Учёные раскрыли происхождение двух внешних колец Урана с помощью телескопа Keck

Холодный ледяной мир Урана окружён парой колец, чья орбита вдвое дальше, чем у основной системы колец планеты. Каждое из них рассказывает собственную историю – внешнее кольцо кажется голубым, тогда как внутреннее имеет красноватый оттенок. Многие годы астрономы гадали, почему эти кольца так сильно различаются и как появилось каждое из них.

Команда учёных задействовала обсерваторию W. M. Keck на Гавайях, чтобы изучить состав внешних колец Урана и восстановить их историю. Результаты указывают на два принципиально разных сценария формирования. Одно кольцо состоит из крошечных ледяных крупинок, а второе, по всей видимости, возникло из-за долгой череды жёстких столкновений.

Первые девять колец Урана были открыты в 1977 году группой астрономов, наблюдавших за атмосферой планеты. Почти десятилетие спустя миссия Voyager 2 зафиксировала ещё два внутренних кольца и 10 спутников. А в 2004 году, космический телескоп Hubble сфотографировал пару удалённых колец, которые ранее оставались незамеченными из-за своей крайней тусклости и неожиданно большого расстояния от планеты.

Внешние кольца настолько далеки, что их принято называть второй системой колец Урана. Кольцо μ имеет голубой оттенок, как и кольцо E у Сатурна, что указывает на экстремально мелкие частицы в его составе. Кольцо ν при этом красноватое, наподобие других пыльных колец в Солнечной системе.

Разница в цвете намекала на фундаментальные отличия в размерах частиц и их составе. Однако сами кольца тусклые и узкие, из-за чего наблюдать за ними крайне сложно, а данных по кольцевой системе Урана до недавнего времени было мало.

Чтобы раскрыть состав каждого из колец, авторы нового исследования проанализировали, как солнечный свет отражается от внешних колец планеты.

Имке де Патер, профессор Калифорнийского университета в Беркли и ведущий автор работы заявила:

Декодируя свет этих колец, мы можем проследить как распределение частиц по размеру, так и их состав, что проливает свет на их происхождение и даёт новое понимание того, как формировалась и развивалась система Урана и подобные ей планеты.

Команда объединила наблюдения Keck с данными космических телескопов Уэбба и Хаббла, собрав полный спектр колец на разных длинах волн. Кольцо μ по спектру практически совпало с сигнатурой водяного льда – значит, оно состоит из мельчайших ледяных крупинок, выбитых ударами с поверхности маленького спутника Урана Маб.

Кольцо ν при этом сложено из каменистого материала с примесью 10–15% богатых углеродом органических соединений, типичных для внешней части Солнечной системы.

Материал кольца ν поступает от ударов микрометеоритов и столкновений между невидимыми каменистыми телами, богатыми органикой, которые должны вращаться между несколькими известными спутниками.

Новые данные рождают и новые вопросы. Состав кольца μ подтверждает, что спутник Маб состоит преимущественно из водяного льда, в отличие от остальных внутренних спутников Урана, имеющих каменистую природу. Де Патер отметила, что интересным остаётся вопрос, почему родительские тела этих колец так сильно различаются по составу.

Учёные также зафиксировали признаки того, что яркость кольца μ со временем меняется, но причина таких изменений пока неизвестна. Авторы работы полагают, что будущая специализированная миссия к Урану, способная получить снимки планеты с близкого расстояния, поможет разгадать часть загадок, связанных с хаотичным миром его колец и спутников.