gov-civil-vilareal.ptTopel sijaj obročev okoli Urana
>Vsi štirje velikanski planeti v našem osončju imajo obroče. Saturnovi so očitni, Jupitrovi so neverjetno tanki in čeprav ima Neptun obroče, ima eno od njih svetla območja, ki tvorijo bolj očitne loke, katerih vzrok ni znan.
Uran ima tudi obroče. Opazovanja s tal in vesoljskih plovil so pokazala, da obstaja vsaj deset ozkih obročev iz ledenih delcev in tudi trije širši, prašnejši obroči. Uranovi obroči so temni v vidni svetlobi, kar pomeni, da ne odbijajo veliko sončne svetlobe, zato jih je težko videti z Zemlje.
Toda zabavna stvar pri temnih stvareh, ki absorbirajo sončno svetlobo, je, da jih dobijo topleje . Temeljno pravilo fizike je, da karkoli nad temperaturo absolutne ničle oddaja svetlobo, valovna dolžina (barva), kjer oddaja večino svoje energije, pa se spreminja s temperaturo. Torej, medtem ko obroči Urana ne odražajo veliko sončne svetlobe, so dovolj topli, da oddajati svetloba. To bi bilo daleč zunaj tega, kar vidijo naše oči, v daljni infrardeči svetlobi (včasih imenovani toplotna infrardeča) in celo daljših valovnih dolžinah, na primer v milimetrskem območju.
Pred kratkim je astronomi so opazovali Uran v teh valovnih dolžinah z uporabo zelo velikega teleskopa (občutljivega na toplotno IR) in ALMA, velikega milimetrskega/submilimeterskega niza Atacama, oba v Čilu. Namen opazovanj je bil pogledati atmosfero velikanskega planeta, vendar na njihovo presenečenje eden od prstanov je bil dovolj svetel, da ga je mogoče zlahka opaziti na slikah !
Opazovanja Urana in njegovih obročev na različnih valovnih dolžinah (od leve proti desni 3,1 milimetra, 2,1 mm, 1,3 mm in 18,8 mikrona (toplotna infrardeča svetloba) kažejo, da epsilonski obroč oddaja svetlobo. Uran je zelo svetel in je zaradi jasnosti prikrit.) : Molter et al.
Svetel obroč, ki ga lahko vidite na teh slikah, je ε (epsilon) obroč, najsvetlejši od vseh. Čeprav ni vidno z očmi, je na slikah zaznanih tudi več drugih obročev (pojavijo se, če zberete vso svetlobo iz eliptičnih obročev (obročev) okoli Urana na pravilnih razdaljah in dodate vso svetlobo). To je prvič, da so bili obroči vidni pri oddajanju toplotne svetlobe; prejšnja opažanja vedno kažejo, da odsevajo sončno svetlobo.
v vodniku za starše v visoki travi
Najbolj kul pri tem - dobesedno - je, da to pomeni, da je mogoče izmeriti temperaturo obročevih delcev (saj so spet način oddajanja svetlobe predmeti odvisni od temperature). Astronomi so ugotovili, da imajo obročni delci temperaturo 77 Kelvinov -to je približno -200 ° C, okoli temperature, ko se dušik kondenzira iz plina v tekočino. Torej, ja, tukaj govorimo hladno ... a vseeno je to topleje, kot bi pričakovali za led na Uranovi razdalji od Sonca, tudi če so delci temni.
Sestavljena slika Urana in njegovih obročev v milimetrskih valovnih dolžinah prikazuje obroče, ki oddajajo svetlobo zaradi njihove tople temperature 77K. Kredit: Edward Molter in Imke de Pater
Razlog za to je odvisen od nekaj stvari, vključno s tem, kako dobro delci oddajajo toploto (kar se imenuje toplotna vztrajnost ) in kako hitro se posamezni delci vrtijo. Prvi del se vam lahko zdi intuitiven; nekateri vsakdanji predmeti bolje zadržujejo toploto kot drugi. Stekleni pekač za torte ostane vroč dlje kot na primer, ko ga potegnete iz pečice. To pomeni, da ima steklo večjo toplotno vztrajnost kot kovina, zato se ohladi dlje (v resnici je to bolj zapleteno, saj se stvari v vaši kuhinji hladijo s prevodnostjo in segrevajo zrak, ki je v stiku z njim, medtem ko imajo stvari v vesolju oddajanje te toplote kot svetlobe, precej manj učinkovit postopek).
Drugi del, o spin, je nekoliko bolj nenavaden. Tam se dogaja, da obročni delci sedijo na sončni svetlobi, zato se polovica nekoliko segreje od polovice, obrnjene stran od Sonca. Če se delci hitro vrtijo, kateri koli del njihove površine nima veliko časa, da bi oddajal to toploto, preden se ponovno segreje, ko se vrti nazaj na sončno svetlobo. Celoten delček je približno na isti temperaturi. Če se počasi vrti, je stran, obrnjena proti Soncu, veliko toplejša od temne, ki ima čas, da oddaja toploto in se zato ohladi.
Opazovanja obročev kažejo, da so sončne in temne stranice obročevih delcev pri različnih temperaturah, zato se bodisi vrtijo počasi bodisi imajo nizko toplotno vztrajnost. Vem, da se to morda zdi ezoterično, vendar takšni dokazi pomagajo znanstvenikom, da si ustvarijo sliko dogajanja v teh obročih; lahko ugotovimo, iz česa so narejeni obročni delci in kako se odzivajo na svoje okolje.
Ko smo že pri tem, novi rezultati kažejo tudi, da ni veliko prahu med prstani. Nova opažanja niso tako občutljiva na prah, vendar se ujemajo z drugimi opažanji so . Če bi bil tam prah, bi bila opažanja videti drugače.
To tudi pomeni, da so delci v obroču ε precej veliki, pri čemer noben ni manjši od približno centimetra ali več (recimo velikost grozdja ali žogice za golf). To se zelo razlikuje od Saturnovih obročev, kjer so stvari, majhne kot mikron (milijoninka metra; človeški lasje široke približno 100 mikronov), pogoste. Delci v obročih Urana so veliko večji od tega, kar pomeni, da imajo drugačen izvor (ali bolj verjetno drugačno zgodovino) kot Saturnovi obroči. Mogoče se ne meljejo toliko drug v drugega ali pa majhne delce izpiha kakšen mehanizem, ki deluje v okolju Urana.
To ni jasno, zato je treba rešiti še eno skrivnost. Obstaja veliko resnično osnovnih stvari, ki jih o zunanjih planetih še ne poznamo, in takšna opazovanja pomagajo. Še bolje bi bilo, če bi imeli veliko misijo, podobno Cassiniju, na Uran in/ali Neptun, nekaj, kar bi lahko tam preživelo nekaj let, da bi si res dobro ogledali okolico. NASA razmišlja o nekaterih idejah , vendar še vedno ne moremo videti, da dejansko poslanstvo prihaja od njih.
Upam, da se bo to kmalu spremenilo. Uran in Neptun sta edina planeta v sončnem sistemu, ki nista nikoli krožila (če želite o Plutonu razmišljati tudi kot o planetu, ki pa tudi ni New Horizons je dobil na tone slik visoke ločljivosti , kjer so slike Uran in Neptun iz Voyagerja 2 niso tako ostri). O obeh se je treba še veliko naučiti.
