Космическая обсерватория NASA «Джеймс Уэбб» впервые зафиксировала полный спектр отражения двух самых удалённых колец Урана — мю (μ) и ню (ν) — что позволило выявить их необычный состав: одно кольцо сформировано из водяного льда, а другое содержит углеродистые органические соединения. Частицы, по-видимому, происходят от небольших спутников с принципиально различной структурой, а полученные данные также свидетельствуют о возможном наличии ещё не обнаруженных лун, помимо уже известных 29.
Источник изображений: Imke de Pater, Matt Hedman / NASA, ESA
Команда исследователей во главе с Имке де Патер из Калифорнийского университета в Беркли объединила архивные наблюдения телескопа «Хаббл» и обсерватории Кека на Мауна-Кеа с новыми инфракрасными изображениями от «Джеймса Уэбба», впервые получив полный спектр отражения для колец мю и ню — крайних в системе из 13 колец Урана. Анализ спектра, который демонстрирует, как кольцевые частицы рассеивают солнечный свет, дал возможность определить их размеры и химическую природу. В исследовании также принял участие Марк Шоуолтер из Института SETI — именно он открыл оба кольца в период наблюдений 2003–2005 годов.
Кольца Урана радикально отличаются от яркой и сложной системы колец Сатурна. Их существование было установлено только в 1977 году, когда Уран, проходя перед далёкими звёздами, ослабил их излучение. Первые снимки колец удалось сделать зонду «Вояджер-2» во время его пролёта рядом с планетой в январе 1986 года. Впоследствии наблюдения с «Хаббла» и телескопов обсерватории Кека увеличили число известных колец до 13, каждому из которых была присвоена буква греческого алфавита.
Кольца мю (μ) и ню (ν) Урана на снимках «Джеймса Уэбба» (февраль 2025 года). Слева яркость планеты и основных колец снижена в 100 раз, справа применён высокочастотный фильтр для выделения внешних колец
Уже в момент открытия кольца мю и ню вызвали недоумение у астрономов: мю имело голубой оттенок, а ню — красноватый. Цвет колец несёт важную информацию: голубой тон характерен для очень мелких частиц, красный — для пылевых образований. Новые спектральные данные не только подтвердили это различие, но и помогли установить происхождение каждого из колец.
Кольцо мю образовано из частиц водяного льда. Подобный состав характерен лишь для кольца E Сатурна, формирующегося за счёт криовулканической активности на Энцеладе — этот спутник извергает водяные гейзеры в космическое пространство. Источником ледяных частиц кольца мю оказался спутник Мэб диаметром 12 километров, обнаруженный Шоуолтером в 2003 году. Остальные внутренние спутники, как правило, состоят преимущественно из пыли и каменистого материала.
Кольцо ню имеет иную природу: примерно от 10 до 15 % его массы составляют богатые углеродом органические вещества, типичные для удалённых холодных областей Солнечной системы. Вероятно, эта пыль выбивается с поверхности пока не открытых небольших спутников, которые движутся среди 14 внутренних лун планеты.
Спутники Урана получили названия в честь героев произведений Уильяма Шекспира и поэмы Александра Поупа — эту традицию ввёл Джон Гершель. Пять крупных лун — Миранда, Оберон, Титания, Умбриэль и Ариэль — находятся на удалённых орбитах, тогда как 14 малых спутников расположены ближе к планете. Именно в этой внутренней группе находятся кольца мю и ню, и именно там, согласно новому исследованию, могут существовать ещё не открытые луны.
