GLI ANELLI DI URANO . by Andreotti Roberto - INSA.

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Aggiornato il 24/06/2020

GLI ANELLI DI URANO

Urano ha anch'esso come gli altri giganti, un sistema di anelli appena percettibile, composto da materia scura e polverizzata fino a 10 km di diametro.

Dalla Terra, gli anelli di Urano sono invisibili a tutti tranne che ai più grandi telescopi. Fino al 1977 non si sapeva nemmeno che esistessero: vennero scoperti in modo fortuito studiando l’occultazione di una stella da parte del pianeta, quando la stella scomparve dalla vista molto prima del previsto, proprio a causa degli anelli.

Urano è dotato di due sistemi di anelli, uno interno e l'altro esterno, in totale possiede 13 anelli distinti di cui 11 nel sistema interno e 2 in quello esterno.

ANELLI INTERNI - La sonda spaziale Voyager 2 ha fotografato il sistema di anelli interno nel 1986, gli astronomi avevano progettato di usare l'occultazione di una stella, la SAO 158687, da parte di Urano per poter studiare l'atmosfera del pianeta, ma quando analizzarono le loro osservazioni scoprirono che la stella era scomparsa brevemente dalla vista cinque volte prima e dopo l'occultamento da parte del pianeta.

ANELLI ESTERNI - Il sistema di anelli esterno è invece composto da due anelli scoperti nel 2005 analizzando le immagini riprese dal telescopio spaziale orbitante Hubble.
Nel mezzo dell'Anello Mu si trova ad orbitare il satellite Mab e gli scienziati ipotizzano che rifornisca costantemente di materia l'anello tramite collisioni con meteoroidi. Mab inoltre raccoglie la polvere che incontra nella sua orbita per poi rilasciarla al successivo impatto, tale polvere si pensa sia in gran parte ghiaccio molto fine, visto che il suo colore tende al blu.
L'Anello Nu più interno invece non sembra avere un corpo attualmente conosciuto che lo rifornisca di materiali, ma si pensa che vi siano più satelliti di piccole dimensioni al suo interno oppure che si sia formato a causa dell'impatto di una grossa luna di Urano, impatto che ha modificato la sua orbita portandola all'esterno dell'anello, che tende al colore rosso.

Gli anelli sono nel piano dell'equatore di Urano perpendicolari all'orbita del pianeta rispetto al Sole. Sono formati da materiale fine e molto scuro, probabilmente sono costituiti principalmente da polvere e non da ghiaccio come gli anelli di Saturno spiegando così la loro così scarsa luminosità.

Le nuove immagini scattate dai due grandi telescopi in Cile hanno permesso al team di misurare per la prima volta la temperatura degli anelli: un fresco 77 Kelvin (circa -196 gradi Celsius), corrispondente alla temperatura di ebollizione dell’azoto liquido. La temperatura osservata è più elevata del previsto per le particelle osservate, disposte su un anello in rapida rotazione, il che significa che i dati favoriscono un modello nel quale l’inerzia termica delle particelle dell’anello è bassa e/o la loro velocità di rotazione è lenta. Queste osservazioni sono coerenti con le osservazioni ottiche e nel vicino infrarosso, confermando l’ipotesi che la polvere di dimensioni dell’ordine del micron non sia presente nel sistema ad anelli.

Le osservazioni confermano che l’anello più luminoso e denso di Urano, chiamato anello epsilon, è diverso dagli altri anelli conosciuti all’interno del nostro Sistema solare: in particolare, è diverso dagli anelli spettacolari di Saturno. Gli anelli prevalentemente ghiacciati di Saturno sono ampi, luminosi e le particelle di cui sono costituiti vanno dalla polvere di dimensioni di qualche micron nell’anello D più interno, a decine di metri negli anelli principali. L’anello più luminoso, l’anello epsilon, è composto da rocce le cui dimensioni vanno da una palla da golf a dimensioni maggiori.

(  A LATO : Immagine nel vicino infrarosso del sistema degli anelli di Urano, scattata con il sistema di ottica adattiva al telescopio Keck da 10 m nel luglio 2004. Questa immagine, presa a 2.2 micron di lunghezza d’onda, mostra il sistema principale di anelli, in luce solare riflessa. È stata scelta questa particolare lunghezza d’onda poiché Urano è scuro, poiché il gas metano nella sua atmosfera assorbe la maggior parte della luce solare in arrivo, e gli anelli relativamente deboli risaltano. Tra gli anelli principali, che sono composti da particelle le cui dimensioni sono dell’ordine di cm o più grandi, si possono scorgere fogli di polvere ).

Per confronto, gli anelli di Giove contengono particelle di piccole dimensioni, di qualche micron. Gli anelli di Nettuno sono per lo più costituiti da polvere, e anche Urano ha grandi strati di polvere tra i suoi stretti anelli principali. La mancanza di particelle di dimensioni della polvere negli anelli principali di Urano fu notata per la prima volta dal Voyager 2, quando si avvicinò al pianeta nel 1986 e li fotografò. Tuttavia, la sonda spaziale non fu in grado di misurare la temperatura degli anelli.
Che l’anello epsilon fosse un po’ strano già lo sapevamo, perché in esso non si vedono componenti più piccoli.

Qualcosa sta spazzando via i corpi più piccoli, oppure si sono compattati tra loro. Non lo sappiamo ancora. Questo è un passo verso la comprensione della loro composizione e provenienza, ossia se tutti gli anelli provengono dallo stesso materiale, oppure sono diversi per ogni anello.

( A LATO : Immagine composita dell’atmosfera e degli anelli di Urano alle lunghezze d’onda radio, scattata con Alma nel dicembre 2017. L’immagine mostra per la prima volta l’emissione termica, o calore, dagli anelli di Urano, consentendo agli scienziati di determinare la loro temperatura. Le bande scure nell’atmosfera di Urano a queste lunghezze d’onda mostrano la presenza di molecole che assorbono i raggi X, in particolare il gas idrogeno solforato (H2S), mentre le regioni luminose come il polo nord contengono pochissime di queste molecole ).

Gli anelli di Urano hanno una composizione diversa dall’anello principale di Saturno, nel senso che nell’ottico e nell’infrarosso l’albedo è molto più basso: sono davvero scuri come il carbone.
Sono anche estremamente stretti rispetto agli anelli di Saturno: il più largo, l’anello epsilon, varia da 20 a 100 chilometri di larghezza, mentre quelli di Saturno sono 100 o decine di migliaia di chilometri di larghezza.
Gli anelli potrebbero essere ex-asteroidi catturati dalla gravità del pianeta, resti di lune che si schiantarono l’una contro l’altra e si frantumarono, resti di lune distrutte quando si sono avvicinate troppo a Urano, o detriti rimasti da 4.5 miliardi di anni fa, quando il Sistema solare si è formato.

LINK: Leggi su Astronomical Journal l’articolo “Thermal Emission from the Uranian Ring System”

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A cura di Andreotti Roberto.