Sơ đồ hệ thống vệ tinh – vành đai của Sao Thiên Vương. Các đường dày thể hiện vành đai; các đường đứt khúc thể hiện quỹ đạo của các vệ tinh.
Vành đai của Sao Thiên Vương được phát hiện ngày 10 tháng 3 năm 1977, bởi James L. Elliot, Edward W. Dunham, và Douglas J. Mink.[1] Hơn 200 năm trước, William Herschel cũng đã báo cáo về các vành đai được ông quan sát, nhưng các nhà thiên văn học hiện nay không tin rằng ông đã quan sát được chúng, vì chúng rất tối và mờ nhạt.[2] Hai vành đai khác đã được phát hiện năm 1986 trong các tấm hình của tàu không gian Voyager 2,[3] và hai vành đai vòng ngoài đã được tìm thấy năm 2003 – 2005 trong các tấm hình của Kính viễn vọng không gian Hubble.[4]
Tính đến năm 2008, hệ thống vành đai của Sao Thiên Vương có 13 vành đai khác nhau đã biết. Theo thứ tự từ trong ra ngoài, chúng được định danh là 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν và μ.[5] Phạm vi bán kính của chúng từ 38,000 km như vành đai 1986U2R/ζ tới khoảng 98,000 km như vành đai μ. Các dải bụi mờ và các vòng cung không hoàn toàn có thể tồn tại giữa các vành đai chính. Các vành đai có thể rất tối—suất phản chiếu liên kết của các thành phần trong vành đai không vượt quá 2%. Chúng có thể được tạo ra từ băng cùng với một số hợp chất hữu cơ màu tối dưới tác dụng của bức xạ.
Đa số vành đai của Sao Thiên Vương rất mờ và chỉ rộng vài kilômét. Tổng thể các vành đai chức ít bụi; nó chứa chủ yếu các thiên thể lớn có đường kính 0,2–20 m. Tuy nhiên, một số vành mỏng về quang học: các vành đai mỏng và mờ 1986U2R/ζ, μ và ν được tạo nên từ các hạt bụi nhỏ, trong khi vành hẹp λ lại chứa nhiều thiên thể lớn hơn.Sự tương đối thiếu số lượng bụi trong hệ vành đai có thể là do lực kéo khí động học từ sự mở rộng tầng ngoài khí quyển Sao Thiên Vương.
Các vành đai của Sao Thiên Vương khá trẻ, không quá 600 triệu năm tuổi. Các vành đai này có thể hình thành tự sự vỡ ra do va chạm giữa các vệ tinh từng tồn tại xung quanh Sao Thiên Vương.
Ghi chú
^ Forward-scattered light is the light scattered at a small angle relative to the solar light (phase angle close to 180°).
^ Back-scattered light is the light scattered at an angle close to 180° relative to the solar light (phase angle close to 0°).
^ The normal optical depth τ of a ring is the ratio of the total geometrical cross-section of the ring's particles to the square area of the ring. It assumes values from zero to infinity. A light beam passing normally through a ring will be attenuated by the factor e−τ.[6]
^ The equivalent depth ED of a ring is defined as an integral of the normal optical depth across the ring. In other words ED=∫τdr, where r is radius.[7]
^ The rings' eccentricities and inclinations were taken from Stone, 1986 and French, 1989.[8][9]
^ The radii of the 6,5,4, α, β, η, γ, δ, λ and ε rings were taken from Esposito, 2002.[10] The widths of the 6,5,4, α, β, η, γ, δ and ε rings are from Karkoshka, 2001.[11] The radii and widths of the ζ and 1986U2R rings were taken from de Pater, 2006.[7] The width of the λ ring is from Holberg, 1987.[12] The radii and widths of the μ and ν rings were extracted from Showalter, 2006.[5]
^ The equivalent depth of the 1986U2R ring is a product of its width and the normal optical depth. The equivalent depths of the 6,5,4, α, β, η, γ, δ and ε rings were taken from Karkoshka, 2001.[11] The equivalent depths of the λ and ζ, μ and ν rings are derived using μEW values from de Pater, 2006[7] and de Pater, 2006b,[13] respectively. The μEW values for these rings were multiplied by the factor 20, which corresponds to the assumed albedo of the ring's particles of 5%.
^ The thickness estimates are from Lane, 1986.[14]
^ The normal optical depths of all rings except 1986U2R, μ and ν were calculated as ratios of the equivalent depths to the widths. The normal optical depth of the 1986U2R ring was taken from de Smith, 1986. The normal optical depths of the μ and ν rings are peak values from Showalter, 2006.[5]
^Off opposition means that the angle between the object-sun direction and object-Earth direction is not zero.
