn materiaal in de binnenste ringen tot tientallen meters grote hompen in de buitenste. Maar dat ‘fijnstof’ ontbreekt bij Uranus’ epsilon. “Die bestaat vooral uit materiaal ter grootte van kiezelstenen”, vertelt Ellerbroek. “Dat suggereert een heel andere oorsprong.”
Ook zijn de ringen van Uranus veel donkerder en smaller dan die van Saturnus. De epsilonring, de breedste van het stel, blijkt 20 tot 100 kilometer breed, terwijl Saturnus’ disks makkelijk tientallen tot duizenden kilometers beslaan.
Het warmteprofiel van Uranus’ ringsysteem bij verschillende instellingen van ALMA en VLT. © Molter et al., 2019
Stukje Uranuspuzzel
Dus waarom ziet het ringsysteem van Uranus er zo anders uit? “Wellicht pikt iets het fijne materiaal steeds weg, of klontert het samen”, zegt coauteur Edward Molter. “Maar we weten het simpelweg niet.” Het onderzoek is dan ook vooral een stap in de juiste richting het mysterie van Uranus’ ringen en hun ontstaan te ontrafelen. In de toekomst zal onder meer de gloednieuwe James Webb-ruimtetelescoop een steentje bijdragen.
Ellerbroek is voornamelijk benieuwd of de ontdekking ook het mysterie van de ontstaansgeschiedenis van het manensysteem van Uranus kan oplossen. “De draai-as van de planeet en zijn manen is bijna een kwartslag gekanteld ten opzichte van andere planeten. Dat suggereert dat er ooit een botsing is geweest met een groot object die mogelijk ook tot de manen en ringen heeft geleid. Hopelijk,” besluit Ellerbroek, “is deze studie daarmee een nieuw stukje in de Uranuspuzzel.”
Het onderzoek is momenteel beschikbaar op preprintserver ArXiv.org.
Bronnen: arXiv.org, UC Berkeley, New Atlas
Beeld: Edward Molter en Imke de Pater/UC Berkeley
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!