Окольцованый Юпитер

[500x30]


[показать]
Кольца и внутренние спутники Юпитера (схема).

У Юпитера есть система планетарных колец, известная как Кольца Юпитера или Юпитерианская кольцевая система. Это третья система колец открытая в Солнечной системе, после Сатурнианской и системы Колец Урана.
Наличие колец предполагал ещё в 1960 году советский и российский астроном Сергей Всехсвятский: на основе исследования дальних точек орбит некоторых комет Всехсвятский заключил, что эти кометы могут происходить из кольца Юпитера и предположил, что образовалось кольцо в результате вулканической деятельности спутников Юпитера (вулканы на Ио открыты два десятилетия спустя).
Впервые кольца Юпитера были замечены при подлёте КА Вояджер-1 в 1979 году к Юпитеру, более подробные сведения о кольцах удалось получить в 1990-ых благодаря КА Галилео. Кольца также наблюдались Телескопом Хаббла и наблюдаются с Земли в течение множества лет. Наземные наблюдения требуют наиболее крупных из доступных телескопов.

[показать]
Паутинное кольцо Амальтеи и гало Юпитера

Замечательным открытием миссии Галилео стало выявление источника и природы образования колец Юпитера. Согласно данным, полученным от космического аппарата Галилео, система колец Юпитера образуется пылью, выбитой межпланетными метеороидами с поверхности четырех малых внутренних спутников Юпитера.

В конце 70-х годов Вояджер впервые обнаружил следующую структуру колец Юпитера: четкого главного кольца и внутреннего облакоподобного гало, находящегося внутри основного кольца. Один из снимков Вояджера обнаружил третье слабое внешнее кольцо. Новые наблюдения Галилео подтвердили существование слабого кольца, названного Gossamer или паутинным из-за его прозрачности.

[показать]
Главное кольцо

Самая яркая часть главного кольца находится на расстоянии 6440 км от внешней границы гало, на расстоянии 128 940 км - почти рядом с орбитой Адрастеи, находящейся на расстоянии 128 980 км. Эта яркая часть составляет примерно 1000 км, яркость кольца значительно уменьшается на расстоянии около 127 850 км - в окрестности Метиды.

Самая внутренняя компонента кольцевой системы Юпитера есть тороидальное гало, протянувшееся радиально от 92 000 до 122 500 км. Его яркость уменьшается с высотой над экватором планеты и при приближении к планете.

Происхождение кольца Юпитера.

Удары метеороидов в малые спутники Адрастея и Метида с низкой гравитацией поставляют материал в главное кольцо Юпитера. Амальтея и Теба являются источниками паутинного кольца, который сложен из микроскопических частиц этих спутников. Находясь в сильном гравитационном поле Юпитера, маленькие спутники особенно уязвимы к ударам различных фрагментов, захваченных Юпитером, из-за их относительной близости к гигантской планете. Ученые предполагают, что, когда межпланетные метеороиды или фрагменты комет или астероидов ударяются о поверхность малых спутников, пыль, выбитая с поверхности, приобретает значительные скорости в сильном гравитационном поле Юпитера. При этих ударах, если спутник достаточно велик, то пылевые частицы не покидают гравитационного поля спутника. Так, находящаяся на периферии главного кольца крошечная Адрастея с диаметром 8 километров удерживает частицы главного кольца. Если скорость выбитых частиц достаточно велика, они покидают гравитационное поле спутника и выходят на орбиты, подобные источникам их возникновения, т.е. находятся на тех же расстояниях от Юпитера и с тем же наклоном относительно плоскости экватора.

[показать]

Наклоненная орбита качается около плоскости экватора подобно Hula-Hoop. Так как все пылевые частицы имеют подобные орбиты, отличающиеся только ориентацией Hula-Hoop, то все вращающиеся пылевые частицы образуют диск. Толщина внутренней части паутинного кольца соответствует максимальному отклонению наклоненной орбиты Амальтеи от плоскости экватора, толщина второй части паутинного кольца - больше, так как орбита Тебы имеет больший наклон орбиты, чем Амальтея. Верхняя и нижняя границы паутинного кольца в 2 - 3 раза ярче его срединной части.

Внутренне гало состоит из выброшенных частиц из главного кольца. Электрически заряженные частицы, попадая в сильное электромагнитное поле Юпитера, образуют облако частиц, которое простирается вверх и вниз от главного кольца и медленно дрейфует в сторону планеты. Это вертикальное распределение частиц - тороидальное гало - необычно для планетных колец, а материал частиц гало достигает 27 000 км над плоскостью кольца. Внутрь оно простирается до облаков планеты. Главное кольцо имеет 7000 км ширины и внешнюю границу 129 130 км от центра планеты.

[показать]
Главное кольцо. Верхнее фото в обратно рассеянном свете и было сделано КА Новые Горизонты. Видна микроструктура его внешнего края. Нижнее фото демонстрирует Главное кольцо в прямо-рассеянном свете, видно что в нём трудно выделить какую либо деталь кроме «паза Метиды»

Новый класс пылевого кольца на орбите Юпитера

В апреле 1998 года в журнале Science появилось сообщение, что на основе компьютерных вычислений и данных аппарата Галилео ученые Колорадского университета обнаружили новое кольцо пыли на орбите вокруг Юпитера.

Слабое кольцо (формы пончика) межпланетной и межзвездной пыли около 1 126 000 км в диаметре обнаружилось на орбите вокруг Юпитера. Очевидно, данные компьютерных вычислений коррелируют с данными пылевого детектора на Галилео, которые выявили это кольцо путем захвата частиц его пыли.

Удивительно, что большинство частиц межзвездной и межпланетной пыли имеют обратные орбиты, т.е. движутся в противоположном направлении вращению планеты и его спутников. Причина обратных орбит крошечных частиц пока еще неясна.

[показать]
Формирование колец Юпитера

Еще Вояджер 2 обнаружил нечеткое пылевое кольцо Юпитера в 1979 году, которое, как предполагают ученые, было создано столкновениями маленьких спутничков с метеороидами в системе Юпитера. Но вновь обнаруженное (идентифицированное) кольцо пыли с мельчайшими частицами, происходящими вне системы Юпитера, повидимому, много больше и возможно уникально в солнечной системе.

[500x30]

Автор: В.С.Уральская.
E-mail: ural@ sai.msu.su