gov-civil-vilareal.pt天王星の周りのリングの暖かい輝き
>私たちの太陽系の4つの巨大惑星すべてにリングがあります。土星は明らかですが、木星は信じられないほど薄く、海王星にはリングがありますが、そのうちの1つには明るい領域があり、より明白な弧を形成していますが、その原因は不明です。
ウラヌスにも指輪があります。地上と宇宙船からの観測により、氷の粒子でできた少なくとも10個の狭いリングと、3個のより広くてほこりっぽいリングがあることがわかりました。天王星のリングは可視光では暗く、太陽光をあまり反射しないため、地球からは見えにくくなっています。
しかし、日光を吸収する暗いものについての楽しいことは、それらが得ることです 暖かい 。 物理学の基本的なルール つまり、絶対零度を超える温度では光が放出され、エネルギーの大部分を放出する波長（色）は温度によって変化します。ですから、天王星の環は日光をあまり反射しませんが、十分に暖かいので 放出する ライト。それは、遠赤外線（熱赤外線と呼ばれることもあります）や、ミリメートルの範囲のようなさらに長い波長では、私たちの目が見ることができるもののはるか外にあります。
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最近、 天文学者はそれらの波長で天王星を観測しました チリの超大型望遠鏡（熱IRに敏感）とALMA、アタカマ大型ミリ波/サブミリ波アレイを使用します。観測の目的は、巨大惑星の大気を見ることでしたが、驚いたことに リングの1つは、画像で簡単に見つけられるほど十分に明るかった ！
さまざまな波長（左から右に3.1ミリメートル、2.1 mm、1.3 mm、18.8ミクロン（熱赤外線））で天王星とそのリングを観察すると、イプシロンリングが発光していることがわかります。天王星は非常に明るく、わかりやすくするためにマスクされています。クレジット： Molter、etal。
これらの画像で見ることができる明るいリングは、すべての中で最も明るいε（イプシロン）リングです。目では見えませんが、他のいくつかのリングも画像で検出されます（天王星の周りの楕円形の環（リング）からすべての光を正しい距離で集め、すべての光を追加すると表示されます）。放出された熱光でリングが見られたのはこれが初めてです。以前の観測では、常に太陽光を反射していることが示されています。
これのすばらしい点は、文字通り、リング粒子の温度を測定できることです（これも、オブジェクトが発光する方法は温度に依存するためです）。天文学者は、リング粒子の温度が77ケルビンであることを発見しました。これは、窒素が気体から液体に凝縮する温度付近で、約-200℃です。そうですね、ここでは寒い話をしています…それでも、粒子が暗くても、天王星が太陽から離れた場所にある氷に期待するよりも暖かいです。
天王星とそのリングのミリメートル波長の合成画像は、77Kの暖かい温度のために発光するリングを示しています。クレジット： エドワード・モルターとイムケ・デ・ペーター
この理由は、粒子がどれだけ熱を放出するか（いわゆる）など、いくつかの要因によって異なります。 熱慣性 ）、および個々の粒子がどれだけ速く回転するか。最初の部分は直感的に理解できるかもしれません。日常の物の中には、他の物よりも熱を保持するものがあります。たとえば、ガラス製のケーキパンは、オーブンから取り出した後、金属製のケーキパンよりも長く熱くなります。つまり、ガラスは金属よりも熱慣性が高いため、冷却に時間がかかります（実際には、キッチンの物は伝導によって冷やされ、接触している空気を加熱するため、これよりも複雑です。一方、宇宙の物はその熱を光として放射するため、はるかに効率の悪いプロセス）。
スピンについての他の部分は少し奇妙です。そこで起こっているのは、リング粒子が日光の下にあるため、その半分は太陽の反対側を向いている半分よりも少し暖かくなります。パーティクルがすばやく回転する場合、その表面の特定の部分は、太陽光にスピンバックするときに再び暖まる前に、その熱を放射する時間があまりありません。粒子全体がほぼ同じ温度になっています。ただし、ゆっくりと回転すると、太陽に面する側は、熱を放射する時間があり、したがって冷たくなる暗い側よりもはるかに暖かくなります。
リングの観察は、リング粒子の太陽に照らされた側と暗い側が異なる温度にあることを示しています。そのため、それらはゆっくりと回転するか、熱慣性が低くなります。これは難解に思えるかもしれませんが、科学者がこれらのリングで何が起こっているのかを把握するのに役立つのは、このような証拠です。リング粒子が何でできているのか、そしてそれらが環境にどのように反応するのかを理解することができます。
書評私たちの星の欠点
そういえば、新しい結果は、ほこりがあまりないことも示しています の間に リング。新しい観測はそのような塵に敏感ではありませんが、それでも他の観測と一致します それは 。そこにほこりがあった場合、観測は異なって見えるでしょう。
これはまた、εリングでは粒子がかなり大きく、直径がおよそ1センチメートル程度（たとえば、ブドウやゴルフボールのサイズ）以上であることを意味します。これは、1ミクロン（100万分の1メートル、人間の髪の毛の幅は約100ミクロン）程度の小さなものが一般的である土星の環とは大きく異なります。天王星の環の粒子はそれよりはるかに大きく、土星の環とは異なる起源（またはおそらく異なる歴史）を持っていることを意味します。たぶん、それらはお互いにあまり粉砕されていないか、あるいは小さな粒子が天王星の環境で作用する何らかのメカニズムによって吹き飛ばされているのかもしれません。
それは明確ではないので、解決すべきもう1つの謎です。私たちがまだ外惑星について知らない本当に基本的なことはたくさんあります、そしてこのような観察は助けになります。天王星や海王星へのカッシーニのような大きなミッションを持っているとさらに良いでしょう。それは、実際によく見るためにそこで数年を費やすことができるものです。 NASAによって検討されているいくつかのアイデアがあります 、しかし、実際の使命が彼らから来るのを見るにはまだ道があります。
私はそれがいつか変わることを願っています。天王星と海王星は、太陽系で一度も周回したことがない唯一の惑星です（冥王星を惑星と考えたい場合は、どちらも周回していませんが、 NewHorizonsは大量の高解像度画像を取得しました 、ここでの画像 ボイジャー2号の天王星と海王星 それほど鮮明ではありません）。両方について学ぶことはまだたくさんあります。
