天文学者たちは、天王星の環の一つ「イプシロン」の温度を初めて測定した。その結果、氷と岩石の集まりであるこの環の温度は、なんと77ケルビンという極寒の気温であることがわかった。
太陽系から遠く離れた、氷に覆われた電気のような青色の球体である天王星は、13個の環に囲まれています。これらの環は、その淡さから、1977年という比較的最近になって発見されました。2017年には、チリにあるアタカマ大型ミリ波干渉計と超大型望遠鏡によって、この謎の惑星の新たな画像が撮影され、環の熱エネルギー、あるいはその欠乏が明らかになりました。
今月Astrophysical Journal（無料のarXiv版はこちら）に掲載される論文では、これらの画像に関する研究が紹介されており、イプシロン環の温度は77ケルビンと低く、液体窒素の沸点とほぼ同じであると結論づけています。ちなみに、天王星の環は2つのグループに分かれており、内側の11個の環と外側の2個の環です。イプシロン環は、内側の11個の環の中で最も外側にあります。
アタカマ大型ミリ波干渉計望遠鏡で撮影された、天王星の大気と環の電波波長による合成画像。イプシロン環は、この画像で見える明るい環です… 画像提供：カリフォルニア大学バークレー校、エドワード・モルター氏とイムケ・デ・ペイター氏撮影
「土星の主要な氷の環は幅が広く、明るく、粒子の大きさも様々です。最も内側のD環のミクロンサイズの塵から、主要な環の数十メートルサイズまで様々です」と、論文の共著者で米国カリフォルニア大学バークレー校の天文学教授であるイムケ・デ・ペイター氏は述べています。「天王星の主要環には小さな端がなく、最も明るいイプシロン環はゴルフボール大以上の岩石で構成されています。」
イプシロン環は、幅が20～100キロメートルと最も広い環でもあり、土星の環は数万キロメートルにも及びます。木星と海王星も、粒子のハローに囲まれています。木星の環はマイクロメートル単位の小さな粒子でできており、海王星の環は主に塵の粒で構成されています。
しかし、これらの画像だけでは、天王星の環の物質がどこから来たのかは完全には説明できません。「イプシロン環が少し変わっていることは既に分かっています。なぜなら、小さな物質が見えていないからです」と、論文の筆頭著者でカリフォルニア大学バークレー校の大学院生、エドワード・モルター氏は述べています。「何かが小さな物質を押しのけているのか、それとも全部が集まっているのか。私たちには分かりません。今回の発見は、環の組成、そしてすべての環が同じ起源の物質から来たのか、それとも環ごとに異なるのかを理解する一歩となります。」
リングは、45 億年以上前に太陽系が誕生したときに残された小惑星、衛星の破片、または残骸の物質の塊が天王星の重力によって捕らえられてできたものだと考えられています。®
