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Los anillos planetarios de Urano brillan en luz fría

Utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Very Large Telescope (VLT), los astrónomos han fotografiado los fríos anillos rocosos que rodean el planeta Urano. En lugar de observar la luz solar reflejada de estos anillos, ALMA y el VLT tomaron imágenes del brillo milimétrico e infrarrojo medio emitido naturalmente por las partículas fríamente frías de los propios anillos. Solo descubiertos en 1977, los anillos de Urano son invisibles para la mayoría, excepto para los telescopios más grandes. Sin embargo, son sorprendentemente brillantes en las imágenes térmicas de ALMA y VLT.

El resplandor térmico da a los astrónomos otra ventana a los anillos, que solo se han visto porque reflejan un poco de luz del Sol. Las nuevas imágenes tomadas por ALMA y el VLT permitieron al equipo medir por primera vez la temperatura de los anillos: un frío de -196,15º centígrados.

Imagen compuesta de la atmósfera y los anillos de Urano en longitudes de onda de radio, tomada con el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). La imagen muestra la emisión térmica, o calor, de los anillos de Urano por primera vez, lo que permite a los científicos determinar que su temperatura es de 77 K (-320 F). Las bandas oscuras en la atmósfera de Urano en estas longitudes de onda muestran la presencia de moléculas que absorben la luz de radio, en particular el gas sulfuro de hidrógeno (H2S), mientras que las regiones brillantes como la mancha polar norte contienen muy pocas de estas moléculas. Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); E. Molter e I. de Pater.

Las observaciones también confirman que Epsilon, el anillo más brillante y denso de Urano, difiere de los otros anillos conocidos dentro de nuestro sistema solar, en particular, los anillos espectacularmente hermosos de Saturno, que “son anchos, brillantes y tienen un rango de tamaños de partículas, desde polvo del tamaño de micras en el anillo D más interno hasta decenas de metros de tamaño en los anillos principales” dijo Imke de Pater, profesor de astronomía de UC Berkeley. “El extremo pequeño falta en los anillos principales de Urano; el anillo más brillante, epsilon, está compuesto por rocas del tamaño de una pelota de golf y más grandes”.

En comparación, los anillos de Júpiter contienen en su mayoría partículas pequeñas del tamaño de micras (una micra es una milésima parte de un milímetro). Los anillos de Neptuno también son en su mayoría polvo, e incluso Urano tiene hojas anchas de polvo entre sus estrechos anillos principales.

“Ya sabemos que el anillo de Epsilon es un poco extraño porque no vemos las cosas más pequeñas”, dijo Edward Molter, un estudiante graduado de la misma universidad. “Algo ha estado barriendo las cosas más pequeñas, o todo está regodeando. Simplemente no lo sabemos. Este es un paso para comprender mejor su composición y si todos los anillos provienen del mismo material de origen o son diferentes para cada uno”.

Los anillos podrían ser antiguos asteroides capturados por la gravedad del planeta, restos de lunas que se estrellaron entre sí y se hicieron añicos, los restos de lunas destrozadas cuando se acercaron demasiado a Urano o escombros que quedaron de la formación hace 4.500 millones de años.

Los nuevos datos fueron publicados en The Astronomical Journal. De Pater y Molter dirigieron las observaciones de ALMA, mientras que Michael Roman y Leigh Fletcher de la Universidad de Leicester, Reino Unido, dirigieron las observaciones del VLT.

“Los anillos de Urano son composicionalmente diferentes del anillo principal de Saturno, en el sentido de que en óptica e infrarrojo, el albedo, por lo tanto la capacidad de reflectancia, es mucho menor: son realmente oscuros, como el carbón”, dijo Molter. También son extremadamente estrechos en comparación con los anillos de Saturno. El más ancho de ellos, Epsilon, varía de 20 a 100 kilómetros de ancho, mientras que los de Saturno tienen cientos o decenas de miles de kilómetros de ancho.

La falta de partículas del tamaño del polvo en los anillos principales de Urano se notó por primera vez cuando la Voyager 2 voló por el planeta en 1986, sin embargo, la nave espacial no pudo medir la temperatura de los anillos. Hasta la fecha, los astrónomos han contado un total de 13 anillos alrededor del planeta, con algunas bandas de polvo entre los anillos.

“Es genial que incluso podamos hacer esto con los instrumentos que tenemos”, dijo Molter. “Solo estaba tratando de imaginar el planeta lo mejor que podía, y vi los anillos. Fue increíble”.

Tanto las observaciones del VLT como las de ALMA fueron diseñadas para explorar la estructura de temperatura de la atmósfera de Urano, con el VLT sondeando longitudes de onda más cortas que ALMA.

“Nos sorprendió ver que los anillos saltaban claramente cuando redujimos los datos por primera vez”, dijo Fletcher.

Esto presenta una oportunidad emocionante para el Telescopio Espacial James Webb, que podrá proporcionar detalles enormemente mejorados sobre los anillos de Urano.

Referencia: Artículo científico https://arxiv.org/abs/1905.12566

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