Uit nieuwe waarnemingen van de raadselachtige buitenringen van Uranus blijkt dat deze nog mysterieuzer zijn dan astronomen hadden gedacht, en hun ongebruikelijke eigenschappen wijzen erop dat er iets raadselachtigs gaande is in het maansysteem van de planeet. Deze waarnemingen suggereren dat kleine, mysterieuze manen met verrassend verschillende eigenschappen de bron zijn van de deeltjes waaruit de twee buitenste ringen bestaan, en dat er waarschijnlijk nog meer onontdekte manen zijn naast de 29 die al rond Uranus bekend zijn.
De ringen van Uranus lijken niet op de heldere, ingewikkelde structuur van de beroemde ringen van Saturnus. Integendeel: de ringen van Uranus werden pas in 1977 ontdekt toen men merkte dat ze het licht van sterren op de achtergrond blokkeerden tijdens sterverduisteringen, waarbij Uranus vanuit ons perspectief op aarde voor een ster langs bewoog. Voyager 2 legde de eerste beelden van de ringen van Uranus vast toen de sonde in januari 1986 langs de zevende planeet vanaf de zon vloog, en sindsdien hebben de Hubble-ruimtetelescoop en de 10-meter-telescopen van het W. M. Keck Observatory op Mauna Kea in Hawaï nog meer vage ringen rond de ijsreus ontdekt, waarmee het totaal op 13 komt. De ringen zijn vernoemd naar het Griekse alfabet en de laatste twee, buitenste ringen, genaamd (𝛍) en nu (𝛎), werden pas ontdekt tijdens een observatieperiode tussen 2003 en 2005 door een team onder leiding van Mark Showalter van het SETI Institute.
De mu- en nu-ringen zijn bijzonder raadselachtig. Uit die eerste waarnemingen bleek dat de mu-ring blauwer was dan de nu-ring, die een rode tint heeft. De kleuren geven informatie over hun samenstelling. Blauw duidt op zeer kleine deeltjes, terwijl rood wijst op stof. Het lijkt erop dat de mu- en nu-ringen zeer verschillende oorsprongen hebben, maar niemand wist wat die oorsprongen waren. Door nu infraroodgegevens van de James Webb-ruimtetelescoop toe te voegen aan de oudere waarnemingen van de Hubble- en Keck-telescopen, is een team onder leiding van Imke de Pater van de Universiteit van Californië, Berkeley, met onder meer Showalter, erin geslaagd het eerste volledige reflectiespectrum van de ringen te produceren, dat aangeeft hoe ze zonlicht weerkaatsen. Het spectrum bevestigde hun kleuren en gaf enige aanwijzing over hun oorsprong. “Door het licht van deze ringen te ontcijferen, kunnen we zowel hun deeltjesgrootte verdeling als hun samenstelling in kaart brengen. Dit werpt licht op hun oorsprong en biedt nieuwe inzichten in hoe het Uranus-stelsel en soortgelijke planeten zijn ontstaan en zich hebben ontwikkeld,” aldus de Pater in een verklaring.
De manen van Uranus zijn vernoemd naar personages uit de toneelstukken van William Shakespeare en een gedicht van Alexander Pope, een traditie die door John Herschel in het leven is geroepen. De vijf grote manen, Miranda, Oberon, Titania, Umbriel en Ariel, draaien in een baan om Uranus die verder weg ligt, maar 14 van de kleine manen draaien in een baan om Uranus die dichterbij ligt dan die van die vijf manen, en het is tussen deze 14 manen dat de mu- en nu-ringen worden aangetroffen. Het reflectiespectrum laat zien dat de mu-ring bestaat uit deeltjes waterijs. Dit komt overeen met de enige andere blauwe ring in het zonnestelsel, namelijk de E-ring van Saturnus, die wordt gevormd door cryovulkanisme op Saturnus' maan Enceladus, die geisers van water de ruimte in spuit. De ijskorrels in de mu-ring zijn zelfs teruggevoerd naar hun bron: een onregelmatige, 12 kilometer brede maan genaamd Mab, die in 2003 door Showalter werd ontdekt. Toch zijn de meeste andere binnenste manen over het algemeen stoffiger en rotsachtiger. Waarom bestaat Mab grotendeels uit ijs? De nu-ring is daarentegen vuiler: 10 tot 15% van de samenstelling bestaat uit koolstofrijke organische verbindingen van het type dat doorgaans wordt aangetroffen in de koude omgeving van het buitenste zonnestelsel. Het lijkt erop dat de nu-ring wordt gevormd door stof dat wordt weggeslingerd van onontdekte maantjes die zich binnen de groep binnenste manen bevinden.
“Het materiaal waaruit de nu-ringen bestaan, is afkomstig van inslagen van micrometeorieten op en botsingen tussen onzichtbare rotsachtige hemellichamen die rijk zijn aan organisch materiaal, en die in een baan rond enkele van de bekende manen moeten draaien,” aldus de Pater. “Een interessante vraag is waarom de moederlichamen waaruit deze ringen zijn ontstaan, qua samenstelling zo sterk van elkaar verschillen.” Er zijn aanwijzingen dat de mu-ring subtiel van helderheid verandert, hoewel nog niet duidelijk is wat deze aanwijzing ons vertelt. Gezien de kleine omvang en zwakke helderheid van deze minuscule manen lijkt het er echter op dat het oplossen van de mysteries van Uranus en zijn systeem van ringen en manen moet wachten op een nieuwe missie. “Ik vermoed dat we close-upbeelden nodig zullen hebben van een toekomstige ruimtemissie naar Uranus om die vraag te kunnen beantwoorden,” aldus Showalter. Gelukkig is er een missie in de maak, als de financiering het toelaat, aangezien een terugkeer naar Uranus de hoogste prioriteit had in de meest recente Decadal Survey van de National Academy of Sciences.
Bron: Space.com
