בסוף שנות השבעים גילו מדענים תגלית מעניינת למדי על ענקיות הגז של מערכת השמש. הודות לתצפיות מתמשכות המשתמשות באופטיקה משופרת, נחשף שלענקיות הגז כמו אורנוס - ולא רק שבתאי - יש מערכות טבעת סביבן. ההבדל העיקרי הוא שמערכות טבעות אלה אינן נראות בקלות ממרחק באמצעות אופטיקה קונבנציונאלית ודורשות תזמון יוצא דופן כדי לראות שהאור משתקף מהן.
דרך נוספת ללמוד אותם היא להתבונן בכוכב הלכת שלהם באורכי גל אינפרא אדום או רדיו. זה הוכח לאחרונה על ידי צוות אסטרונומים שערך תצפיות על אורנוס באמצעות מערך מילולית / תת מילימטר אטקמה גדול (ALMA) וטלסקופ גדול מאוד (VLT). בנוסף להשגת קריאות טמפרטורה מהטבעות, הם אישרו את מה שמדענים רבים חשדו בהם מזה זמן.
המחקר המתאר את הממצאים שלהם, "פליטות תרמיות ממערכת הטבעת האוראנית", הופיע לאחרונה ב כתב העת האסטרונומי. צוות המחקר כלל אדוארד מולטר ואימקה דה פטר מאוניברסיטת קליפורניה, ברקלי (שערך את תצפיות ה- ALMA) ואילו מייקל רומן וליי פלטשר (מאוניברסיטת לסטר) ערכו את תצפיות ה- VLT.
בעוד וויליאם הרשל תיאר כי ראה טבעת אפשרית סביב אורנוס כבר בשנת 1789, הטבעות של אורנוס לא התגלו באופן סופי עד 1977 על ידי צוות שהשתמש במצפה הכוכב המוטס של נאס"א. תצפיות אלה אישרו את קיומן של ארבע טבעות, ואילו שישה נוספות התגלו זמן קצר לאחר מכן. מתי וויאג'ר 2 עבר את אורנוס בשנת 1986, הוא השיג את התמונות הישירות הראשונות של הטבעות וגילה אחת עשרה.
מאז, מספר הטבעות הנצפות עלה ל -13. בנוסף, תצפיות מאת טלסקופ החלל האבל ומצפה הכוכבים אישרו את קיומם של שתי טבעות שלא היו ידועות קודם לכן, המקיפות את אורנוס במרחק גדול בהרבה, שצבעו כחול ואדום. זה מצביע על כך ש"טבעות חיצוניות "אלה הן בעלות הרכב שונה מזה של הטבעות הפנימיות (שהן אפורות).
למרות הגילויים הללו, הבנה מפורטת של הטבעות של אורנוס (כולל גודל וחלוקת החלקיקים שלה) נותרה מוגבלת עד כה. מכאן הצוות התכנס
מה שהנתונים המשולבים הללו חשפו היה כי המערכת של אורנוס טמפרטורה של 77 K בלבד (-196 ° C; -320 ° F). התצפיות אישרו גם כי הטבעת הבהירה והצפופה ביותר של אורנוס (טבעת אפסילון) שונה משאר מערכות הטבעת הידועות במערכת השמש שלנו. כפי שהסביר אימקה דה פטר, פרופסור לאוניברסיטת ברקלי באוניברסיטת ברקאי בראיון ל"ברקלי ניוז ":
"הטבעות הקפואות בעיקר של שבתאי הן רחבות, בהירות ובעלות מגוון גדלים של חלקיקים, מאבק בגודל מיקרון בקצה D הכי טוב טבעת, עד עשרות מטרים בגודל הטבעות העיקריות. הקצה הקטן חסר בטבעות העיקריות של אורנוס; הטבעת הבהירה ביותר, אפסילון, מורכבת מסלעים בגודל כדור גולף וגדולים יותר. "
זה מבדיל את טבעת אפסילון של אורנוס מהטבעות של סטורן, המורכבות מקרח מים וכמויות אבק הנותרות בגודל ממיקרומטר למטר. זה גם בקנה אחד עם הטבעות של צדק, המכילות בעיקר חלקיקים קטנים בגודל מיקרון וטבעות של נפטון שהם בעיקר אבק. אפילו הטבעות העיקריות של אורנוס כוללות בין היתר יריעות אבק רחבות.
חשוב לדעת את ההרכב והחלוקה של החומר במערכות טבעת אלה
"אנחנו כבר יודעים שטבעת האפסילונים קצת מוזרה, מכיוון שאנחנו לא רואים את הדברים הקטנים יותר. משהו סחף את החפצים הקטנים יותר, או שהכול מסתובב יחד. אנחנו פשוט לא יודעים. זהו צעד לקראת הבנת ההרכב שלהם והאם כל הטבעות הגיעו מאותו חומר מקור, או שהן שונות לכל טבעת.
"הטבעות של אורנוס שונות בהרכב מהטבעת העיקרית של שבתאי, במובן זה שבאופטי ואינפרא אדום, האלבדו הוא הרבה יותר נמוך: הם באמת כהים, כמו פחם. הם גם צרים ביותר בהשוואה לטבעות שבתאי. הרחב ביותר, טבעת האפסילון, משתנה בין 20 ל -100 ק"מ ברוחב, ואילו סטורן רוחב מאה או עשרות אלפי ק"מ. "
חוסר זה של חלקיקים בגודל אבק הבחין לראשונה כאשר וויאג'ר 2 בדיקת החלל טסה על ידי כדור הארץ בשנת 1986, אך החללית לא הצליחה למדוד את טמפרטורת הטבעות באותה העת. עם זאת, תצפיות ה- VLT והן ה- ALMA תוכננו (בחלקן) בכדי להיות מסוגלים לחקור את מבנה הטמפרטורה של האטמוספרה של אורנוס.
באופן מעניין, זה בדיוק מה שצוות המחקר ניסה לעשות באותה תקופה. אבל כשהפחיתו את הנתונים, הם הבחינו במשהו מרשים עוד יותר: הטבעות של אורנוס מאירות לעברם. "זה מגניב שנוכל אפילו לעשות זאת עם הכלים שיש לנו," אמר מולטר. "פשוט ניסיתי לדמיין את כדור הארץ כמיטב יכולתי וראיתי את הטבעות. זה היה מדהים."
תוצאות המחקר מלהיבות במיוחד כשחושבים על כך שהטלסקופים מהדור הבא שייקח לחלל בשנים הבאות (כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב) יוכלו לצפות בטבעות בדיוק רב יותר ורגישות רבה יותר. תצפיות אלה יאפשרו לאסטרונומים להציב אילוצים ספקטרוסקופיים משופרים במידה רבה על מערכת הטבעות של אורנוס, ואולי גם של ענקיות הגז האחרות.
