Die Ringe des Uranus leuchten hell, sind aber für Astronomen ein Rätsel

Zusammengesetztes Bild der Atmosphäre und der Ringe von Uranus im Radiowellenlängenbereich, aufgenommen mit dem ALMA-Array im Dezember 2017.UC Berkeley-Bild von Edward Molter und Imke de Pater

Neue Bilder zeigen die Ringe um Uranus, die für die meisten Teleskope fast unsichtbar sind und hell leuchten, da sie Licht im sichtbaren und nahen Infrarotbereich reflektieren. Aber es gibt ein seltsames Rätsel: Warum sie keine kleinen staubgroßen Partikel enthalten.

Die Ringe des Uranus unterscheiden sich von den berühmtesten Ringen unseres Sonnensystems, den man überall sieht Saturn, die groß und eisig sind. „Die hauptsächlich aus Eis bestehenden Ringe des Saturn sind breit, hell und weisen eine Reihe von Partikelgrößen auf, von mikrometergroßem Staub im Innersten „D-Ring, in den Hauptringen mehrere zehn Meter groß“, erklärte Imke de Pater, Professorin für Astronomie an der UC Berkeley, in einem Stellungnahme. „In den Hauptringen des Uranus fehlt das kleine Ende; Der hellste Ring, Epsilon, besteht aus golfballgroßen und größeren Steinen.“

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Insbesondere den Epsilon-Ring um Uranus versuchen die Wissenschaftler noch zu verstehen. „Wir wissen bereits, dass der Epsilon-Ring etwas seltsam ist, weil wir die kleineren Dinge nicht sehen“, sagte Doktorand Edward Molter in derselben Erklärung. „Irgendetwas hat die kleineren Dinge weggefegt, oder es verklumpt alles. Wir wissen es einfach nicht. Dies ist ein Schritt zum Verständnis ihrer Zusammensetzung und der Frage, ob alle Ringe aus demselben Ausgangsmaterial stammen oder bei jedem Ring unterschiedlich sind.“

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Die Bilder, die die thermischen Emissionen der Ringe zeigen, wurden mit dem Atacama Large Millimeter/submillimeter Array aufgenommen (ALMA) und das Very Large Telescope (VLT), mit dem die Wissenschaftler auch die Temperatur der Ringe messen konnten erstes Mal. Es wurde festgestellt, dass es kühle 77 Kelvin (-320 F) waren.

Das Bild zeigt die dunklen Bänder in der Atmosphäre von Uranus, die auf das Vorhandensein von Molekülen hinweisen, die Radiowellen absorbieren, wie beispielsweise Schwefelwasserstoffgas. Der leuchtend gelbe Punkt auf der rechten Seite des Planeten ist der Nordpolfleck, der nur wenige dieser absorbierenden Moleküle enthält. Der Polarfleck erscheint auf der rechten Seite des Bildes, weil Uranus dort ist fast vollständig gekippt auf seiner Seite.

Bilder des Uran-Ringsystems, aufgenommen bei verschiedenen Wellenlängen mit den ALMA- und VLT-Teleskopen. Der Planet selbst ist maskiert, da er im Vergleich zu den Ringen sehr hell ist.Bilder von Edward Molter, Imke de Pater, Michael Roman und Leigh Fletcher, 2019

Um das zusammengesetzte Bild zu erstellen, wurde das Ringsystem bei verschiedenen Wellenlängen von 3 mm bis 19 μm abgebildet μm steht für Mikrometer, also ein Millionstel Meter. Dies zeigte, dass die Ringe des Uranus schmal sind und keine staubgroßen Partikel enthalten – stattdessen bestehen die Ringe aus zentimetergroßen Gesteinen mit Staubbändern zwischen den Ringen. Bisher wurden insgesamt 13 Ringe gezählt.

Das Papier kann im Vorveröffentlichungsarchiv eingesehen werden arXiv.

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