Dva vanjska Uranova prstena, μ i ν, pokazala su se mnogo različitijima nego što se dosad mislilo: ne razlikuju se samo po boji, nego i po sastavu i podrijetlu. Novo istraživanje, temeljeno na podacima opservatorija Keck te svemirskih teleskopa Hubble i James Webb, prvi je put donijelo njihov cjelovit refleksijski spektar i pokazalo da jedan prsten nosi jasan potpis vodenog leda, dok je drugi povezan sa stjenovitim materijalom i organskim spojevima bogatima ugljikom.
Astronomi su prvi put složili njihov cjelovit refleksijski spektar, odnosno potpunu sliku Sunčeve svjetlosti koja se odbija od tih prstenova. Rezultat upućuje na dvije odvojene priče o nastanku unutar istog Uranova sustava.
Prstenovi μ i ν već su ranije privlačili pozornost jer su neobično blijedi i nalaze se u zbijenom sustavu od 14 Uranovih unutarnjih satelita. Ranija opažanja Kecka i Hubblea pokazala su da prsten μ izgleda plavo, što obično upućuje na vrlo sitne čestice, dok prsten ν ima crvenkast ton, svojstveniji prašnjavim prstenovima.
Sama razlika u boji, međutim, nije bila dovoljna da objasni što ih doista čini tako različitima. Tek su nova opažanja svemirskog teleskopa James Webb, spojena s arhivskim podacima iz Kecka i Hubblea, omogućila da se od vidljivog do infracrvenog dijela spektra sastavi potpuna slika odbijene svjetlosti.
U oba su prstena istraživači uočili izraženu apsorpcijsku značajku oko 3 mikrometra. No kada su detaljno modelirali spektre, postalo je jasno da se sličnost uglavnom tu i zaustavlja.
Analiza pokazuje da prsten μ vrlo dobro odgovara spektralnom potpisu vodenog leda. Prsten ν, nasuprot tomu, sastavljen je od stjenovitog materijala pomiješanog s oko 10 do 15 posto organskih spojeva bogatih ugljikom, kakvi su česti u vanjskom Sunčevu sustavu.
Prema tumačenju autora, prsten μ vjerojatno je građen od sićušnih ledenih zrnaca koja nastaju kada mikrometeoriti udaraju u Uranov mali satelit Mab, tijelo promjera oko 12 kilometara. To ujedno upućuje na zaključak da je i Mab pretežno građen od vodenog leda.
Za prsten ν slika je bitno drukčija. Istraživači smatraju da njegov materijal dolazi od udara mikrometeorita i sudara među još neopaženim stjenovitim tijelima bogatima organskom tvari, koja vjerojatno kruže između nekih od poznatih Uranovih satelita. Upravo to novo istraživanje izdvaja kao jedno od najzanimljivijih pitanja: zašto su tijela koja opskrbljuju ta dva prstena toliko različita po sastavu, iako pripadaju istom sustavu.
Sustav koji se otkrivao desetljećima
Uranovi prstenovi otkriveni su 1977. godine, kada su astronomi primijetili da zvijezda više puta nakratko slabi dok Uran prolazi ispred nje. Takav obrazac pokazao je da oko planeta postoji sustav prstenova. U to vrijeme, osim Saturna, nijedan drugi poznati planet nije imao potvrđene prstenove.
No za razliku od Saturnovih, Uranovi su prstenovi tamni, uski i vrlo slabi, pa ih je mnogo teže proučavati. S vremenom su dodatne strukture otkrivene opservacijama letjelice Voyager 2 i svemirskog teleskopa Hubble, a važnu ulogu imao je i Opservatorij Keck. Upravo su opažanja iz razdoblja od 2003. do 2005. dovela do otkrića prstenova μ i ν te do prvih pouzdanih naznaka da se razlikuju i po boji.
Velik iskorak dogodio se 2007. godine, kada je Zemlja prolazila kroz ravninu Uranovih prstenova. U takvoj geometriji slabi prašnjavi prstenovi nakratko su postali znatno uočljiviji, pa su astronomi dobili rijetku priliku promatrati ih gotovo iz ruba. Instrument NIRC2 na teleskopu Keck II tada je zabilježio neka od prvih detaljnijih opažanja prstena μ u bliskom infracrvenom području.
Tek je povezivanje tih opažanja s novijim mjerenjima svemirskog teleskopa James Webb omogućilo da se prvi put sastavi cjelovit spektar oba prstena i preciznije odrede veličina njihovih čestica i njihov sastav.
Novi rezultati nude uvjerljivo objašnjenje podrijetla oba prstena, ali ujedno otvaraju novo pitanje. Ako je Mab izvor ledenog materijala u prstenu μ, zašto se toliko razlikuje od ostalih Uranovih unutarnjih satelita, koji djeluju stjenovitije?
Odgovor za sada ne postoji. Autori procjenjuju da će za njegovo razrješenje vjerojatno biti potrebna buduća svemirska misija prema Uranu, koja bi omogućila snimanje tih malih tijela iz neposredne blizine.
Do tada će važnu ulogu imati daljnja opažanja Kecka, Hubblea i Jamesa Webba. Istraživači već naslućuju da se sjaj prstena μ s vremenom mijenja, ali još nije jasno što uzrokuje te promjene. Upravo bi njihovo praćenje moglo otkriti koliko je taj prsten dinamičan i na koji se način tijekom vremena obnavlja materijalom.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
