천왕성의 고리는 밝게 빛나지만 천문학자들에게는 수수께끼를 안겨준다

2017년 12월 ALMA 배열로 촬영한 무선 파장의 천왕성 대기와 고리의 합성 이미지.Edward Molter와 Imke de Pater가 촬영한 UC Berkeley 이미지

새로운 이미지는 대부분의 망원경으로는 거의 보이지 않는 천왕성 주변의 고리를 보여주며, 가시광선과 근적외선 범위의 빛을 반사하면서 밝게 빛납니다. 그러나 그들에게는 왜 작은 먼지 크기의 입자가 포함되어 있지 않은지에 대한 이상한 수수께끼가 있습니다.

천왕성의 고리는 우리 태양계에서 가장 유명한 고리와는 다릅니다. 토성, 이는 크고 얼음입니다. “토성의 주로 얼음 고리는 넓고 밝으며 가장 안쪽에 있는 미크론 크기의 먼지부터 다양한 입자 크기를 가지고 있습니다. UC 버클리 천문학 교수 임케 드 페이터(Imke de Pater)는 주 고리의 크기가 수십 미터에 달하는 D 고리를 설명했습니다. 성명. “천왕성의 주 고리에는 작은 끝이 없습니다. 가장 밝은 고리인 엡실론은 골프공 크기와 더 큰 암석으로 구성되어 있습니다.”

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과학자들은 특히 천왕성 주변의 엡실론 고리를 이해하려고 여전히 노력하고 있습니다. 대학원생인 에드워드 몰터(Edward Molter)는 같은 성명에서 “우리는 엡실론 고리가 약간 이상하다는 것을 이미 알고 있습니다. 왜냐하면 우리는 더 작은 물질을 볼 수 없기 때문입니다.”라고 말했습니다. “뭔가 작은 것들을 휩쓸고 있거나, 모두 함께 빛나고 있습니다. 우리는 단지 모른다. 이는 반지의 구성을 이해하고 모든 반지가 동일한 소스 재료에서 나온 것인지, 아니면 반지마다 다른 것인지를 이해하기 위한 단계입니다.”

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링의 열 방출을 보여주는 이미지는 Atacama Large Millimeter/submillimeter Array를 사용하여 캡처되었습니다. ALMA(Very Large Telescope)와 VLT(Very Large Telescope)를 사용하여 과학자들은 고리의 온도를 측정할 수 있었습니다. 처음으로. 그들은 추운 77켈빈(-320F)인 것으로 밝혀졌습니다.

이미지는 황화수소 가스와 같은 전파를 흡수하는 분자의 존재를 나타내는 천왕성 대기의 어두운 띠를 보여줍니다. 행성 오른쪽의 밝은 노란색 점은 이러한 흡수 분자가 거의 포함되지 않은 북극 지점입니다. 천왕성이 있기 때문에 극점이 이미지 오른쪽에 나타납니다. 거의 완전히 기울어졌습니다 그쪽에.

ALMA와 VLT ​​망원경이 서로 다른 파장에서 포착한 천왕성 고리 시스템의 이미지. 행성 자체는 고리에 비해 매우 밝기 때문에 가려져 있습니다.이미지: Edward Molter, Imke de Pater, Michael Roman 및 Leigh Fletcher, 2019

합성 이미지를 생성하기 위해 링 시스템은 3mm에서 19μm까지 다양한 파장에서 이미지화되었습니다( μm 마이크로미터(마이크로미터, 100만분의 1미터)를 나타냅니다. 이것은 천왕성의 고리가 좁고 먼지 크기의 입자가 부족하다는 것을 보여주었습니다. 대신 고리는 센티미터 크기의 암석으로 구성되어 있으며 고리 사이에 먼지 띠가 있습니다. 지금까지 총 13개의 링이 집계되었습니다.

해당 논문은 출판 전 아카이브에서 보실 수 있습니다. arXiv.

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