تبين أن حلقات أورانوس من أصول مختلفة

الكوكب السابع من الشمس معروف ليس فقط بحلقاته الداخلية الكثيفة، ولكن أيضًا بحلقتين خارجيتين أضعف – ν (nu) وμ (mu). وتقعان بعيداً عن أورانوس: حيث تقع ν على مسافة حوالي 67 ألف كيلومتر من مركز الكوكب، وμ حوالي 90 ألف كيلومتر. تم اكتشاف هذه الهياكل في عام 2006 باستخدام تلسكوب هابل الفضائي. وحتى ذلك الحين، لاحظ علماء الفلك أن الحلقات تتصرف بشكل غير عادي: فهي أكثر سطوعًا في الضوء المتناثر للأمام، مما يعني أنها تتكون أساسًا من غبار ناعم جدًا. وفي وقت لاحق، أظهرت البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام مرصد كيك (هاواي) أن μ باللون الأزرق و ν باللون الأحمر. وهذا دليل مهم: يشير اللون الأزرق عادةً إلى جزيئات جليدية دقيقة جدًا، بينما يشير اللون الأحمر عادةً إلى مادة أكثر غبارًا ممزوجة بمركبات عضوية معقدة. قام فريق بحث دولي بقيادة إيمكي دي باتر من جامعة كاليفورنيا في بيركلي (الولايات المتحدة الأمريكية) بجمع بيانات من ثلاث أدوات رئيسية: تلسكوب كيك، وهابل، وجيمس ويب. امتدت الملاحظات من الضوء المرئي إلى الأشعة تحت الحمراء القريبة بأطوال موجية تتراوح من 0.45 إلى 5 ميكرومتر. وهكذا تمكن العلماء من دراسة البصمات الطيفية للحلقات وفهم مما تتكون منه.

وكانت البيانات التي حصل عليها ويب ذات قيمة خاصة، حيث رصد أورانوس في 2023-2025 بأطوال موجية تصل إلى 4.8 ميكرومتر. في هذا النطاق تظهر السمات المميزة للجليد والمركبات العضوية بوضوح. وعلى الرغم من أن كلتا الحلقتين أظهرتا امتصاصًا قويًا يصل إلى ثلاثة ميكرومترات، إلا أن أطيافهما اختلفت بشكل حاد بعد ذلك. وعلى وجه الخصوص، كشف μ عن ذروة انبعاث إضافية بطول 3.6 ميكرومتر، ويشبه طيفها الجليد المائي بقوة. أي أنه يبدو أنه يتكون من غبار جليدي يقل حجمه عن ميكرومتر واحد. مع ν كان الوضع مختلفا. ويتوافق طيفها بشكل أكبر مع المواد المتربة مع خليط ملحوظ من المواد العضوية – حوالي 10-15 بالمائة من مادة مشابهة للثولين. والأخيرة عبارة عن مركبات عضوية معقدة توجد غالبًا في الأجسام الباردة في النظام الشمسي الخارجي، مثل تيتان أو الأجسام الموجودة في حزام كويبر. وهي التي تعطي السطح لونه المحمر. كما أوضح مؤلفو العمل، المنشور في مجلة JGR Planets، شكل الحلقات. تبين أن كلاهما متناثر ورقيق: عند النظر إليهما من الأعلى، يكونان شبه شفافين، ويشبه المظهر الجانبي مثلثًا ذو اتجاهات مختلفة للتمدد: ν يتوسع تدريجيًا إلى الخارج، و μ – إلى الداخل. تساعد هذه الهندسة على فهم أصل المادة.

وخلص الباحثون إلى أنه من المحتمل أن يتم تجديد μ باستمرار من خلال تأثيرات النيازك الدقيقة على القمر الجليدي الصغير Mab، الذي يقع داخل الحلقة مباشرةً. عندما تصطدم جزيئات صغيرة بسطح القمر، فإنها تقوم بإزاحة سحب من الغبار الجليدي ثم تشكل حلقة. في حالة ν، تختلف الآلية: قد يكون مصدرها تصادمات بين أجسام أكبر حجمًا لم يتم اكتشافها بعد داخل الحلقة، بالإضافة إلى تأثيرات النيازك الدقيقة عليها. هذه الكائنات الأصلية، وفقًا لتكوين الحلقة، يجب أن تحتوي على مادة عضوية وألا تكون جليدية مثل Mab. علاوة على ذلك، يبدو أن μ قادر على التغيير بمرور الوقت. وفقًا لهابل، انخفض سطوعها إلى النصف تقريبًا بين عامي 2003 و2006. وهذا يعني أنه حتى مثل هذه الحلقات الضعيفة والبعيدة قد لا تكون هياكل مستقرة، ولكنها أنظمة متجددة باستمرار، وحساسة للاصطدامات وتدفق الغبار. في الواقع، أظهر العلماء أن الحلقات الخارجية لأورانوس ليست مجرد خطوط شاحبة حول الكوكب، بل هي نظامين مختلفين تمامًا لهما تاريخ نشأتهما الخاص. تولد إحدى الحلقات من الانبعاثات الجليدية للقمر الصناعي، والأخرى من الغبار العضوي والأجسام المخفية. ستساعد دراستهم الإضافية في معرفة المزيد عن أورانوس والعمليات التي تشكل أنظمة الكواكب خارج الأرض.