Кольца Юпитера - Википедия - Rings of Jupiter

Схема кольцевой системы Юпитера, показывающая четыре основных компонента. Для простоты Метис и Адрастея изображены разделяющими их орбиту. (На самом деле Метида очень немного ближе к Юпитеру.)

Планета Юпитер имеет систему кольца известный как кольца Юпитера или Юпитерианская система колец. Это была третья система колец, обнаруженная в Солнечная система, после тех из Сатурн и Уран. Впервые это было замечено в 1979 г. Вояджер 1 Космический зонд[1] и тщательно исследованы в 1990-х гг. Галилео орбитальный аппарат.[2] Это также было замечено Космический телескоп Хаббла и из земной шар на несколько лет.[3] Наземное наблюдение за кольцами требует максимально возможного телескопы.[4]

Система колец Юпитера слабая и состоит в основном из пыль.[1][5] Он состоит из четырех основных компонентов: толстого внутреннего тор частиц, известных как «кольцо гало»; относительно яркое, исключительно тонкое «главное кольцо»; и два широких, толстых и слабых внешних «тонких кольца», названных в честь лун, из материала которых они состоят: Амальтея и Бытие.[6]

Основное кольцо и кольцо ореола состоят из пыли, выброшенной из луны Метис, Адрастеа, и другие ненаблюдаемые родительские тела в результате высокоскоростных ударов.[2] Изображения высокого разрешения, полученные в феврале и марте 2007 г. Новые горизонты космический аппарат обнаружил богатую тонкую структуру в главном кольце.[7]

В видимом и близкоминфракрасный светлые, кольца имеют красноватый цвет, за исключением кольца ореола, которое имеет нейтральный или синий цвет.[3] Размер пыли в кольцах варьируется, но наибольшая площадь поперечного сечения имеет несферические частицы радиусом около 15 мкм во всех кольцах, кроме нимба.[8] В кольце ореола, вероятно, преобладает субмикронная пыль. Полная масса кольцевой системы (включая неразрешенные родительские тела) плохо известна, но, вероятно, находится в диапазоне 1011 до 1016 кг.[9] Возраст кольцевой системы неизвестен, но, возможно, она существовала с момента образования Юпитера.[9]

Кольцо могло существовать в Гималии орбита. Одно из возможных объяснений заключается в том, что маленькая луна врезалась в Гималию, и сила удара заставила материал взорваться от Гималий.[10]

Открытие и структура

Кольцевая система Юпитера была третьей, обнаруженной в Солнечная система, после тех из Сатурн и Уран. Впервые это было замечено в 1979 г. Вояджер 1 Космический зонд.[1] Он состоит из четырех основных компонентов: толстого внутреннего тор частиц, известных как «кольцо гало»; относительно яркое, исключительно тонкое «главное кольцо»; и два широких, толстых и тусклых внешних «тонких кольца», названных в честь лун, из материала которых они состоят: Амальтея и Фива.[6] Основные атрибуты известных колец Юпитера перечислены в таблице.[2][5][6][8]

ИмяРадиус (км)Ширина (км)Толщина (км)Оптическая глубина[а] (в τ)Фракция пылиМасса, кгПримечания
Кольцо Halo92,000–122,50030,50012,500~1 × 10−6100% —
Главное кольцо122,500–129,0006,50030–3005.9 × 10−6~25%107– 109 (пыль)
1011– 1016 (крупные частицы)		Ограничен Адрастеа
Кольцо Amalthea с паутинкой129,000–182,00053,0002,000~1 × 10−7100%107– 109Связаны с Амальтея
Кольцо Thebe с паутинкой129,000–226,00097,0008,400~3 × 10−8100%107– 109Связаны с Бытие. Есть расширение за орбитой Фивы.

Главное кольцо

Внешний вид и структура

Мозаика изображений колец Юпитера со схемой расположения колец и спутников
На верхнем изображении показано главное кольцо в обратно рассеянном свете, как видно из Новые горизонты космический корабль. Видна тонкая структура его внешней части. На нижнем изображении показано главное кольцо в светорассеянии вперед, демонстрируя отсутствие какой-либо структуры, кроме выемки Метиса.
Метис вращается на краю главного кольца Юпитера, как показано на снимке. Новые горизонты космический корабль 2007 г.

Узкое и относительно тонкое основное кольцо - самая яркая часть Юпитер кольцевая система. Его внешний край расположен на радиусе около 129000 км (1.806 рJ;рJ = экваториальный радиус Юпитера или 71.398 км) и совпадает с орбитой самого маленького внутреннего спутника Юпитера, Адрастеа.[2][5] Его внутренний край не отмечен никакими спутниками и расположен примерно на 122.500 км (1.72 рJ).[2]

Таким образом, ширина основного кольца составляет около 6,500 км. Внешний вид основного кольца зависит от геометрии просмотра.[9] В рассеянном вперед свете[b] яркость основного кольца начинает круто падать при 128.600 км (сразу внутрь адрастеанской орбиты) и достигает фонового уровня на 129.300 км- прямо за пределы адрастейской орбиты.[2] Таким образом, Адрастеа на 129000 км явно пасует кольцо.[2][5] Яркость продолжает расти в направлении Юпитера и имеет максимум около центра кольца в точке 126000 км, хотя есть ярко выраженный зазор (выемка) возле Метидиан орбита на 128000 км.[2] Внутренняя граница главного кольца, напротив, медленно исчезает с 124,000 к 120,000 км, сливаясь в кольцо ореола.[2][5] В прямом свете все кольца Юпитера особенно яркие.

В обратном свете[c] ситуация другая. Внешняя граница основного кольца, расположенная по адресу 129.100 км, или немного дальше орбиты Адрастеи, очень крутой.[9] Орбита Луны отмечена разрывом в кольце, поэтому сразу за ее орбитой есть тонкое колечко. Внутри орбиты Адрасте есть еще одно колечко, за которым следует разрыв неизвестного происхождения, расположенный примерно в 128.500 км.[9] Третье колечко находится внутри центральной щели, вне орбиты Метиды. Яркость кольца резко падает сразу за пределами метидийской орбиты, образуя метисовидную метку.[9] Внутри орбиты Метиды яркость кольца возрастает гораздо меньше, чем при прямом рассеянии света.[4] Таким образом, в геометрии обратного рассеяния главное кольцо состоит из двух разных частей: узкой внешней части, идущей от 128,000 к 129000 км, который включает в себя три узких локона, разделенных насечками, и более слабую внутреннюю часть от 122,500 к 128000 км, в котором отсутствует какая-либо видимая структура, как в геометрии прямого рассеяния.[9][11] Вырез Metis служит их границей. Тонкая структура основного кольца была обнаружена по данным Галилео орбитального аппарата и хорошо виден на изображениях, полученных с обратного рассеяния Новые горизонты в феврале – марте 2007 г.[7][12] Ранние наблюдения Космический телескоп Хаббла (HST),[3] Кек[4] и Кассини космический аппарат не смог его обнаружить, вероятно, из-за недостаточного пространственного разрешения.[8] Однако тонкая структура наблюдалась телескопом Кека с использованием адаптивная оптика в 2002–2003 гг.[13]

При наблюдении в обратно рассеянном свете главное кольцо выглядит очень тонким, простирающимся в вертикальном направлении не более чем на 30 км.[5] В геометрии бокового рассеяния толщина кольца составляет 80–160 км, несколько увеличиваясь в направлении Юпитер.[2][8] В прямом свете кольцо кажется намного толще - около 300 км.[2] Одно из открытий Галилео Орбитальный аппарат был цветком главного кольца - слабого, относительно толстого (около 600 км) облака вещества, окружающего его внутреннюю часть.[2] Толщина нароста увеличивается к внутренней границе основного кольца, где он переходит в ореол.[2]

Подробный анализ Галилео изображения показали продольные вариации яркости основного кольца, не связанные с геометрией обзора. Снимки Galileo также показали некоторую неоднородность кольца на масштабах 500–1000 км.[2][9]

В феврале – марте 2007 г. Новые горизонты космический корабль провел глубокий поиск новых малых лун внутри главного кольца.[14] Хотя никаких спутников размером более 0,5 км обнаружено не было, камеры космического корабля обнаружили семь небольших сгустков кольцевых частиц. Они вращаются внутри орбиты Адрастеи внутри плотного колечка.[14] Вывод о том, что это скопления, а не маленькие луны, основан на их азимутально расширенный внешний вид. Они тянутся вдоль кольца на 0,1–0,3 °, что соответствует 1,000–3000 км.[14] Глыбы делятся на две группы по пять и два члена соответственно. Природа сгустков не ясна, но их орбиты близки к 115: 116 и 114: 115. резонансы с Метисом.[14] Это могут быть волновые структуры, возбуждаемые этим взаимодействием.

Спектры и гранулометрический состав

Изображение главного кольца, полученное Галилеем в светорассеянии вперед. Насечка Metis хорошо видна.

Спектры основного кольца, полученного HST,[3] Кек,[15] Галилео[16] и Кассини[8] показали, что образующие его частицы красные, т.е. их альбедо выше на более длинных волнах. Существующие спектры охватывают диапазон 0,5–2,5 мкм.[8] До сих пор не было обнаружено никаких спектральных особенностей, которые можно было бы отнести к конкретным химическим соединениям, хотя наблюдения Кассини дали доказательства наличия полос поглощения около 0,8 мкм и 2,2 мкм.[8] Спектры главного кольца очень похожи на Адрастею.[3] и Амальтея.[15]

Свойства основного кольца можно объяснить гипотезой о том, что оно содержит значительные количества пыль с размером частиц 0,1–10 мкм. Это объясняет более сильное рассеяние света вперед по сравнению с рассеянием назад.[9][11] Однако для объяснения сильного обратного рассеяния и тонкой структуры яркой внешней части главного кольца требуются более крупные тела.[9][11]

Анализ имеющихся фазовых и спектральных данных позволяет сделать вывод о том, что распределение мелких частиц в основном кольце по размерам подчиняется сила закона[8][17][18]

куда п(р) доктор число частиц с радиусы между р и р + доктор и нормализующий параметр, выбранный для соответствия известному общему свету поток с кольца. Параметр q составляет 2,0 ± 0,2 для частиц с р <15 ± 0,3 мкм и q = 5 ± 1 для тех, у кого р > 15 ± 0,3 мкм.[8] Распределение крупных тел в диапазоне размеров мм – км в настоящее время не определено.[9] В рассеянии света в этой модели преобладают частицы с р около 15 мкм.[8][16]

Упомянутый выше степенной закон позволяет оценить оптическая глубина[а] главного кольца: для больших тел и для пыли.[8] Этот оптическая глубина означает, что полное сечение всех частиц внутри кольца составляет около 5000 км².[d][9] Ожидается, что частицы в основном кольце будут иметь асферическую форму.[8] Общая масса пыли оценивается в 107−109 кг.[9] Масса крупных тел, за исключением Метиды и Адрастеи, составляет 1011−1016 кг. Это зависит от их максимального размера - верхнее значение соответствует максимальному диаметру около 1 км.[9] Эти массы можно сравнить с массами Адрастеи, которые составляют примерно 2 × 1015 кг,[9] Амальтея, ок. 2 × 1018 кг,[19] и Земли Луна, 7.4 × 1022 кг.

Наличие двух популяций частиц в основном кольце объясняет, почему его внешний вид зависит от геометрии обзора.[18] Пыль рассеивает свет предпочтительно в прямом направлении и образует относительно толстое однородное кольцо, ограниченное орбитой Адрастеи.[9] Напротив, большие частицы, которые разлетаются в обратном направлении, заключены в несколько колец между метидийскими и адрастейскими орбитами.[9][11]

Происхождение и возраст

Схема, показывающая образование колец Юпитера

Пыль постоянно удаляется с главного кольца с помощью комбинации Пойнтинг – Робертсон дрэг и электромагнитные силы от Юпитерианская магнитосфера.[18][20] Летучие вещества, например, лед, быстро испаряются. Время жизни пылевых частиц в кольце от 100 до 1000 лет,[9][20] поэтому пыль должна постоянно пополняться при столкновениях крупных тел размером от 1 см до 0,5 км.[14] и между такими же большими телами и частицами с высокой скоростью, приходящими извне системы Юпитера.[9][20] Эта популяция родительского тела ограничена узким кругом - около 1000 км- и яркая внешняя часть главного кольца, включая Метис и Адрастею.[9][11] Крупнейшие родительские тела должны быть меньше 0,5 км. Верхний предел их размера был получен Новые горизонты космический корабль.[14] Предыдущий верхний предел, полученный из HST[3][11] и Кассини[8] наблюдения, находился около 4 км.[9] Пыль, образующаяся при столкновении, сохраняет примерно те же элементы орбиты, что и родительские тела, и медленно движется по спирали в направлении Юпитер образуя слабую (в обратном свете) внутреннюю часть основного кольца и кольца ореола.[9][20] Возраст главного кольца в настоящее время неизвестен, но, возможно, это последний остаток прошлой популяции небольших тел около Юпитер.[6]

Вертикальные гофры

Изображения из Галилео и Новые горизонты Космические зонды показывают наличие двух наборов спиральных вертикальных гофр в основном кольце. Со временем эти волны стали более плотно наматываться со скоростью, ожидаемой для дифференциальной узловой регрессии в гравитационном поле Юпитера. Если экстраполировать назад, более заметная из двух групп волн, похоже, была возбуждена в 1995 году, примерно во время воздействия Комета Шумейкера-Леви 9 с Юпитером, а меньшее множество датируется первой половиной 1990 года.[21][22][23] Галилео's Наблюдения в ноябре 1996 г. согласуются с длинами волн 1920 ± 150 и 630 ± 20 км, а вертикальные амплитуды 2.4 ± 0.7 и 0,6 ± 0,2 км, для большего и меньшего наборов волн соответственно.[23] Формирование большего набора волн можно объяснить, если на кольцо ударило облако частиц, выпущенных кометой с общей массой порядка 2–5 × 1012 кг, что могло бы отклонить кольцо от экваториальной плоскости на 2 км.[23] Подобная спиралевидная волна, которая со временем сужается[24] наблюдался Кассини в Сатурне C и D кольца.[25]

Кольцо Halo

Внешний вид и структура

Фальшивое цветное изображение кольца ореола, полученное Галилеем в рассеянном вперед свете

Кольцо ореола - это внутреннее и самое толстое по вертикали кольцо Юпитера. Его внешний край совпадает с внутренней границей основного кольца примерно на радиусе 122500 км (1.72 рJ).[2][5] С этого радиуса кольцо быстро становится толще к Юпитеру. Истинная вертикальная протяженность ореола неизвестна, но присутствие его материала было обнаружено на уровне 10000 км над плоскостью кольца.[2][4] Внутренняя граница ореола относительно резкая и расположена на радиусе 100000 км (1.4 рJ),[4] но немного материала присутствует дальше внутрь примерно на 92000 км.[2] Таким образом, ширина кольца ореола составляет около 30000 км. По форме он напоминает толстый тор без четкой внутренней структуры.[9] В отличие от основного кольца, внешний вид нимба мало зависит от геометрии обзора.

Кольцо ореола кажется самым ярким в свете, рассеянном вперед, в котором оно было подробно отображено Галилео.[2] Хотя его поверхностная яркость намного меньше, чем у основного кольца, его вертикально (перпендикулярно плоскости кольца) интегрированный фотон поток сравнимо благодаря гораздо большей толщине. Несмотря на заявленную вертикальную протяженность более 20000 км, яркость гало сильно сосредоточена к плоскости кольца и подчиняется степенному закону вида z−0.6 к z−1.5,[9] куда z - высота над плоскостью кольца. Вид ореола в обратно рассеянном свете, по наблюдениям Кек[4] и HST,[3] та же. Однако его полный поток фотонов в несколько раз меньше, чем у основного кольца, и более сильно сконцентрирован вблизи плоскости кольца, чем в светорассеянном вперед.[9]

В спектральные свойства кольца ореола отличаются от основного кольца. В поток распределение в диапазоне 0,5–2,5 мкм более плоское, чем в основном кольце;[3] нимб не красный, а может даже быть синим.[15]

Происхождение кольца ореола

Оптические свойства гало-кольца можно объяснить гипотезой о том, что в его состав входит только пыль с размером частиц менее 15 мкм.[3][9][17] Части ореола, расположенные далеко от плоскости кольца, могут состоять из субмикронной пыли.[3][4][9] Этот пыльный состав объясняет более сильное рассеяние вперед, более голубые цвета и отсутствие видимой структуры в ореоле. Пыль, вероятно, возникает в основном кольце, это утверждение подтверждается тем фактом, что гало оптическая глубина сопоставима с пылью в основном кольце.[5][9] Большую толщину ореола можно объяснить возбуждением орбитальные наклонения и эксцентриситет частиц пыли электромагнитными силами в магнитосфере Юпитера. Внешняя граница кольца гало совпадает с местом сильного лоренцевского резонанса 3: 2.[e][18][26][27] В качестве Пойнтинг – Робертсон дрэг[18][20] заставляет частицы медленно дрейфовать к Юпитеру, их орбитальные наклонения возбуждены, проходя через него. Расцвет главного кольца может быть началом нимба.[9] Внутренняя граница кольца гало находится недалеко от сильнейшего лоренцевского резонанса 2: 1.[18][26][27] В этом резонансе возбуждение, вероятно, очень велико, заставляя частицы погружаться в атмосферу Юпитера, тем самым определяя резкую внутреннюю границу.[9] Будучи производным от основного кольца, нимб имеет тот же возраст.[9]

Паутинные кольца

Кольцо Amalthea с паутинкой

Изображение тонких колец, полученное Галилеем в рассеянном вперед свете

Паутинное кольцо Амальтеи - очень слабая структура с прямоугольным поперечным сечением, тянущаяся от орбиты Амальтеи на 182000 км (2.54 рJ) до 129000 км (1.80 рJ).[2][9] Его внутренняя граница четко не определена из-за наличия гораздо более яркого главного кольца и ореола.[2] Толщина кольца составляет около 2300 км в районе орбиты Амальтеи и немного уменьшается в направлении Юпитер.[f][4] Паутинное кольцо Амальтеи на самом деле является самым ярким около его верхнего и нижнего краев и постепенно становится ярче к Юпитеру; один из краев часто бывает ярче другого.[28] Внешняя граница кольца относительно крутая;[2] яркость кольца резко падает как раз ближе к орбите Амальтеи,[2] хотя он может иметь небольшое расширение за пределы орбиты спутника, заканчивающийся около 4: 3 резонанса с Фивой.[13] В прямом свете кольцо кажется примерно в 30 раз слабее, чем основное кольцо.[2] В обратно рассеянном свете он был обнаружен только Кек телескоп[4] и САУ (Расширенная камера для обзоров ) на HST.[11] Изображения с обратным рассеянием показывают дополнительную структуру в кольце: пик яркости внутри амальтеанской орбиты, ограниченный верхним или нижним краем кольца.[4][13]

В 2002–2003 годах космический корабль «Галилео» дважды проходил через тонкие кольца. Во время них его счетчик пыли обнаруживал частицы пыли размером 0,2–5 мкм.[29][30] Кроме того, звездный сканер космического корабля "Галилео" обнаружил небольшие дискретные тела (<1 км) около Амальтеи.[31] Это могут быть обломки, образовавшиеся в результате столкновения с этим спутником.

Обнаружение кольца паутинки Амальтеи с земли, в Галилео изображения и прямые измерения пыли позволили определить распределение частиц по размерам, которое, по-видимому, следует тому же степенному закону, что и пыль в основном кольце с q=2 ± 0.5.[11][30] В оптическая глубина этого кольца около 10−7, что на порядок меньше, чем у основного кольца, но общая масса пыли (107–109 кг) сопоставимо.[6][20][30]

Кольцо Thebe с паутинкой

Паутинное кольцо Фив - самое слабое кольцо Юпитера. Это выглядит как очень тусклая структура с прямоугольным поперечным сечением, простирающаяся от орбиты Фибана на 226000 км (3.11 рJ) до 129000 км (1.80 рJ;).[2][9] Его внутренняя граница четко не определена из-за наличия гораздо более яркого главного кольца и ореола.[2] Толщина кольца составляет около 8400 км у орбиты Фивы и немного уменьшается по направлению к планете.[f][4] Паутинное кольцо Фиве наиболее яркое около его верхнего и нижнего краев и постепенно становится ярче к концу. Юпитер - очень похоже на кольцо Амальтеи.[28] Внешняя граница кольца не особо крутая, тянется за 15000 км.[2] За орбитой Фивы есть еле заметное продолжение кольца, простирающееся до 280000 км (3.75 рJ) и назвали Расширением Фив.[2][30] В прямом свете кольцо кажется примерно в 3 раза слабее, чем паутинное кольцо Амальтеи.[2] В обратно рассеянном свете он был обнаружен только Кек телескоп.[4] Изображения с обратным рассеянием показывают пик яркости прямо на орбите Фивы.[4] В 2002–2003 гг. Счетчик пыли космического корабля «Галилео» обнаружил частицы пыли размером 0,2–5 мкм, аналогичные частицам в кольце Амальтеи, и подтвердил результаты, полученные с помощью изображений.[29][30]

В оптическая глубина Паутинного кольца Фив составляет примерно 3 × 10−8, что в три раза ниже, чем паутинное кольцо Амальтеи, но общая масса пыли такая же - около 107–109 кг.[6][20][30] Однако гранулометрический состав пыли несколько мельче, чем в кольце Амальтеи. Он следует степенному закону с q <2. В расширении Фивы параметр q может быть еще меньше.[30]

Происхождение тонких колец

Пыль в тонких кольцах возникает практически так же, как пыль в основном кольце и ореоле.[20] Источниками его являются внутренние луны Юпитера Амальтея и Фива соответственно. При ударах с высокой скоростью снаряды, идущие извне системы Юпитера, выбрасывают частицы пыли с их поверхностей.[20] Эти частицы первоначально сохраняют те же орбиты, что и их спутники, но затем постепенно уходят внутрь по спирали. Пойнтинг – Робертсон дрэг.[20] Толщина тонких колец определяется вертикальными отклонениями лун из-за их ненулевой орбитальные наклонения.[9] Эта гипотеза естественным образом объясняет почти все наблюдаемые свойства колец: прямоугольное сечение, уменьшение толщины в направлении Юпитер и осветление верхнего и нижнего краев колец.[28]

Однако некоторые свойства до сих пор остаются необъясненными, например, расширение Фив, которое может быть связано с невидимыми телами за пределами орбиты Фивы и структурами, видимыми в обратно рассеянном свете.[9] Одно из возможных объяснений расширения Фив - влияние электромагнитных сил со стороны юпитерианской магнитосферы. Когда пыль попадает в тень за Юпитером, она довольно быстро теряет свой электрический заряд. Поскольку мелкие частицы пыли частично вращаются с планетой, они будут двигаться наружу во время прохождения тени, создавая расширение наружу тонкого кольца Фивы.[32] Эти же силы могут объяснить падение в распределении частиц и яркости кольца, которое происходит между орбитами Амальтеи и Фивы.[30][32]

Пик яркости внутри орбиты Амальтеи и, следовательно, вертикальная асимметрия тонкого кольца Амальтеи могут быть связаны с частицами пыли, захваченными на переднем (L4) и замыкающих (L5) Точки Лагранжа этой луны.[28] Частицы также могут следовать подковообразные орбиты между лагранжевыми точками.[13] Пыль может присутствовать также в передней и задней точках Лагранжа Фивы. Это открытие подразумевает, что в паутинных кольцах есть две популяции частиц: одна медленно дрейфует в направлении Юпитера, как описано выше, а другая остается около луны-источника, находящейся в ловушке в резонансе 1: 1 с ним.[28]

Кольцо Himalia

Новые горизонты изображение возможного кольца Гималии

Маленькая луна Dia Диаметром 4 километра пропал без вести с момента его открытия в 2000 году.[33] Одна из теорий заключалась в том, что он врезался в гораздо большую луну. Гималии 170 километров в диаметре, образуя слабое кольцо. Это возможное кольцо выглядит как слабая полоса возле Гималий на изображениях, сделанных НАСА. Новые горизонты миссия в Плутон. Это говорит о том, что Юпитер иногда приобретает и теряет маленькие спутники из-за столкновений.[10] Однако повторное открытие Dia в 2010 и 2011 гг.[34] опровергает связь между Дайей и кольцом Гималии, хотя все же возможно, что это была другая луна.[35]

Исследование

Существование колец Юпитера было выведено из наблюдений планетарного радиационные пояса к Пионер 11 космический корабль в 1975 году.[36] В 1979 г. Вояджер 1 космический аппарат получил единственное переэкспонированное изображение кольцевой системы.[1] Более обширная визуализация была проведена Вояджер 2 в том же году, что позволило приблизительно определить структуру кольца.[5] Превосходное качество изображений, получаемых Галилео орбитальный аппарат между 1995 и 2003 годами значительно расширил существующие знания о кольцах Юпитера.[2] Наземное наблюдение колец Кек[4] телескоп в 1997 и 2002 годах и HST в 1999 году[3] показал богатую структуру, видимую в обратно рассеянном свете. Изображения, переданные Новые горизонты космический аппарат в феврале – марте 2007 г.[12] позволил впервые наблюдать тонкую структуру в основном кольце. В 2000 г. Кассини космический корабль на пути к Сатурн провел обширные наблюдения за системой колец Юпитера.[37] В будущих миссиях к системе Юпитера будет предоставлена ​​дополнительная информация о кольцах.[38]

Галерея

Кольцевая система, изображенная Галилео
Кольца, наблюдаемые изнутри Юнона 27 августа 2016 г.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ а б Нормальная оптическая толщина - это отношение между общей поперечное сечение частиц кольца на квадратную площадь кольца.[8]
  2. ^ Свет, рассеянный вперед, - это свет, рассеянный под небольшим углом по отношению к солнечному свету.
  3. ^ Обратно рассеянный свет - это свет, рассеянный под углом, близким к 180 °, относительно солнечного света.
  4. ^ ^ Его следует сравнить с примерно 1700 км² поперечного сечения Метис и Адрастеа.[9]
  5. ^ Резонанс Лоренца - это резонанс между орбитальным движением частицы и вращением магнитосферы планеты, когда отношение их периодов равно Рациональное число.[26]
  6. ^ а б Толщина тонких колец определяется здесь как расстояние между пиками яркости на их верхнем и нижнем краях.[28]

Рекомендации

  1. ^ а б c d Smith, B.A .; Содерблом, Л. А .; Johnson, T. V .; и другие. (1979). "Система Юпитера глазами" Вояджера-1 ". Наука. 204 (4396): 951–957, 960–972. Bibcode:1979Наука ... 204..951С. Дои:10.1126 / science.204.4396.951. PMID  17800430.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac Ockert-Bell, M.E .; Burns, J. A .; Daubar, I.J .; и другие. (1999). «Структура системы колец Юпитера, обнаруженная в эксперименте по визуализации изображений Галилео». Икар. 138 (2): 188–213. Bibcode:1999Icar..138..188O. Дои:10.1006 / icar.1998.6072.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k Meier, R .; Smith, B.A .; Owen, T. C .; и другие. (1999). «Фотометрия кольца Юпитера и Адрастеи в ближнем инфракрасном диапазоне». Икар. 141 (2): 253–262. Bibcode:1999Icar..141..253M. Дои:10.1006 / icar.1999.6172.
  4. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п де Патер, I .; Шоуолтер, М. Р .; Burns, J. A .; и другие. (1999). "Кек Инфракрасные наблюдения системы колец Юпитера вблизи пересечения плоскости кольца Земли в 1997 г." (PDF). Икар. 138 (2): 214–223. Bibcode:1999Icar..138..214D. Дои:10.1006 / icar.1998.6068.
  5. ^ а б c d е ж грамм час я Шоуолтер, М. Р .; Burns, J. A .; Куцци, Дж. Н. (1987). "Система колец Юпитера: новые результаты о структуре и свойствах частиц". Икар. 69 (3): 458–498. Bibcode:1987Icar ... 69..458S. Дои:10.1016/0019-1035(87)90018-2.
  6. ^ а б c d е ж Эспозито, Л. В. (2002). «Планетарные кольца». Отчеты о достижениях физики. 65 (12): 1741–1783. Bibcode:2002RPPh ... 65.1741E. Дои:10.1088/0034-4885/65/12/201.
  7. ^ а б Морринг, Ф. (7 мая 2007 г.). «Вождь кольца». Авиационная неделя и космические технологии: 80–83.
  8. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Throop, H.B .; Порко, К.; West, R.A .; и другие. (2004). "Кольца Юпитера: новые результаты, полученные на Кассини, Галилео, Вояджере и земных наблюдениях" (PDF). Икар. 172 (1): 59–77. Bibcode:2004Icar..172 ... 59T. Дои:10.1016 / j.icarus.2003.12.020.
  9. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п о п q р s т ты v ш Икс у z аа ab ac объявление ае аф аг ах ай aj Burns, J. A .; Simonelli, D. P .; Шоуолтер, М. Р .; Гамильтон; Порко; Throop; Эспозито (2004). "Кольцо-Луна система Юпитера" (PDF). In Bagenal, F .; Dowling, T.E .; Маккиннон, У. (ред.). Юпитер: планета, спутники и магнитосфера. Издательство Кембриджского университета. п. 241. Bibcode:2004jpsm.book..241B.
  10. ^ а б "Лунный брак мог подарить Юпитеру кольцо", Новый ученый, 20 марта 2010 г., стр. 16.
  11. ^ а б c d е ж грамм час Шоуолтер, М. Р .; Burns, J. A .; де Патер, I .; и другие. (26–28 сентября 2005 г.). "Обновления о пыльных кольцах Юпитера, Урана и Нептуна". Материалы конференции 26–28 сентября 2005 г.. Кауаи, Гавайи. п. 130. Bibcode:2005LPICo1280..130S. Вклад LPI № 1280.
  12. ^ а б "Кольца Юпитера: самый острый вид". НАСА / Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса / Юго-западный исследовательский институт. 1 мая 2007 года. Архивировано с оригинал 13 ноября 2014 г.. Получено 2011-09-29.
  13. ^ а б c d Де Патер, I .; Шоуолтер, М. Р .; Макинтош, Б. (2008). "Наблюдения Кека пересечения плоскости кольца Юпитера в 2002–2003 гг.". Икар. 195 (1): 348–360. Bibcode:2008Icar..195..348D. Дои:10.1016 / j.icarus.2007.11.029.
  14. ^ а б c d е ж Шоуолтер, Марк Р .; Ченг, Эндрю Ф .; Уивер, Гарольд А .; и другие. (2007). «Обнаружение скоплений и ограничения на спутниках в системе колец Юпитера» (PDF). Наука. 318 (5848): 232–234. Bibcode:2007Sci ... 318..232S. Дои:10.1126 / science.1147647. PMID  17932287.
  15. ^ а б c Wong, M. H .; де Патер, I .; Шоуолтер, М. Р .; и другие. (2006). "Наземная ближняя инфракрасная спектроскопия кольца и спутников Юпитера". Икар. 185 (2): 403–415. Bibcode:2006Icar..185..403W. Дои:10.1016 / j.icarus.2006.07.007.
  16. ^ а б McMuldroch, S .; Pilortz, S. H .; Danielson, J.E .; и другие. (2000). "Галилео NIMS наблюдения системы колец Юпитера в ближнем инфракрасном диапазоне" (PDF). Икар. 146 (1): 1–11. Bibcode:2000Icar..146 .... 1M. Дои:10.1006 / icar.2000.6343.
  17. ^ а б Brooks, S.M .; Эспозито, Л. У .; Шоуолтер, М. Р .; и другие. (2004). "Распределение размеров главного кольца Юпитера из изображений и спектроскопии Галилео". Икар. 170 (1): 35–57. Bibcode:2004Icar..170 ... 35B. Дои:10.1016 / j.icarus.2004.03.003.
  18. ^ а б c d е ж Burns, J.A .; Гамильтон, Д.П .; Шоуолтер, М.Р. (2001). «Пыльные кольца и околопланетная пыль: наблюдения и простая физика» (PDF). In Grun, E .; Gustafson, B.A.S .; Dermott, S.T .; Фехтиг Х. (ред.). Межпланетная пыль. Берлин: Springer. С. 641–725.
  19. ^ Андерсон, Дж. Д.; Johnson, T. V .; Шуберт, G .; и другие. (2005). «Плотность Амальтеи меньше, чем у воды». Наука. 308 (5726): 1291–1293. Bibcode:2005Наука ... 308.1291A. Дои:10.1126 / наука.1110422. PMID  15919987.
  20. ^ а б c d е ж грамм час я j Burns, J. A .; Шоуолтер, М. Р .; Гамильтон, Д. П .; и другие. (1999). "Формирование слабых колец Юпитера" (PDF). Наука. 284 (5417): 1146–1150. Bibcode:1999Научный ... 284.1146Б. Дои:10.1126 / science.284.5417.1146. PMID  10325220.
  21. ^ Mason, J .; Кук, Ж.-Р. С. (31 марта 2011 г.). «Судебно-медицинская экспертиза связывает кольцевую рябь с ударами». CICLOPS пресс-релиз. Центральная операционная лаборатория Cassini Imaging. Получено 2011-04-04.
  22. ^ "Тонкая рябь в кольце Юпитера". Подпись PIA 13893. НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / SETI. 2011-03-31. Получено 2011-04-04.
  23. ^ а б c Шоуолтер, М. Р .; Hedman, M. M .; Бернс, Дж. А. (2011). «Удар кометы Шумейкера-Леви 9 вызывает рябь в кольцах Юпитера» (PDF). Наука. 332 (6030): 711–3. Bibcode:2011Sci ... 332..711S. Дои:10.1126 / science.1202241. PMID  21454755.
  24. ^ "Наклон колец Сатурна". Подпись PIA 12820. НАСА / Лаборатория реактивного движения / Институт космических исследований. 2011-03-31. Получено 2011-04-04.
  25. ^ Hedman, M. M .; Burns, J. A .; Evans, M. W .; Тискарено, М. С .; Порко, К. С. (2011). «Удивительно гофрированное кольцо С ​​Сатурна». Наука. 332 (6030): 708–11. Bibcode:2011Sci ... 332..708H. CiteSeerX  10.1.1.651.5611. Дои:10.1126 / science.1202238. PMID  21454753.
  26. ^ а б c Гамильтон, Д. П. (1994). «Сравнение лоренцевского, планетарного гравитационного и спутникового гравитационного резонансов» (PDF). Икар. 109 (2): 221–240. Bibcode:1994Icar..109..221H. Дои:10.1006 / icar.1994.1089.
  27. ^ а б Burns, J.A .; Schaffer, L.E .; Гринберг, Р. Дж. = Author4 =; и другие. (1985). «Резонансы Лоренца и структура кольца Юпитера». Природа. 316 (6024): 115–119. Bibcode:1985Натура.316..115Б. Дои:10.1038 / 316115a0.
  28. ^ а б c d е ж Шоуолтер, Марк Р .; де Патер, Имке; Вербанак, Гуили; и другие. (2008). «Свойства и динамика тонких колец Юпитера по изображениям Галилея, Вояджера, Хаббла и Кека» (PDF). Икар. 195 (1): 361–377. Bibcode:2008Icar..195..361S. Дои:10.1016 / j.icarus.2007.12.012.
  29. ^ а б Krüger, H .; Grün, E .; Гамильтон, Д. П. (18–25 июля 2004 г.). "Галилео измерения пыли на месте в паутинных кольцах Юпитера". 35-я научная ассамблея КОСПАР. п. 1582. Bibcode:2004cosp ... 35,1582K.
  30. ^ а б c d е ж грамм час Крюгер, Харальд; Гамильтон, Дуглас П .; Moissl, Ричард; Груэн, Эберхард (2009). "Галилео измерения пыли на месте в паутинных кольцах Юпитера". Икар. 2003 (1): 198–213. arXiv:0803.2849. Bibcode:2009Icar..203..198K. Дои:10.1016 / j.icarus.2009.03.040.
  31. ^ Fieseler, P.D .; и другие. (2004). "Наблюдения со звездного сканера Галилео в Амальтее". Икар. 169 (2): 390–401. Bibcode:2004Icar..169..390F. Дои:10.1016 / j.icarus.2004.01.012.
  32. ^ а б Гамильтон, Дуглас П .; Крюгер, Гарольд (2008). "Вылепление тонких колец Юпитера его тенью" (PDF). Природа. 453 (7191): 72–75. Bibcode:2008Натура 453 ... 72ч. Дои:10.1038 / природа06886. PMID  18451856.
  33. ^ IAUC 7555, январь 2001 г. "FAQ: Почему в вашей системе нет спутника Юпитера S / 2000 J11?". Лаборатория реактивного движения солнечной системы. Получено 2011-02-13.
  34. ^ Гарет В. Уильямс (11 сентября 2012 г.). "MPEC 2012-R22: S / 2000 J 11". Центр малых планет. Получено 2012-09-11.
  35. ^ Cheng, A. F .; Weaver, H.A .; Nguyen, L .; Гамильтон, Д. П .; Stern, S. A .; Труп, Х. Б. (март 2010 г.). Новое кольцо или кольцевая дуга Юпитера? (PDF). 41-я конференция по изучению луны и планет. Лунно-планетный институт. п. 2549. Bibcode:2010LPI .... 41.2549C.
  36. ^ Fillius, R.W .; McIlwain, C.E .; Могро-Камперо, А. (1975). «Радиационные пояса Юпитера - второй взгляд». Наука. 188 (4187): 465–467. Bibcode:1975Наука ... 188..465F. Дои:10.1126 / science.188.4187.465. PMID  17734363.
  37. ^ Brown, R.H .; Baines, K. H .; Беллуччи, G .; и другие. (2003). «Наблюдения с помощью визуального и инфракрасного картографического спектрометра (VIMS) во время пролета Кассини над Юпитером». Икар. 164 (2): 461–470. Bibcode:2003Icar..164..461B. Дои:10.1016 / S0019-1035 (03) 00134-9.
  38. ^ "Юнона - миссия НАСА на новых рубежах к Юпитеру". Получено 2007-06-06.

внешняя ссылка