Uranus ses i denna falska färgvy från NASA:s rymdteleskop Hubble från augusti 2003. Ljusstyrkan på planetens svaga ringar och mörka månar har förbättrats för synlighet. Kredit:NASA/Erich Karkoschka (Univ. Arizona)
NASA:s rymdfarkost Voyager 2 flög förbi Uranus för 30 år sedan, men forskare gör fortfarande upptäckter från den data de samlade in då. En ny studie ledd av forskare vid University of Idaho tyder på att det kan finnas två små, tidigare oupptäckta månar som kretsar nära två av planetens ringar.
Rob Chancia, en doktorand vid University of Idaho, upptäckte nyckelmönster i ringarna medan han undersökte decennier gamla bilder av Uranus isiga ringar tagna av Voyager 2 1986. Han märkte mängden ringmaterial på kanten av alfaringen – en av de ljusaste av Uranus multipla ringar – varierade med jämna mellanrum. En liknande, ännu mer lovande mönster inträffade i samma del av den angränsande betaringen.
"När du tittar på det här mönstret på olika ställen runt ringen, våglängden är annorlunda – det tyder på att något förändras när du går runt ringen. Det är något som bryter symmetrin, sa Matt Hedman, en biträdande professor i fysik vid University of Idaho, som arbetade med Chancia för att undersöka fyndet. Deras resultat kommer att publiceras i Astronomisk tidskrift och har lagts ut på pre-press-sajten arXiv.
Chancia och Hedman är väl insatta i planetringarnas fysik:båda studerar Saturnus ringar med hjälp av data från NASA:s rymdfarkost Cassini, som för närvarande kretsar kring Saturnus. Data från Cassini har gett nya idéer om hur ringar beter sig, och ett bidrag från NASA gjorde det möjligt för Chancia och Hedman att undersöka Uranus-data som samlats in av Voyager 2 i ett nytt ljus. Specifikt, de analyserade radioockultationer – gjorda när Voyager 2 skickade radiovågor genom ringarna för att detekteras tillbaka på jorden – och stjärnockultationer, gjord när rymdfarkosten mätte ljuset från bakgrundsstjärnor som skiner genom ringarna, vilket hjälper till att avslöja hur mycket material de innehåller.
De fann att mönstret i Uranus ringar liknade månrelaterade strukturer i Saturnus ringar som kallas månlöksvak.
Forskarna uppskattar att de antagna månarna i Uranus ringar skulle vara 2 till 9 miles (4 till 14 kilometer) i diameter - lika små som vissa identifierade Saturnus månar, men mindre än någon av Uranus kända månar. Uraniska månar är särskilt svåra att upptäcka eftersom deras ytor är täckta av mörkt material.
"Vi har inte sett månarna ännu, men tanken är att storleken på månarna som behövs för att göra dessa funktioner är ganska liten, och de kunde lätt ha missats, " sa Hedman. "Voyagerbilderna var inte tillräckligt känsliga för att enkelt se dessa månar."
Hedman sa att deras fynd kunde hjälpa till att förklara vissa egenskaper hos Uranus ringar, som är konstigt smala jämfört med Saturnus. Månarna, om de finns, kan agera som "herde" månar, hjälper till att hålla ringarna från att spridas ut. Två av Uranus 27 kända månar, Ophelia och Cordelia, fungera som herdar till Uranus epsilonring.
"Problemet med att hålla ringarna smala har funnits sedan upptäckten av det uranska ringsystemet 1977 och har bearbetats av många dynamiker under åren, ", sade Chancia. "Jag skulle bli mycket glad om dessa föreslagna månar visar sig vara verkliga och vi kan använda dem för att närma oss en lösning."
Att bekräfta om månarna faktiskt existerar eller inte med hjälp av teleskop- eller rymdfarkostbilder kommer att överlåtas till andra forskare, Chancia och Hedman sa. De kommer att fortsätta att undersöka mönster och strukturer i Uranus ringar, hjälpa till att avslöja fler av planetens många hemligheter.
"Det är spännande att se Voyager 2:s historiska Uranus-utforskning som fortfarande bidrar med ny kunskap om planeterna, sa Ed Stone, projektforskare för Voyager, baserad på Caltech, Pasadena, Kalifornien.
Voyager 2 och dess tvilling, Voyager 1, lanserades med 16 dagars mellanrum 1977. Båda rymdfarkosterna flög av Jupiter och Saturnus, och Voyager 2 flög också förbi Uranus och Neptunus. Voyager 2 är den längsta kontinuerligt opererade rymdfarkosten. Den förväntas komma in i det interstellära rymden om några år, går med i Voyager 1, som gick över 2012. Även om långt förbi planeterna, uppdraget fortsätter att skicka tillbaka oöverträffade observationer av rymdmiljön i solsystemet, ger viktig information om miljön som våra rymdfarkoster färdas genom när vi utforskar längre och längre hemifrån.
NASA:s Jet Propulsion Laboratory, en division av Caltech i Pasadena, Kalifornien, byggde den dubbla rymdfarkosten Voyager och driver dem för Heliophysics Division inom NASA:s Science Mission Directorate i Washington.
