gov-civil-vilareal.ptDen varme glød af ringe omkring Uranus
>Alle fire kæmpe planeter i vores solsystem har ringe. Saturns er indlysende, Jupiters er utroligt tynde, og mens Neptun har ringe, har en af dem lyse områder, der danner mere tydelige buer, hvis årsag er ukendt.
Uranus har også ringe. Observationer fra jorden og fra rumfartøjer har bestemt, at der er mindst ti smalle ringe lavet af iskolde partikler, og også tre bredere, støvere ringe. Uranus ringe er mørke i synligt lys, hvilket betyder, at de ikke reflekterer meget sollys, hvilket gør dem svære at se fra Jorden.
Men en sjov ting ved mørke ting, der absorberer sollys, er, at de får varmere . En grundlæggende fysikregel er, at alt over en temperatur på absolut nul udsender lys, og bølgelængden (farve), hvor den udsender det meste af sin energi, ændres med temperaturen. Så selvom ringene til Uranus ikke reflekterer meget sollys, er de varme nok til udsende lys. Det ville være langt uden for det, vores øjne kan se, i langt infrarød (undertiden kaldet termisk infrarød) og endnu længere bølgelængder, som i millimeterområdet.
For nylig, astronomer observerede Uranus i disse bølgelængder ved hjælp af Very Large Telescope (følsom over for termisk IR) og ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, begge i Chile. Formålet med observationerne var at se på den gigantiske planets atmosfære, men til deres overraskelse en af ringene var lys nok til let at kunne se på billederne !
Observationer af Uranus og dets ringe ved forskellige bølgelængder (fra venstre til højre 3,1 millimeter, 2,1 mm, 1,3 mm og 18,8 mikron (termisk infrarød) viser epsilonringen, der udsender lys. Uranus er meget lys og er blevet maskeret for klarhed. Kredit : Molter et al.
star wars a new hope age rating
Den lyse ring, du kan se på disse billeder, er ε (epsilon) -ringen, den lyseste af dem alle. Selvom de ikke er synlige med øjet, registreres flere andre ringe også på billederne (de vises, hvis du samler alt lys fra elliptiske annuli (ringe) omkring Uranus på de korrekte afstande og tilføjer alt lys op). Det er første gang ringene nogensinde er set i udsendt termisk lys; tidligere observationer viser altid, at de reflekterer sollys.
Det fede ved dette - bogstaveligt talt - er, at det betyder, at temperaturen på ringpartiklerne kan måles (da igen måden objekter udsender lys afhænger af temperaturen). Astronomerne fandt ud af, at ringpartiklerne har en temperatur på 77 Kelvin -det er omkring -200 ° C, omkring temperaturen kondenserer nitrogen fra en gas til en væske. Så ja, vi taler koldt her ... men alligevel er det varmere end du ville forvente for is på Uranus afstand til Solen, selvom partiklerne er mørke.
Sammensat billede af Uranus og dets ringe i millimeter bølgelængder viser, at ringene udsender lys på grund af deres varme 77K temperatur. Kredit: Edward Molter og Imke de Pater
Årsagen til dette afhænger af et par ting, herunder hvor godt partiklerne kaster varme (det kaldes termisk inerti ), og hvor hurtigt de enkelte partikler roterer. Den første del kan give intuitiv mening for dig; nogle dagligdags genstande bevarer varmen bedre end andre. En glas kageform forbliver varm længere end en metal, når du f.eks. Har trukket den ud af ovnen. Det betyder, at glas har en højere termisk inerti end metal, så det tager længere tid at køle af (i virkeligheden er det mere kompliceret end dette, fordi ting i dit køkken køler gennem ledning og opvarmer den luft, der er i kontakt med det, mens ting i rummet har at udstråle den varme som lys, en meget mindre effektiv proces).
eksempler på manifestationsjournaler
Den anden del, om spin, er lidt lugtere. Hvad der foregår der er, at en ringpartikel sidder i sollys, så den ene halvdel bliver lidt varmere end den halvdel, der vender væk fra solen. Hvis partiklen snurrer hurtigt, har en given del af overfladen ikke meget tid til at udstråle den varme, før den bliver varm igen, når den drejer tilbage til sollys. Hele partiklen har nogenlunde samme temperatur. Hvis den drejer langsomt, er siden mod Solen imidlertid meget varmere end den mørke side, som har tid til at udstråle varme og derfor bliver køligere.
Observationerne af ringene indikerer, at ringpartiklernes solbelyste og mørke sider har forskellige temperaturer, så enten spinder de langsomt eller har en lav termisk inerti. Jeg ved, at dette kan virke esoterisk, men det er beviser som dette, der hjælper forskere med at opbygge et billede af, hvad der sker i disse ringe; vi kan finde ud af, hvad ringpartiklerne er lavet af, og hvordan de reagerer på deres omgivelser.
Når vi taler om det, indikerer de nye resultater også, at der ikke er meget støv mellem ringene. De nye observationer er ikke følsomme over for støv på den måde, men matcher alligevel andre observationer, der er . Hvis der var støv der, ville observationerne se anderledes ud.
Dette indebærer også, at i ε -ringen er partiklerne temmelig store, med ingen mindre end cirka en centimeter eller deromkring (f.eks. Størrelsen på en drue eller en golfbold). Det er meget anderledes end Saturns ringe, hvor ting så små som en mikron (en milliondel af en meter; et menneskehår er omkring 100 mikron bredt) er almindelige. Partiklerne i ringene til Uranus er langt større end det, hvilket betyder, at de har en anden oprindelse (eller mere sandsynligt en anden historie) end Saturns ringe. Måske sliber de ikke så meget i hinanden, eller måske blæses små partikler ud af en eller anden mekanisme, der virker i Uranus 'miljø.
Det er ikke klart, så det er endnu et mysterium, der skal løses. Der er mange virkelig grundlæggende ting, vi stadig ikke kender til de ydre planeter, og observationer som denne hjælper. Det ville være endnu bedre at have en stor Cassini-lignende mission til Uranus og/eller Neptun, noget der kunne bruge et par år på at virkelig kigge godt rundt. Der er nogle ideer, der bliver overvejet af NASA , men vi er endnu en måde at se en egentlig mission komme fra dem.
Jeg håber, at det snart ændrer sig. Uranus og Neptun er de eneste planeter i solsystemet, der aldrig har været i kredsløb (hvis du kan lide at tænke på Pluto som en planet, har det heller ikke været det, men New Horizons fik masser af billeder i høj opløsning , hvor billederne af Uranus og Neptun fra Voyager 2 ikke er så skarpe). Der er stadig meget at lære om dem begge.
