Uranus ringar är osynliga för alla utom de största teleskopen – de upptäcktes inte ens förrän 1977 – men de är förvånansvärt ljusa i nya värmebilder av planeten tagna av två stora teleskop i Chiles höga öknar.

Den termiska glöden ger astronomerna ytterligare ett fönster mot ringarna, som har setts bara för att de reflekterar lite ljus i det synliga, eller optisk, räckvidd och i det nära-infraröda. De nya bilderna som tagits av Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) och Very Large Telescope (VLT) gjorde att teamet för första gången kunde mäta temperaturen på ringarna:en cool 77 Kelvin, eller 77 grader över absoluta nollpunkten – koktemperaturen för flytande kväve och motsvarande 320 grader under noll Fahrenheit.

Observationerna bekräftar också att Uranus ljusaste och tätaste ring, kallas epsilonringen, skiljer sig från de andra kända ringsystemen inom vårt solsystem, i synnerhet de spektakulärt vackra ringarna av Saturnus.

"Saturnus huvudsakligen isiga ringar är breda, ljusa och har en rad partikelstorlekar, från damm i mikronstorlek i den innersta D-ringen, till tiotals meter i storlek i huvudringarna, sa Imke de Pater, en UC Berkeley professor i astronomi. "Den lilla änden saknas i Uranus huvudringar; den ljusaste ringen, epsilon, består av golfbollsstora och större stenar."

Som jämförelse, Jupiters ringar innehåller mestadels små, mikronstora partiklar (en mikron är en tusendels millimeter). Neptunus ringar är också mestadels damm, och även Uranus har breda dammskikt mellan sina smala huvudringar.

"Vi vet redan att epsilonringen är lite konstig, eftersom vi inte ser de mindre sakerna, " sa doktoranden Edward Molter. "Något har sopat ut de mindre sakerna, eller så hänger det ihop. Vi vet bara inte. Detta är ett steg mot att förstå deras sammansättning och om alla ringarna kom från samma källmaterial, eller är olika för varje ring."

Ringar kan vara före detta asteroider som fångats av planetens gravitation, rester av månar som kraschade in i varandra och splittrades, resterna av månar som slets isär när de kom för nära Uranus, eller skräp kvar från tidpunkten för bildandet för 4,5 miljarder år sedan.

De nya uppgifterna publicerades denna vecka i The Astronomisk tidskrift . De Pater och Molter ledde ALMA-observationerna, medan Michael Roman och Leigh Fletcher från University of Leicester i Storbritannien ledde VLT-observationerna.

"Uranus ringar skiljer sig sammansatt från Saturnus huvudring, i den meningen att i optisk och infraröd, albedon är mycket lägre:de är riktigt mörka, som kol, " sade Molter. "De är också extremt smala jämfört med Saturnus ringar. Den vidaste, epsilonringen, varierar från 20 till 100 kilometer bred, medan Saturnus är 100-tals eller tiotusentals kilometer breda."

Bristen på dammstora partiklar i Uranus huvudringar noterades först när Voyager 2 flög förbi planeten 1986 och fotograferade dem. Rymdfarkosten kunde inte mäta temperaturen på ringarna, dock.

Hittills, astronomer har räknat totalt 13 ringar runt planeten, med några dammband mellan ringarna. Ringarna skiljer sig på andra sätt från Saturnus.

"Det är häftigt att vi ens kan göra det här med de instrument vi har, " sa han. "Jag försökte bara avbilda planeten så gott jag kunde och jag såg ringarna. Det var fantastiskt."

Både VLT- och ALMA-observationerna utformades för att utforska temperaturstrukturen i Uranus atmosfär, med VLT som sonderar kortare våglängder än ALMA.

"Vi blev förvånade över att se ringarna hoppa ut tydligt när vi minskade data för första gången, sa Fletcher.

Detta utgör en spännande möjlighet för det kommande rymdteleskopet James Webb, som kommer att kunna ge avsevärt förbättrade spektroskopiska begränsningar på Uran-ringarna under det kommande decenniet.