À la fin des années 1970, les scientifiques ont fait une découverte assez intéressante sur les géantes gazeuses du système solaire. Grâce aux observations en cours utilisant des optiques améliorées, il a été révélé que des géants gazeux comme Uranus - et pas seulement Saturne - ont des systèmes annulaires à leur sujet. La principale différence est que ces systèmes d'anneaux ne sont pas facilement visibles à distance à l'aide de l'optique conventionnelle et nécessitent un timing exceptionnel pour voir la lumière se refléter sur eux.
Une autre façon de les étudier est d'observer leur planète dans les longueurs d'onde infrarouges ou radio. Cela a été récemment démontré par une équipe d'astronomes qui a effectué des observations d'Uranus à l'aide du réseau Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) et du Very Large Telescope (VLT). En plus d'obtenir des relevés de température des anneaux, ils ont confirmé ce que de nombreux scientifiques soupçonnaient à leur sujet depuis un certain temps.
L'étude qui décrit leurs résultats, «Émissions thermiques du système d'anneaux uraniens», a récemment été publiée dans Le journal astronomique. L'équipe d'étude était composée d'Edward Molter et Imke de Pater de l'Université de Californie à Berkeley (qui a effectué les observations ALMA) tandis que Michael Roman et Leigh Fletcher (de l'Université de Leicester) ont effectué les observations VLT.
Alors que William Herschel a décrit avoir vu un possible anneau autour d'Uranus dès 1789, les anneaux d'Uranus n'ont été définitivement découverts qu'en 1977 par une équipe utilisant le Kuiper Airborne Observatory de la NASA. Ces observations ont confirmé l'existence de quatre anneaux, tandis que six autres ont été découverts peu de temps après. Quand Voyager 2 passé Uranus en 1986, il obtient les premières images directes des anneaux et en détecte un onzième.
Depuis lors, le nombre total d'anneaux observés est passé à treize. En outre, les observations du Le télescope spatial Hubble et l'observatoire de Keck a confirmé l'existence de deux anneaux auparavant inconnus qui orbitent à une distance beaucoup plus grande d'Uranus qui sont de couleur bleue et rouge. Cela indique que ces «anneaux extérieurs» ont une composition différente de celle des anneaux intérieurs (qui sont gris).
Malgré ces découvertes, une compréhension détaillée des anneaux d’Uranus (y compris la taille et la distribution de ses particules) est restée jusqu'à présent peu limitée. C'est pourquoi l'équipe s'est réunie pour
Ce que ces données combinées ont révélé, c'est que le système d'Uranus a une température de seulement 77 K (-196 ° C; -320 ° F). Les observations ont également confirmé que l'anneau le plus brillant et le plus dense d'Uranus (l'anneau d'Epsilon) diffère des autres systèmes d'anneaux connus de notre système solaire. Comme Imke de Pater, professeur d'astronomie à l'Université de Berkeley, l'a expliqué dans une interview à Berkeley News:
«Les anneaux principalement glacés de Saturne sont larges, brillants et ont une gamme de tailles de particules, allant de la poussière de taille micrométrique dans le D le plus intérieur. bague, à des dizaines de mètres dans les anneaux principaux. La petite extrémité manque dans les anneaux principaux d'Uranus; l'anneau le plus brillant, epsilon, est composé de roches de la taille d'une balle de golf et de plus grandes. »
Cela distingue l'anneau d'Epsilon d'Uranus des anneaux de Saturne, qui sont composés de glace d'eau et de traces de poussière dont la taille varie de micromètres à mètres. Il est également en contradiction avec les anneaux de Jupiter, qui contiennent principalement de petites particules de taille micrométrique et les anneaux de Neptune qui sont principalement de la poussière. Même les anneaux principaux d'Uranus ont également entre eux de larges feuilles de poussière.
Il est important de connaître la composition et la distribution de la matière dans ces systèmes cycliques
"Nous savons déjà que la bague epsilon est un peu bizarre, car nous ne voyons pas les petites choses. Quelque chose a balayé les petits trucs, ou tout est glomming ensemble. Nous ne savons tout simplement pas. Il s'agit d'une étape vers la compréhension de leur composition et si tous les anneaux proviennent du même matériau source, ou sont différents pour chaque anneau.
«Les anneaux d'Uranus sont différents sur le plan de la composition de l'anneau principal de Saturne, en ce sens que dans l'optique et l'infrarouge, l'albédo est beaucoup plus bas: ils sont vraiment sombres, comme le charbon de bois. Ils sont également extrêmement étroits par rapport aux anneaux de Saturne. Le plus large, l'anneau epsilon, varie de 20 à 100 kilomètres de large, tandis que celui de Saturne fait 100 ou des dizaines de milliers de kilomètres. "
Ce manque de particules de la taille d'une poussière a été remarqué pour la première fois Voyager 2 sonde spatiale a volé par la planète en 1986, mais le vaisseau spatial n'a pas pu mesurer la température des anneaux à l'époque. Cependant, les observations VLT et ALMA ont été conçues (en partie) pour pouvoir explorer la structure de température de l'atmosphère d'Uranus.
Chose intéressante, c'est précisément ce que l'équipe d'étude tentait de faire à l'époque. Mais quand ils ont réduit les données, ils ont remarqué quelque chose d'encore plus impressionnant: les anneaux d'Uranus leur brillaient. "C'est cool que nous puissions même faire cela avec les instruments que nous avons", a déclaré Molter. «J'essayais juste d'imaginer la planète du mieux que je pouvais et j'ai vu les anneaux. C'était incroyable."
Les résultats de cette étude sont particulièrement excitants si l'on considère que les télescopes de nouvelle génération qui prendront place dans l'espace dans les années à venir (comme le télescope spatial James Webb) pourront voir les anneaux avec encore plus de précision et de sensibilité. Ces observations permettront aux astronomes de placer des contraintes spectroscopiques considérablement améliorées sur le système d'anneaux d'Uranus, et éventuellement sur celui des autres géantes gazeuses.
