Vědci objevili zvláštní rozdíly ve dvou prstencích Uranu

Tento snímek Uranu pořídila 6. února 2023 kamera NIRCam (Near-Infrared Camera) na palubě kosmického teleskopu JWST. Snímek odhaluje úžasné pohledy na prstence planety. Kombinovaná pozorování teleskopů JWST, HST a Keck Observatory se zaměřila na dva nejvnitřnější prstence, aby prozkoumala jejich odlišné složení.

Planeta Uran je zvláštní místo. Nejenže jednou za 84,3 pozemských let oběhne kolem Slunce skloněná na bok, ale také se pyšní sadou tenkých prstenců, které jsou na některých místech obklopeny podivnými malými měsíci. Dva z těchto prstenců, prstence μ (na spodním snímku označený mu) a ν (nu), jsou neuvěřitelně slabé, což ztěžuje jejich studium.

Pozorování provedená Hubbleovým vesmírným dalekohledem (HST) a James Webbovým vesmírným dalekohledem (JWST), v kombinaci s daty z Keckovy observatoře na Mauna Kea na Havaji, ukazují, že tyto dva prstence mají různé barvy. Pozorování, která odhalila tyto rozdíly, jsou reflexní spektra, která měřila sluneční světlo odražené od částic prstence.

„Dekódováním světla z těchto prstenců můžeme sledovat jak rozložení velikosti částic, tak i složení, což osvětluje jejich původ a nabízí nový pohled do to, jak se Uranův systém a podobné planety formovaly a vyvíjely,“ řekla Imke de Paterová, profesorka na Kalifornské univerzitě v Berkeley a hlavní autorka článku, který se zabývá těmito zjištěními.

Prstenec μ se ve spektrech jeví modře a je tvořen převážně ledovými částicemi. Nachází se asi 98 000 kilometrů od vrcholu oblaků Uranu. Zajímavé je, že Saturnův prstenec E je také modrý a jeho částice pocházejí z měsíce Enceladus. Uranův prstenec μ a Saturnův prstenec E jsou jediné dva takové prstence známé ve Sluneční soustavě.

Prstenec ν, který se ve spektrech jeví červeně a leží asi 67 000 kilometrů od vrcholu oblaků Uranu, je prachový a skládá se z 10–15 % organických látek bohatých na uhlík. Rozdíly ve složení mezi těmito dvěma prstenci vyvolávají mnoho otázek ohledně původu jejich materiálů a mechanismu jejich přítomnosti v obou prstencích.

Jak se mohou tak lišit?
Podle de Paterové jsou zdroje velmi odlišné. „Materiál prstence ν pochází z dopadů mikrometeoritů na neviditelná skalní tělesa bohatá na organické materiály a srážek mezi nimi,“ řekla. „Zajímavou otázkou je, proč se mateřská tělesa, z nichž tyto prstence pocházejí, tak liší složením.“

Zdrojem ledových částic pro prstenec μ se ukázal být ledový měsíc Mab. Byl objeven v roce 2003 pomocí pozorování HST a na základě nejnovějších pozorování se zdá, že je převážně složen z vodního ledu. Vzhledem k tomu, že obíhá ve stejné vzdálenosti od Uranu jako prstenec μ, pravděpodobně obnovuje částice prstence drobnými ledovými zrny, která jsou při malých dopadech odražena od povrchu měsíčku Mab.

Proč se Mab tak liší od ostatních vnitřních měsíců Uranu? Většinou se jedná o kamenná tělesa a složení měsíce Mab zůstává poněkud záhadou. Odpovědi přinesou další studie dynamického vývoje vnější Sluneční soustavy v čase. Snímky z průletů by také pomohly vědcům lépe porozumět složení satelitu Mab a dalších měsíců obíhajících kolem Uranu.

Historie Uranových prstenců
Uranovy prstence byly druhou soustavou objevenou ve Sluneční soustavě, hned po těch Saturnových. Poprvé byly pozorovány v roce 1977 a sonda Voyager 2 později objevila další dva prstence během svého průletu v roce 1986. HST později objevil dva vnější prstence při pozorováních začínajících v roce 2003. Na rozdíl od Saturnovy soustavy jsou Uranovy prstence slabé a úzké, některé široké jen několik kilometrů. Některé z prstenců jsou opticky husté (což znamená, že jsou silnější), zatímco jiné jsou velmi tenké.

Systém prstenců Uranu je pravděpodobně poměrně mladý. Některé odhady uvádějí jeho stáří na přibližně 500 až 600 milionů let a téměř jistě vznikl srážkami několika měsíců, které kdysi obíhaly kolem planety. Tyto srážky vedly k menším úlomkům, které se samy srážely a vytvářely další menší částice a prach. Tento materiál se nakonec shromažďoval do prstenců, které se neustále obnovují dalšími, menšími srážkami s Mabem a dalším dosud nepozorovaným objektem v systému. Planetologové stále pracují na pochopení mechanismu, který udržuje tyto prstence tak úzké. Roli mohou hrát i tzv. pastýřské měsíce, ale to je třeba ještě prokázat, protože ne každý z úzkých prstenců je ohraničen dvojicí malých měsíců.

Vědci využívající Keck, JWST a HST budou i nadále sledovat změny v Uranových prstencích, včetně změn jasnosti, což by mohlo naznačovat obnovenou aktivitu v systému. „Vidíme náznaky, že se jasnost prstence µ v průběhu času mění, a co by mohlo tyto změny způsobovat, je stále záhadou,“ dodal Matt Hedman, spoluautor a profesor na University of Idaho.

Zdroj: https://www.universetoday.com/articles/scientists-find-peculiar-differences-in-two-uranian-rings a https://keckobservatory.org/uranus-two-outer-rings/

autor: František Martinek