thumb|350px|Esquema del sistema de anillos-satélites de Urano. Las líneas continuas indican los anillos. Las discontinuas, las órbitas de sus satélites. Los anillos de Urano son un sistema de anillos planetarios que rodean dicho planeta. Tienen una complejidad intermedia entre los extensos sistemas de Saturno a los más sencillos que circundan Júpiter y Neptuno. Fueron descubiertos el 10 de marzo de 1977 por James L. Elliot, Edward W. Dunham y Douglas J. Mink. Hace más de 200 años, William Herschel también anunció la observación de anillos, pero los astrónomos modernos se muestran escépticos ante el hecho de que realmente pudiera haberlos observado, ya que son muy oscuros y débiles. Se descubrieron dos anillos más en 1986, en imágenes tomadas por la sonda espacial Voyager 2, y en 2003-2005 se encontraron dos anillos más externos mediante fotografías del telescopio espacial Hubble.

A fecha de 2009, se sabe que el sistema de anillos de Urano consta de trece anillos distintos. En orden creciente de distancia desde el planeta, se designan con la notación 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν y μ. Sus radios oscilan entre los 38 000 km del anillo 1986U2R/ζ y los 98 000 km del anillo μ. Pueden encontrarse bandas de polvo débiles y arcos incompletos adicionales entre los anillos principales. Los anillos son extremadamente oscuros —el albedo de Bond de las partículas de los anillos no excede el 2%—. Probablemente están compuestos por hielo de agua con el añadido de algunos compuestos orgánicos oscuros procesados por la radiación.

La mayoría de los anillos de Urano tienen tan solo unos cuantos kilómetros de anchura. El sistema de anillos contiene, en general, poco polvo. Principalmente, están compuestos por cuerpos grandes, de 0.2-20 m de diámetro. No obstante, algunos anillos son ópticamente delgados. Los anillos 1986U2R/ζ, μ y ν, de apariencia ancha y débil, están formados por partículas de polvo, mientras que el anillo λ, estrecho y débil, también contiene cuerpos de tamaño mayor. La relativa carencia de polvo en el sistema de anillos se debe a la resistencia aerodinámica de la parte más externa de la exosfera de Urano, la corona.

Se cree que los anillos de Urano son relativamente jóvenes, de una antigüedad no mayor de 600 millones de años. Probablemente se originaron de los fragmentos de la colisión de varios satélites que existieron en algún momento. Tras la colisión se descompusieron en numerosas partículas que sobrevivieron como anillos estrechos y ópticamente densos en zonas estrictamente confinadas de máxima estabilidad.

Aún no se comprende bien el mecanismo por el que se confinan los anillos estrechos. Al principio se asumía que cada anillo estrecho era pastoreado por un par de satélites cercanos que le daban forma. Pero en 1986 la Voyager 2 descubrió solo uno de esos pares de satélites (Cordelia y Ofelia), sobre el anillo más brillante (ε).

Descubrimiento y exploración

thumb|300px|Imagen de Urano, sus anillos y alguno de sus satélites tomada por el telescopio espacial Hubble. La primera mención al sistema anular de Urano procede de notas de William Herschel que detallan sus observaciones del planeta en el , que incluyen el siguiente pasaje: «22 de febrero de 1789: Se sospecha de la existencia de un anillo». Herschel dibujó un pequeño diagrama del anillo y anotó que estaba «un poco virado al rojo». El telescopio Keck de Hawái ha confirmado que, efectivamente, este es el caso, al menos para el anillo ν. Las notas de Herschel fueron publicadas en el Royal Society Journal en 1797. No obstante, durante los dos siglos transcurridos entre 1797 y 1977 los anillos fueron mencionados en raras ocasiones, si es que lo fueron en absoluto. Esto arroja una seria duda sobre si Herschel pudo haber visto cualquier cosa de este tipo, mientras que cientos de otros astrónomos no vieron nada. Sin embargo, algunos aún afirman que Herschel realmente efectuó descripciones rigurosas del tamaño relativo del anillo ν con respecto a Urano, sus cambios a medida que Urano describe su órbita alrededor del Sol, y su color.

El descubrimiento definitivo de los anillos de Urano fue efectuado por los astrónomos James L. Elliot, Edward W. Dunham, y Douglas J. Mink el 10 de marzo de 1977 gracias al Kuiper Airborne Observatory, y fue de forma casual. Planeaban utilizar la ocultación de la estrella SAO 158687 por Urano para estudiar la atmósfera del planeta. No obstante, cuando analizaron sus observaciones, encontraron que la estrella desaparecía brevemente de la vista cinco veces antes y después de ser eclipsada por el planeta. De esta observación dedujeron la presencia de un sistema de anillos estrechos. Los cinco eventos de ocultación se nombraron con las letras griegas α, β, γ, δ y ε en sus publicaciones. Desde entonces se les designa de esta forma. Posteriormente encontraron algunos más: Uno de ellos entre los anillos β y γ, y tres en el interior del anillo α. Al primero se le dio el nombre de anillo η. Los últimos recibieron el nombre de 4, 5 y 6 —de acuerdo con la numeración de eventos de ocultación descritos en una publicación. El sistema anular de Urano fue el segundo en ser descubierto en el sistema solar tras el de Saturno.

Los anillos fueron investigados a fondo durante el sobrevuelo de Urano por la sonda espacial Voyager 2 en enero de 1986. Dos nuevos anillos brillantes, λ y 1986U2R, fueron descubiertos elevando el número total de los conocidos en ese momento a 11. Se estudiaron los anillos analizando los resultados de ocultaciones ópticas, de radio y ultravioleta. La Voyager 2 observó los anillos en diferentes geometrías con respecto al sol, produciendo imágenes con iluminación frontal, trasera y lateral. El análisis de estas imágenes permitió la derivación de la función de fase y del albedo geométrico y ligado de las partículas anulares. Se resolvieron dos anillos, el ε y el η, que revelaron una complicada y fina estructura. El análisis de las imágenes de la Voyager también llevaron al descubrimiento de 10 satélites interiores de Urano, incluyendo los dos satélites pastores del anillo ε, Cordelia y Ofelia.

El telescopio espacial Hubble detectó un par de anillos adicionales no observados con anterioridad entre 2003–2005, elevando su número a 13. El descubrimiento de estos anillos exteriores ha doblado la longitud conocida del radio de este sistema de anillos. El Hubble también ha tomado por primera vez imágenes de dos pequeños satélites, uno de los cuales, Mab, comparte su órbita con el anillo más externo recientemente descubierto.

Propiedades generales

thumb|300px|right|Anillos interiores de Urano. El anillo externo brillante es el épsilon. Se pueden observar otros ocho anillos. Con los conocimientos actuales, el sistema anular de Urano consta de trece anillos distintos. En orden creciente de distancia desde el planeta serían: 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν y μ. Se pueden dividir en tres grupos: nueve anillos estrechos principales (6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, ε), dos anillos de polvo (1986U2R/ζ, λ)Burns, J. A.; Hamilton, D. P.; Showalter, M. R. (2001). «Dusty Rings and Circumplanetary Dust: Observations and Simple Physics.» En Grun, E.; Gustafson, B. A. S.; Dermott, S. T.; Fechtig H. (pdf). Interplanetary Dust. Berlin: Springer. pp. 641-725. y dos exteriores (μ, ν). Los anillos de Urano se componen principalmente de partículas macroscópicas y poco polvo,Ockert, M. E.; Cuzzin, J. N.; Porco, C. C. Johnson, T. V. (1987).«Uranian ring photometry: Results from Voyager 2.» J. of Geophys. Res. 92: 14 969-14 978. aunque se constata su presencia en los anillos 1986U2R/ζ, η, δ, λ, ν y μ. Además de estos anillos bien conocidos, podría haber numerosas bandas de polvo ópticamente delgadas y anillos muy débiles entre ellas. Estos anillos y las bandas de polvo existen sólo de forma temporal o consisten en un número de arcos separados que se detectan ocasionalmente durante eventos de ocultación. Algunos de ellos se revelaron durante el cambio de plano de los anillos que tuvo lugar en 2007. La apariencia de los anillos varía en función de la geometría de iluminación de los mismos. La Voyager 2 observó bandas de polvo cuando los anillos estaban iluminados frontalmente.Tesis doctoral en la que se traduce el término forward scattering al castellano Todos los anillos mostraron variaciones en el brillo acimutal.

Los anillos están compuestos por un material extremadamente oscuro. El albedo geométrico de las partículas del anillo no excede el 5-6%, mientras que el albedo de Bond es incluso menor —aproximadamente un 2%—. Las partículas anulares mostraron un fuerte y súbito aumento de la oposición cuando el ángulo de fase es próximo a cero. Esto significa que su albedo es mucho más bajo cuando se observa ligeramente fuera de la oposición. Los anillos son ligeramente rojizos en los cortes ultravioleta y visible del espectro y grises en el infrarrojo cercano. No muestran rasgos espectrales identificables. La composición química de las partículas de los anillos es desconocida. No obstante no pueden ser de hielo de agua pura, como los anillos de Saturno, porque son demasiado oscuras, incluso más que los satélites de Urano. Esto indica que probablemente están compuestos por una mezcla de hielo y material oscuro. La naturaleza de este material no está clara, pero podrían ser compuestos orgánicos considerablemente oscurecidos por la irradiación de partículas cargadas procedentes de la magnetosfera de Urano. En este sentido podrían ser un material fuertemente procesado que inicialmente sería similar al de las lunas interiores.

Globalmente, el sistema de anillos de Urano es diferente de los sistemas anulares de Júpiter y Saturno, en el que alguno de sus anillos está compuesto por materiales muy brillantes —hielo de agua—. No obstante, se observan algunas similitudes con este último. El anillo F de Saturno y el anillo ε son ambos estrechos, relativamente oscuros y están «pastoreados» por un par de satélites. Los anillos externos de Urano, recientemente descubiertos, son parecidos a los anillos externos G y E de Saturno. Los pequeños anillos que existen en los anillos anchos de Saturno también se asemejan a los anillos estrechos de Urano. Además, las bandas de polvo que se observan entre los anillos principales de Urano serían similares a los anillos de Júpiter. En cambio, el sistema anular de Neptuno es bastante similar al de Urano, aunque es menos complejo, es más oscuro y contiene más polvo. Los anillos de Neptuno se localizan también más lejos de su planeta.

Anillos estrechos principales

Anillo ε

thumb|300px|Aproximación al anillo ε de Urano.