Imagem composta da atmosfera de Urano e anéis em comprimentos de onda de rádio, tirada com a matriz ALMA em dezembro de 2017. A imagem mostra a emissão térmica, ou calor, dos anéis de Urano pela primeira vez, permitindo aos cientistas determinar sua temperatura:frígidos 77 Kelvin (-320 F). Faixas escuras na atmosfera de Urano nesses comprimentos de onda mostram a presença de moléculas que absorvem ondas de rádio, em particular sulfeto de hidrogênio gasoso. Regiões brilhantes como o ponto polar norte (ponto amarelo à direita, porque Urano está inclinado para o lado) contêm muito poucas dessas moléculas. Crédito:imagem da UC Berkeley por Edward Molter e Imke de Pater
Os anéis de Urano são invisíveis para todos, exceto para os maiores telescópios - eles nem foram descobertos até 1977 - mas eles são surpreendentemente brilhantes em novas imagens de calor do planeta feitas por dois grandes telescópios nos desertos altos do Chile.
O brilho térmico dá aos astrônomos outra janela para os anéis, que foram vistos apenas porque refletem um pouco de luz no visível, ou óptico, alcance e no infravermelho próximo. As novas imagens obtidas pelo Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) e o Very Large Telescope (VLT) permitiram à equipe medir pela primeira vez a temperatura dos anéis:frios 77 Kelvin, ou 77 graus acima do zero absoluto - a temperatura de ebulição do nitrogênio líquido e equivalente a 320 graus abaixo de zero Fahrenheit.
As observações também confirmam que o anel mais brilhante e denso de Urano, chamado de anel épsilon, difere de outros sistemas de anéis conhecidos em nosso sistema solar, em particular os anéis espetacularmente bonitos de Saturno.
"Os anéis gelados de Saturno são largos, brilhante e tem uma variedade de tamanhos de partícula, de poeira de tamanho mícron no anel D mais interno, a dezenas de metros de tamanho nos anéis principais, "disse Imke de Pater, um professor de astronomia da UC Berkeley. "A pequena extremidade está faltando nos anéis principais de Urano; o anel mais brilhante, épsilon, é composto de rochas maiores e do tamanho de bolas de golfe. "
Por comparação, Os anéis de Júpiter contêm principalmente pequenos, partículas de tamanho mícron (um mícron é um milésimo de milímetro). Os anéis de Netuno também são principalmente poeira, e até mesmo Urano tem grandes camadas de poeira entre seus estreitos anéis principais.
"Já sabemos que o anel épsilon é um pouco estranho, porque não vemos as coisas menores, "disse o estudante Edward Molter." Algo tem varrido as coisas menores, ou está tudo aglomerado. Nós simplesmente não sabemos. Este é um passo para entender sua composição e se todos os anéis vieram do mesmo material de origem, ou são diferentes para cada anel. "
Os anéis podem ser ex-asteróides capturados pela gravidade do planeta, resquícios de luas que colidiram umas com as outras e se estilhaçaram, os restos de luas dilaceradas quando chegaram muito perto de Urano, ou detritos remanescentes da época da formação, 4,5 bilhões de anos atrás.
Imagem no infravermelho próximo do sistema de anéis uranianos obtida com o sistema ótico adaptativo no telescópio Keck de 10 metros no Havaí em julho de 2004. A imagem mostra a luz solar refletida. Entre os anéis principais, que são compostos de partículas centimétricas ou maiores, camadas de poeira podem ser vistas. O anel épsilon visto nas novas imagens térmicas está na parte inferior. Crédito:imagem da UC Berkeley por Imke de Pater, Seran Gibbard e Heidi Hammel, 2006
Os novos dados foram publicados esta semana no The Astronomical Journal . De Pater e Molter lideraram as observações do ALMA, enquanto Michael Roman e Leigh Fletcher, da Universidade de Leicester, no Reino Unido, conduziram as observações do VLT.
"Os anéis de Urano são composicionalmente diferentes do anel principal de Saturno, no sentido de que em óptico e infravermelho, o albedo é muito menor:são muito escuros, como carvão, "Molter disse." Eles também são extremamente estreitos em comparação com os anéis de Saturno. O mais largo, o anel épsilon, varia de 20 a 100 quilômetros de largura, enquanto os de Saturno têm 100 ou dezenas de milhares de quilômetros de largura. "
A falta de partículas do tamanho de poeira nos anéis principais de Urano foi notada pela primeira vez quando a Voyager 2 passou pelo planeta em 1986 e os fotografou. A espaçonave foi incapaz de medir a temperatura dos anéis, Contudo.
A data, astrônomos contaram um total de 13 anéis ao redor do planeta, com algumas faixas de poeira entre os anéis. Os anéis diferem de outras maneiras dos de Saturno.
"É legal podermos fazer isso com os instrumentos que temos, "disse ele." Eu só estava tentando imaginar o planeta da melhor maneira que pude e vi os anéis. Foi fantástico."
As observações do VLT e do ALMA foram projetadas para explorar a estrutura de temperatura da atmosfera de Urano, com VLT sondando comprimentos de onda mais curtos do que ALMA.
"Ficamos surpresos ao ver os anéis saltarem claramente quando reduzimos os dados pela primeira vez, "Fletcher disse.
Isso representa uma oportunidade empolgante para o próximo Telescópio Espacial James Webb, que será capaz de fornecer restrições espectroscópicas amplamente melhoradas nos anéis uranianos na próxima década.
