stringtranslate.com

Кольца Юпитера

Схема кольцевой системы Юпитера, показывающая четыре основных компонента. Для простоты Метида и Адрастея изображены как делящие свою орбиту. (В действительности Метида находится совсем немного ближе к Юпитеру.)

Кольца Юпитера представляют собой систему слабых планетарных колец . Кольца Юпитера были третьей системой колец, обнаруженной в Солнечной системе, после колец Сатурна и Урана . Главное кольцо было обнаружено в 1979 году космическим зондом Voyager 1 [1], а система была более тщательно исследована в 1990-х годах орбитальным аппаратом Galileo . [2] Главное кольцо также наблюдалось космическим телескопом Hubble и с Земли в течение нескольких лет. [3] Наземное наблюдение колец требует самых больших из имеющихся телескопов. [4]

Система колец Юпитера слабая и состоит в основном из пыли. [1] [5] Она состоит из четырех основных компонентов: толстого внутреннего тора из частиц, известного как «гало-кольцо»; относительно яркого, исключительно тонкого «главного кольца»; и двух широких, толстых и слабых внешних «паутинных колец», названных в честь лун, из материала которых они состоят: Амальтея и Фива . [6]

Главное и гало-кольца состоят из пыли, выброшенной лунами Метис , Адрастея и, возможно, более мелкими, ненаблюдаемыми телами в результате высокоскоростных ударов. [2] Изображения с высоким разрешением, полученные в феврале и марте 2007 года космическим аппаратом New Horizons, выявили богатую тонкую структуру в главном кольце. [7]

В видимом и ближнем инфракрасном свете кольца имеют красноватый цвет, за исключением кольца гало, которое имеет нейтральный или синий цвет. [3] Размер пыли в кольцах варьируется, но площадь поперечного сечения наибольшая для несферических частиц радиусом около 15 мкм во всех кольцах, за исключением гало. [8] Кольцо гало, вероятно, заполнено субмикрометровой пылью. Общая масса кольцевой системы (включая неразрешенные родительские тела) плохо ограничена, но, вероятно, находится в диапазоне от 10 11  до 10 16  кг. [9] Возраст кольцевой системы также неизвестен, но возможно, что она существует с момента образования Юпитера. [9]

Кольцо или кольцевая дуга, по-видимому, существуют вблизи орбиты луны Гималии . Одно из объяснений заключается в том, что небольшая луна недавно врезалась в Гималию, и сила удара выбросила материал, который формирует кольцо.

Открытие и структура

Система колец Юпитера была третьей, обнаруженной в Солнечной системе , после Сатурна и Урана . Впервые она была обнаружена 4 марта 1979 года космическим зондом «Вояджер-1» . [1] [10] Она состоит из четырех основных компонентов: толстого внутреннего тора частиц, известного как «гало-кольцо»; относительно яркого, исключительно тонкого «главного кольца»; и двух широких, толстых и слабых внешних «паутинных колец», 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]

В 2022 году динамическое моделирование показало, что относительная скудность кольцевой системы Юпитера по сравнению с кольцевой системой меньшего Сатурна обусловлена ​​дестабилизирующими резонансами, создаваемыми галилеевыми спутниками . [11]

Главное кольцо

Внешний вид и структура

Мозаика изображений колец Юпитера со схемой расположения колец и спутников
Верхнее изображение показывает главное кольцо в обратно-рассеянном свете, как его видит космический аппарат New Horizons . Видна тонкая структура его внешней части. Нижнее изображение показывает главное кольцо в прямо-рассеянном свете, демонстрируя отсутствие какой-либо структуры, кроме выемки Метис.
Метида вращается по орбите на краю главного кольца Юпитера, снимок сделан космическим аппаратом New Horizons в 2007 году.

Узкое и относительно тонкое главное кольцо является самой яркой частью кольцевой системы Юпитера . Его внешний край расположен на радиусе около129 000 км ( 1,806  R J ; R J = экваториальный радиус Юпитера или71 398 км ) и совпадает с орбитой наименьшего внутреннего спутника Юпитера, Адрастеи . [2] [5] Его внутренний край не отмечен ни одним спутником и находится примерно на122 500 км ( 1,72  R J ). [2]

Таким образом, ширина главного кольца составляет около6500 км . Внешний вид главного кольца зависит от геометрии наблюдения. [9] В пряморассеянном свете [b] яркость главного кольца начинает резко уменьшаться при128 600 км (чуть ближе к внутренней части орбиты Адрастея) и достигает фонового уровня в129 300 км — сразу за пределами орбиты Адрастеи. [2] Таким образом, Адрастея в129 000 км четко прослеживает кольцо. [2] [5] Яркость продолжает увеличиваться в направлении Юпитера и достигает максимума вблизи центра кольца в126 000 км , хотя есть выраженный разрыв (выемка) около орбиты Метидиана на128 000 км . [2] Внутренняя граница главного кольца, напротив, по-видимому, медленно исчезает от124,000 в120 000 км , сливаясь с кольцом гало. [2] [5] В рассеянном свете все кольца Юпитера особенно яркие.

В обратно-рассеянном свете [c] ситуация иная. Внешняя граница главного кольца, расположенная на129 100 км , или немного дальше орбиты Адрастеи, очень крутая. [9] Орбита луны отмечена разрывом в кольце, поэтому есть тонкое колечко сразу за ее орбитой. Есть еще одно колечко сразу внутри орбиты Адрастеи, за которым следует разрыв неизвестного происхождения, расположенный примерно128 500 км . [9] Третье колечко находится внутри центрального зазора, за пределами орбиты Метиды. Яркость кольца резко падает сразу за пределами орбиты Метиды, образуя выемку Метиды. [9] Внутри орбиты Метиды яркость кольца возрастает гораздо меньше, чем в пряморассеянном свете. [4] Таким образом, в геометрии обратного рассеяния главное кольцо, по-видимому, состоит из двух разных частей: узкой внешней части, простирающейся от128,000 в129 000 км , который сам по себе включает три узких колечка, разделенных выемками, и более тусклую внутреннюю часть от122,500 в128 000 км , что не имеет никакой видимой структуры, как в геометрии прямого рассеяния. [9] [12] Выемка Метис служит их границей. Тонкая структура главного кольца была обнаружена в данных с орбитального аппарата Галилео и отчетливо видна на изображениях с обратным рассеянием, полученных с New Horizons в феврале-марте 2007 года. [7] [13] Ранние наблюдения космического телескопа Хаббл (HST), [3] Кека [4] и космического аппарата Кассини не смогли ее обнаружить, вероятно, из-за недостаточного пространственного разрешения. [8] Однако тонкая структура была обнаружена телескопом Кека с использованием адаптивной оптики в 2002-2003 годах. [14]

При наблюдении в обратном рассеянном свете главное кольцо кажется тонким, как бритва, простираясь в вертикальном направлении не более чем на 30 км. [5] В геометрии бокового рассеяния толщина кольца составляет 80–160 км, несколько увеличиваясь в направлении Юпитера . [2] [8] В прямом рассеянном свете кольцо кажется намного толще — около 300 км. [2] Одним из открытий орбитального аппарата Галилео было цветение главного кольца — слабое, относительно толстое (около 600 км) облако материала, которое окружает его внутреннюю часть. [2] Цветение увеличивается в толщину по направлению к внутренней границе главного кольца, где оно переходит в гало. [2]

Подробный анализ снимков Галилео выявил продольные вариации яркости главного кольца, не связанные с геометрией наблюдения. Снимки Галилео также показали некоторую пятнистость кольца на масштабах 500–1000 км. [2] [9]

В феврале-марте 2007 года космический аппарат New Horizons провел глубокий поиск новых малых лун внутри главного кольца. [15] Хотя не было найдено ни одного спутника размером более 0,5 км, камеры космического аппарата обнаружили семь небольших сгустков кольцевых частиц. Они вращаются прямо внутри орбиты Адрастеи внутри плотного колечка. [15] Вывод о том, что это сгустки, а не малые луны, основан на их азимутально вытянутом виде. Они стягивают 0,1–0,3° вдоль кольца, что соответствует1000 –3000 км . [15] Сгустки делятся на две группы по пять и два члена соответственно. Природа сгустков не ясна, но их орбиты близки к резонансам 115:116 и 114:115 с Метидой. [15] Они могут быть волнообразными структурами, возбуждаемыми этим взаимодействием.

Спектры и распределение размеров частиц

Изображение главного кольца, полученное Галилеем в пряморассеянном свете. Выемка Метиса хорошо видна.

Спектры главного кольца, полученные HST , [3] Keck , [16] Galileo [17] и Cassini [8], показали, что частицы, образующие его, 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 приписать конкретным химическим соединениям, хотя наблюдения Cassini дали доказательства наличия полос поглощения вблизи 0,8 мкм и 2,2 мкм. [8] Спектры главного кольца очень похожи на Адрастею [3] и Амальтею. [16]

Свойства главного кольца можно объяснить гипотезой о том, что оно содержит значительное количество пыли с размерами частиц 0,1–10 мкм. Это объясняет более сильное прямое рассеяние света по сравнению с обратным. [9] [12] Однако для объяснения сильного обратного рассеяния и тонкой структуры в яркой внешней части главного кольца требуются более крупные тела. [9] [12]

Анализ имеющихся фазовых и спектральных данных приводит к выводу, что распределение размеров мелких частиц в главном кольце подчиняется степенному закону [8] [18] [19]

где n ( r )  dr — число частиц с радиусами между r и r  +  dr , а — нормализующий параметр, выбранный для соответствия известному общему световому потоку от кольца. Параметр q равен 2,0 ± 0,2 для частиц с r  < 15 ± 0,3 мкм и q = 5 ± 1 для частиц с r  > 15 ± 0,3 мкм. [8] Распределение крупных тел в диапазоне размеров мм–км в настоящее время не определено. [9] Рассеяние света в этой модели определяется частицами с r около 15 мкм. [8] [17]

Упомянутый выше степенной закон позволяет оценить оптическую толщину [a] главного кольца: для крупных тел и для пыли. [8] Эта оптическая толща означает, что общее поперечное сечение всех частиц внутри кольца составляет около 5000 км². [d] [9] Ожидается, что частицы в главном кольце будут иметь асферическую форму. [8] Общая масса пыли оценивается в 10 7 −10 9  кг. [9] Масса крупных тел, за исключением Метиды и Адрастеи, составляет 10 11 −10 16  кг. Она зависит от их максимального размера — верхнее значение соответствует максимальному диаметру около 1 км. [9] Эти массы можно сравнить с массами Адрастеи, которая составляет около 2 × 10 15  кг, [9] Амальтеи, около 2 × 10 18  кг, [20] и Луны Земли , 7,4 × 10 22  кг.

Наличие двух популяций частиц в главном кольце объясняет, почему его внешний вид зависит от геометрии наблюдения. [19] Пыль рассеивает свет преимущественно в прямом направлении и образует относительно толстое однородное кольцо, ограниченное орбитой Адрастеи. [9] Напротив, крупные частицы, рассеивающиеся в обратном направлении, заключены в ряде колечек между орбитами Метидиана и Адрастеана. [9] [12]

Происхождение и возраст

Схема, иллюстрирующая образование колец Юпитера

Пыль постоянно удаляется из главного кольца за счет комбинации силы Пойнтинга-Робертсона и электромагнитных сил от магнитосферы Юпитера . [19] [21] Летучие материалы, такие как льды, например, быстро испаряются. Время жизни частиц пыли в кольце составляет от 100 до1000 лет , [9] [21] поэтому пыль должна непрерывно пополняться в столкновениях между крупными телами с размерами от 1 см до 0,5 км [15] и между теми же крупными телами и высокоскоростными частицами, прибывающими извне системы Юпитера. [9] [21] Эта популяция родительских тел ограничена узким — около1000 км — и яркая внешняя часть главного кольца, включая Метиду и Адрастею. [9] [12] Самые большие родительские тела должны быть размером менее 0,5 км. Верхний предел их размера был получен космическим аппаратом New Horizons . [15] Предыдущий верхний предел, полученный из наблюдений HST [3] [12] и Cassini [8] , был около 4 км. [9] Пыль, образующаяся при столкновениях, сохраняет примерно те же элементы орбиты, что и родительские тела, и медленно движется по спирали в направлении Юпитера, образуя слабую (в обратно рассеянном свете) самую внутреннюю часть главного кольца и гало-кольца. [9] [21] Возраст главного кольца в настоящее время неизвестен, но это может быть последний остаток прошлой популяции малых тел вблизи Юпитера . [6]

Вертикальные гофры

Изображения с космических зондов Galileo и New Horizons показывают наличие двух наборов спиральных вертикальных гофр в главном кольце. Эти волны стали более плотно закрученными с течением времени со скоростью, ожидаемой для дифференциальной узловой регрессии в гравитационном поле Юпитера. Экстраполируя назад, более заметный из двух наборов волн, по-видимому, был возбужден в 1995 году, примерно во время столкновения кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером, в то время как меньший набор, по-видимому, датируется первой половиной 1990 года. [22] [23] [24] Наблюдения Galileo в ноябре 1996 года согласуются с длинами волн 1920 ± 150 и 630 ± 20 км и вертикальными амплитудами 2,4 ± 0,7 и 0,6 ± 0,2 км для большего и меньшего наборов волн соответственно. [24] Образование большего набора волн можно объяснить, если кольцо подверглось воздействию облака частиц, выпущенных кометой с общей массой порядка 2–5 × 10 12  кг, что могло бы наклонить кольцо от экваториальной плоскости на 2 км. [24] Подобный узор спиральных волн, который сжимается со временем [25], наблюдался Кассини в кольцах C и D Сатурна . [26]

Кольцо гало

Внешний вид и структура

Ложное цветное изображение кольца гало, полученное Галилеем в пряморассеянном свете

Кольцо гало — самое внутреннее и самое толстое по вертикали кольцо Юпитера. Его внешний край совпадает с внутренней границей главного кольца примерно на радиусе122 500  км ( 1,72  R J ). [2] [5] От этого радиуса кольцо быстро становится толще по направлению к Юпитеру. Истинная вертикальная протяженность гало неизвестна, но присутствие его материала было обнаружено на высоте10 000  км над плоскостью кольца. [2] [4] Внутренняя граница гало относительно резкая и расположена на радиусе100 000  км ( 1,4  R J ), [4] но некоторый материал присутствует дальше внутрь примерно92 000  км . [2] Таким образом, ширина гало-кольца составляет около30 000  км . Его форма напоминает толстый тор без четкой внутренней структуры. [9] В отличие от основного кольца, внешний вид гало лишь в незначительной степени зависит от геометрии наблюдения.

Кольцо гало выглядит ярче всего в пряморассеянном свете, в котором оно было подробно изображено Галилеем . [2] Хотя его поверхностная яркость намного меньше, чем у основного кольца, его вертикально (перпендикулярно плоскости кольца) интегрированный поток фотонов сопоставим из-за его гораздо большей толщины. Несмотря на заявленную вертикальную протяженность более20 000  км , яркость гало сильно сконцентрирована в направлении плоскости кольца и следует степенному закону вида z −0,6 до z −1,5 , [9] где z — высота над плоскостью кольца. Внешний вид гало в обратно рассеянном свете, как наблюдали Кек [4] и HST , [3] , тот же самый. Однако его полный поток фотонов в несколько раз ниже, чем у главного кольца, и сильнее сконцентрирован вблизи плоскости кольца, чем в прямо рассеянном свете. [9]

Спектральные свойства кольца гало отличаются от основного кольца. Распределение потока в диапазоне 0,5–2,5 мкм более плоское, чем в основном кольце; [3] гало не красное и может быть даже синим. [16]

Происхождение гало-кольца

Оптические свойства гало-кольца можно объяснить гипотезой о том, что оно состоит только из пыли с размерами частиц менее 15 мкм. [3] [9] [18] Части гало, расположенные далеко от плоскости кольца, могут состоять из субмикрометровой пыли. [3] [4] [9] Этот пылевой состав объясняет гораздо более сильное прямое рассеяние, более синие цвета и отсутствие видимой структуры в гало. Пыль, вероятно, возникает в главном кольце, что подтверждается тем фактом, что оптическая глубина гало сопоставима с оптической глубиной пыли в главном кольце. [5] [9] Большая толщина гало может быть связана с возбуждением орбитальных наклонений и эксцентриситетов пылевых частиц электромагнитными силами в магнитосфере Юпитера. Внешняя граница гало-кольца совпадает с местоположением сильного резонанса Лоренца 3:2. [e] [19] [27] [28] Поскольку торможение Пойнтинга-Робертсона [19] [21] заставляет частицы медленно дрейфовать к Юпитеру, их орбитальные наклонения возбуждаются при прохождении через него. Расцвет главного кольца может быть началом гало. [9] Внутренняя граница кольца гало находится недалеко от самого сильного резонанса Лоренца 2:1. [19] [27] [28] В этом резонансе возбуждение, вероятно, очень значительно, заставляя частицы погружаться в атмосферу Юпитера, тем самым определяя резкую внутреннюю границу. [9] Будучи производным от главного кольца, гало имеет тот же возраст. [9]

Кольца-паутинки

Кольцо-паутинка Амальтея

Изображение паутинных колец, полученное Галилеем в пряморассеянном свете

Кольцо Амальтеи представляет собой очень слабую структуру с прямоугольным поперечным сечением, простирающуюся от орбиты Амальтеи на182 000  км (2,54 R J ) до примерно129 000  км ( 1,80  R J ). [2] [9] Его внутренняя граница нечетко определена из-за присутствия гораздо более яркого главного кольца и гало. [2] Толщина кольца составляет приблизительно 2300 км вблизи орбиты Амальтеи и слегка уменьшается в направлении к Юпитеру . [f] [4] Паутинное кольцо Амальтеи на самом деле самое яркое вблизи его верхнего и нижнего краев и постепенно становится ярче по направлению к Юпитеру; один из краев часто ярче другого. [29] Внешняя граница кольца относительно крутая; [2] яркость кольца резко падает прямо внутрь орбиты Амальтеи, [2] хотя оно может иметь небольшое расширение за пределы орбиты спутника, заканчиваясь около резонанса 4:3 с Фивой. [14] В пряморассеянном свете кольцо кажется примерно в 30 раз слабее главного кольца. [2] В обратном рассеянном свете он был обнаружен только телескопом Кека [ 4] и ACS ( Advanced Camera for Surveys ) на HST . [12] Изображения обратного рассеяния показывают дополнительную структуру в кольце: пик яркости прямо внутри орбиты Амальтеи, ограниченный верхним или нижним краем кольца. [4] [14]

В 2002–2003 годах космический аппарат Galileo совершил два прохода через паутинные кольца. Во время них его пылевой счетчик обнаружил частицы пыли размером 0,2–5 мкм. [30] [31] Кроме того, звездный сканер космического аппарата Galileo обнаружил небольшие дискретные тела (< 1 км) вблизи Амальтеи. [32] Они могут представлять собой обломки, образовавшиеся в результате столкновений с этим спутником.

Обнаружение паутинного кольца Амальтеи с земли, на снимках Галилео и прямые измерения пыли позволили определить распределение размеров частиц, которое, по-видимому, подчиняется тому же степенному закону, что и пыль в главном кольце с q = 2 ± 0,5. [12] [31] Оптическая толщина этого кольца составляет около 10−7 , что на порядок меньше, чем у главного кольца, но общая масса пыли (107–109 кг  ) сопоставима. [6] [21] [ 31 ]

Кольцо-паутинка Thebe

Кольцо Фивы — самое слабое кольцо Юпитера. Оно выглядит как очень слабая структура с прямоугольным поперечным сечением, простирающаяся от орбиты Фивы на226 000  км ( 3.11  R J ) до примерно129 000  км ( 1,80  R J ;). [2] [9] Его внутренняя граница нечетко определена из-за присутствия гораздо более яркого главного кольца и гало. [2] Толщина кольца составляет приблизительно 8400 км вблизи орбиты Фивы и слегка уменьшается в направлении планеты. [f] [4] Паутинное кольцо Фивы наиболее ярко вблизи его верхнего и нижнего краев и постепенно становится ярче к Юпитеру — во многом подобно кольцу Амальтеи. [29] Внешняя граница кольца не особенно крутая, простираясь на15 000  км . [2] За орбитой Фив имеется едва заметное продолжение кольца, простирающееся до280 000  км ( 3,75  R J ) и называется расширением Фивы. [2] [31] В прямом рассеянном свете кольцо кажется примерно в 3 раза слабее, чем паутинообразное кольцо Амальтеи. [2] В обратном рассеянном свете оно было обнаружено только телескопом Кека . [4] Изображения обратного рассеяния показывают пик яркости как раз внутри орбиты Фивы. [4] В 2002–2003 годах счетчик пыли космического аппарата Галилео обнаружил частицы пыли в диапазоне размеров 0,2–5 мкм — аналогичные тем, что находятся в кольце Амальтеи — и подтвердил результаты, полученные с помощью визуализации. [30] [31]

Оптическая толщина паутинного кольца Фивы составляет около 3 × 10−8 , что в три раза меньше, чем у паутинного кольца Амальтеи, но общая масса пыли та же — около 107–109 кг  . [6] [21] [31] Однако распределение размеров частиц пыли несколько мельче, чем в кольце Амальтеи. Оно следует степенному закону с q < 2. В расширении Фивы параметр q может быть еще меньше. [31]

Происхождение паутинных колец

Пыль в паутинных кольцах возникает по сути тем же путем, что и в главном кольце и гало. [21] Ее источниками являются внутренние луны Юпитера Амальтея и Фива соответственно. Высокоскоростные удары снарядов, приходящих извне системы Юпитера, выбрасывают частицы пыли с их поверхностей. [21] Эти частицы изначально сохраняют те же орбиты, что и их луны, но затем постепенно закручиваются по спирали внутрь из-за увлечения Пойнтинга-Робертсона . [21] Толщина паутинных колец определяется вертикальными экскурсиями лун из-за их ненулевых орбитальных наклонений . [9] Эта гипотеза естественным образом объясняет почти все наблюдаемые свойства колец: прямоугольное поперечное сечение, уменьшение толщины в направлении Юпитера и осветление верхних и нижних краев колец. [29]

Однако некоторые свойства до сих пор остаются необъясненными, например, расширение Фивы, которое может быть связано с невидимыми телами за пределами орбиты Фивы, и структурами, видимыми в обратно рассеянном свете. [9] Одним из возможных объяснений расширения Фивы является влияние электромагнитных сил от магнитосферы Юпитера. Когда пыль попадает в тень за Юпитером, она довольно быстро теряет свой электрический заряд. Поскольку мелкие частицы пыли частично вращаются вместе с планетой, они будут двигаться наружу во время прохождения тени, создавая внешнее расширение паутинного кольца Фивы. [33] Те же силы могут объяснить провал в распределении частиц и яркости кольца, который происходит между орбитами Амальтеи и Фивы. [31] [33]

Пик яркости прямо внутри орбиты Амальтеи и, следовательно, вертикальная асимметрия паутинного кольца Амальтеи может быть вызвана частицами пыли, захваченными в ведущей (L 4 ) и ведомой (L 5 ) точках Лагранжа этой луны. [29] Частицы также могут следовать по подковообразным орбитам между точками Лагранжа. [14] Пыль может присутствовать также в ведущей и ведомой точках Лагранжа Фивы. Это открытие подразумевает, что в паутинных кольцах есть две популяции частиц: одна медленно дрейфует в направлении Юпитера, как описано выше, в то время как другая остается около исходной луны, захваченной в резонансе 1:1 с ней. [29]

Кольцо Гималия

Составное изображение из шести снимков New Horizons возможного кольца Гималии. Двойная экспозиция Гималии обведена кружком. Стрелка указывает на Юпитер.

В сентябре 2006 года, когда миссия NASA New Horizons к Плутону приблизилась к Юпитеру для гравитационного маневра , она сфотографировала то, что казалось слабым, ранее неизвестным планетарным кольцом или кольцевой дугой, параллельной и немного внутри орбиты неправильного спутника Гималии . Количество материала в части кольца или дуги, сфотографированной New Horizons, составило не менее 0,04 км 3 , предполагая, что у него такое же альбедо, как у Гималии. Если кольцо (дуга) является обломками Гималии, оно должно было образоваться совсем недавно, учитывая вековую прецессию орбиты Гималии. Возможно, что кольцо могло быть обломками от удара очень маленькой неоткрытой луны о Гималию, что предполагает, что Юпитер может продолжать получать и терять маленькие луны посредством столкновений. [34]

Исследование

Существование колец Юпитера было выведено из наблюдений планетарных радиационных поясов космическим аппаратом Pioneer 11 в 1975 году. [35] В 1979 году космический аппарат Voyager 1 получил единственное передержанное изображение кольцевой системы. [1] Более обширные изображения были получены Voyager 2 в том же году, что позволило приблизительно определить структуру кольца. [5] Превосходное качество изображений, полученных орбитальным аппаратом Galileo между 1995 и 2003 годами, значительно расширило существующие знания о кольцах Юпитера. [2] Наземные наблюдения колец телескопом Keck [4] в 1997 и 2002 годах и HST в 1999 году [3] выявили богатую структуру, видимую в обратно рассеянном свете. Изображения, переданные космическим аппаратом New Horizons в феврале-марте 2007 года [13], впервые позволили наблюдать тонкую структуру в главном кольце. В 2000 году космический аппарат «Кассини» на пути к Сатурну провел обширные наблюдения за кольцевой системой Юпитера. [36] Будущие миссии к системе Юпитера предоставят дополнительную информацию о кольцах. [37]

Галерея

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ab Нормальная оптическая толщина — это отношение полного поперечного сечения частиц кольца к площади кольца. [8]
  2. ^ Рассеянный вперед свет — это свет, рассеянный под небольшим углом относительно солнечного света.
  3. ^ Обратнорассеянный свет — это свет, рассеянный под углом, близким к 180°, относительно солнечного света.
  4. ^ ^ Его следует сравнить с приблизительно 1700 км² общего поперечного сечения Метиды и Адрастеи. [9]
  5. ^ Резонанс Лоренца — это резонанс между орбитальным движением частицы и вращением планетарной магнитосферы, когда отношение их периодов является рациональным числом . [27]
  6. ^ ab Толщина паутинных колец здесь определяется как расстояние между пиками яркости на их верхнем и нижнем краях. [29]

Ссылки

  1. ^ abcd Смит, BA; Содерблом, LA; Джонсон, TV; и др. (1979). «Система Юпитера глазами Вояджера 1». Science . 204 (4396): 951–957, 960–972. Bibcode :1979Sci...204..951S. doi :10.1126/science.204.4396.951. PMID  17800430. S2CID  33147728.
  2. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac Ockert-Bell, ME; Burns, JA; Daubar, IJ; et al. (1999). "Структура кольцевой системы Юпитера, выявленная в ходе эксперимента по получению изображений Галилео". Icarus . 138 (2): 188–213. Bibcode :1999Icar..138..188O. doi : 10.1006/icar.1998.6072 .
  3. ^ abcdefghijk Мейер, Р.; Смит, БА; Оуэн, ТК; и др. (1999). «Ближняя инфракрасная фотометрия кольца Юпитера и Адрастеи». Icarus . 141 (2): 253–262. Bibcode :1999Icar..141..253M. doi :10.1006/icar.1999.6172.
  4. ^ abcdefghijklmn de Pater, I.; Showalter, MR; Burns, JA; et al. (1999). "Инфракрасные наблюдения Кека за кольцевой системой Юпитера вблизи пересечения плоскости колец Земли в 1997 году" (PDF) . Icarus . 138 (2): 214–223. Bibcode :1999Icar..138..214D. doi :10.1006/icar.1998.6068.
  5. ^ abcdefghi Showalter, MR; Burns, JA; Cuzzi, JN (1987). «Система колец Юпитера: новые результаты по структуре и свойствам частиц». Icarus . 69 (3): 458–498. Bibcode :1987Icar...69..458S. doi :10.1016/0019-1035(87)90018-2.
  6. ^ abcdef Эспозито, Л. В. (2002). «Планетные кольца». Reports on Progress in Physics . 65 (12): 1741–1783. Bibcode : 2002RPPh...65.1741E. doi : 10.1088/0034-4885/65/12/201. S2CID  250909885. Архивировано из оригинала 16.06.2020 . Получено 17.06.2007 .
  7. ^ ab Морринг, Ф. (7 мая 2007 г.). «Ring Leader». Aviation Week & Space Technology : 80–83.
  8. ^ abcdefghijklmn Throop, HB; Porco, CC ; West, RA; et al. (2004). «Кольца Юпитера: новые результаты, полученные с помощью Cassini, Galileo, Voyager и наземных наблюдений» (PDF) . Icarus . 172 (1): 59–77. Bibcode : 2004Icar..172...59T. doi : 10.1016/j.icarus.2003.12.020.
  9. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj Бернс, JA; Симонелли, DP; Шоуолтер, MR; Гамильтон; Порко, Кэролин К.; Труп; Эспозито (2004). "Система кольца-спутника Юпитера" (PDF) . В Багенал, Фрэн; Доулинг, Тимоти Э.; МакКиннон, Уильям Б. (ред.). Юпитер: планета, спутники и магнитосфера . Cambridge University Press. стр. 241. Bibcode :2004jpsm.book..241B.
  10. ^ Шоуолтер, Марк (1997). «Юпитер: Кольцевая система». Энциклопедия планетологии. Энциклопедия наук о Земле. Springer, Дордрехт. стр. 373–375. doi :10.1007/1-4020-4520-4_205. ISBN 978-1-4020-4520-2. Получено 5 марта 2023 г. .
  11. ^ Стивен Р. Кейн и Чжэсин Ли (26 августа 2022 г.). «Динамическая жизнеспособность расширенной системы колец Юпитера». The Planetary Science Journal . 3 (7): 179. arXiv : 2207.06434 . Bibcode : 2022PSJ.....3..179K. doi : 10.3847/PSJ/ac7de6 . S2CID  250526615.
  12. ^ abcdefgh Showalter, MR; Burns, JA; de Pater, I.; et al. (26–28 сентября 2005 г.). «Обновления о пылевых кольцах Юпитера, Урана и Нептуна». Труды конференции, состоявшейся 26–28 сентября 2005 г. Кауаи, Гавайи. стр. 130. Bibcode : 2005LPICo1280..130S. Вклад LPI № 1280.
  13. ^ ab "Jupiter's Rings: Sharpest View". NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute. 1 мая 2007 г. Архивировано из оригинала 13 ноября 2014 г. Получено 29 сентября 2011 г.
  14. ^ abcd Де Патер, И.; Шоуолтер, М. Р.; Макинтош, Б. (2008). «Наблюдения Кека за пересечением плоскости кольца Юпитера в 2002–2003 годах». Icarus . 195 (1): 348–360. Bibcode :2008Icar..195..348D. doi :10.1016/j.icarus.2007.11.029.
  15. ^ abcdef Showalter, Mark R.; Cheng, Andrew F.; Weaver, Harold A.; et al. (2007). "Clump Detections and Limits on Moons in Jupiter's Ring System" (PDF) . Science . 318 (5848): 232–234. Bibcode :2007Sci...318..232S. doi :10.1126/science.1147647. PMID  17932287. S2CID  12995172. Архивировано из оригинала (PDF) 2019-03-03.
  16. ^ abc Wong, MH; de Pater, I.; Showalter, MR; et al. (2006). «Наземная ближняя инфракрасная спектроскопия кольца и лун Юпитера». Icarus . 185 (2): 403–415. Bibcode :2006Icar..185..403W. doi :10.1016/j.icarus.2006.07.007.
  17. ^ ab McMuldroch, S.; Pilortz, SH; Danielson, JE; et al. (2000). "Galileo NIMS Near-Infrared Observations of Jupiter's Ring System" (PDF) . Icarus . 146 (1): 1–11. Bibcode :2000Icar..146....1M. doi :10.1006/icar.2000.6343. S2CID  53941924. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-04-12.
  18. ^ ab Брукс, SM; Эспозито, LW; Шоуолтер, MR; и др. (2004). «Распределение размеров главного кольца Юпитера по данным Galileo Imaging и спектроскопии». Icarus . 170 (1): 35–57. Bibcode :2004Icar..170...35B. doi :10.1016/j.icarus.2004.03.003.
  19. ^ abcdef Бернс, JA; Гамильтон, DP; Шоуолтер, MR (2001). «Пыльные кольца и околопланетная пыль: наблюдения и простая физика» (PDF) . В Grun, E.; Gustafson, BAS; Dermott, ST; Fechtig H. (ред.). Межпланетная пыль . Берлин: Springer. стр. 641–725.
  20. ^ Андерсон, Дж. Д .; Джонсон, ТВ; Шуберт, Г.; и др. (2005). «Плотность Амальтеи меньше плотности воды». Science . 308 (5726): 1291–1293. Bibcode :2005Sci...308.1291A. doi :10.1126/science.1110422. PMID  15919987. S2CID  924257.
  21. ^ abcdefghij Бернс, JA; Шоуолтер, MR; Гамильтон, DP; и др. (1999). «Формирование слабых колец Юпитера» (PDF) . Science . 284 (5417): 1146–1150. Bibcode : 1999Sci...284.1146B. doi : 10.1126/science.284.5417.1146. PMID  10325220.
  22. ^ Мейсон, Дж.; Кук, Дж.-RC (2011-03-31). «Криминалистическое расследование связывает кольцевую рябь с ударами». Пресс-релиз CICLOPS . Центральная лаборатория визуализации Cassini для операций . Получено 2011-04-04 .
  23. ^ «Тонкая рябь на кольце Юпитера». Подпись PIA 13893. NASA / Лаборатория реактивного движения-Калтех / SETI. 2011-03-31 . Получено 2011-04-04 .
  24. ^ abc Showalter, MR; Hedman, MM; Burns, JA (2011). «Удар кометы Шумейкеров-Леви 9 посылает рябь по кольцам Юпитера» (PDF) . Science . 332 (6030): 711–3. Bibcode :2011Sci...332..711S. doi :10.1126/science.1202241. PMID  21454755. S2CID  27371440. Архивировано из оригинала (PDF) 2020-02-12.
  25. ^ "Наклон колец Сатурна". Подпись PIA 12820. NASA / Лаборатория реактивного движения / Институт космических наук. 2011-03-31 . Получено 2011-04-04 .
  26. ^ Хедман, ММ; Бернс, JA; Эванс, MW; Тискарено, MS; Порко, CC (2011). «Сатурновое любопытно гофрированное кольцо C». Science . 332 (6030): 708–11. Bibcode :2011Sci...332..708H. CiteSeerX 10.1.1.651.5611 . doi :10.1126/science.1202238. PMID  21454753. S2CID  11449779. 
  27. ^ abc Гамильтон, DP (1994). "Сравнение лоренцевых, планетарных гравитационных и спутниковых гравитационных резонансов" (PDF) . Icarus . 109 (2): 221–240. Bibcode :1994Icar..109..221H. doi :10.1006/icar.1994.1089.
  28. ^ ab Бернс, JA; Шаффер, LE; Гринберг, RJ; Шоуолтер, Марк Р.; и др. (1985). «Лоренцевые резонансы и структура кольца Юпитера». Nature . 316 (6024): 115–119. Bibcode :1985Natur.316..115B. doi :10.1038/316115a0. S2CID  36269909.
  29. ^ abcdef Шоуолтер, Марк Р.; де Патер, Имке; Вербанак, Гили; и др. (2008). «Свойства и динамика паутинных колец Юпитера по изображениям Галилео, Вояджера, Хаббла и Кека» (PDF) . Icarus . 195 (1): 361–377. Bibcode :2008Icar..195..361S. doi :10.1016/j.icarus.2007.12.012.
  30. ^ ab Krüger, H.; Grün, E.; Hamilton, DP (18–25 июля 2004 г.). «Измерения пыли на месте с помощью Galileo в паутинных кольцах Юпитера». 35-я научная ассамблея COSPAR . стр. 1582. Bibcode : 2004cosp...35.1582K.
  31. ^ abcdefgh Крюгер, Харальд; Гамильтон, Дуглас П.; Мойссл, Ричард; Грюн, Эберхард (2009). «Измерения пыли Галилео на месте в тонких кольцах Юпитера». Икар . 2003 (1): 198–213. arXiv : 0803.2849 . Бибкод : 2009Icar..203..198K. дои : 10.1016/j.icarus.2009.03.040. S2CID  1154579.
  32. ^ Физелер, PD; и др. (2004). «Наблюдения со звездного сканера Галилео в Амальтее». Икар . 169 (2): 390–401. Бибкод : 2004Icar..169..390F. дои : 10.1016/j.icarus.2004.01.012.
  33. ^ ab Hamilton, Douglas P.; Kruger, Harold (2008). «Скульптура колец Юпитера, создаваемая его тенью» (PDF) . Nature . 453 (7191): 72–75. Bibcode :2008Natur.453...72H. doi :10.1038/nature06886. PMID  18451856. S2CID  205212936.
  34. ^ Ченг, А. Ф.; Уивер, Х. А.; Нгуен, Л.; Гамильтон, Д. П.; Стерн, С. А.; Труп, Х. Б. (март 2010 г.). Новое кольцо или кольцевая дуга Юпитера? (PDF) . 41-я конференция по науке о Луне и планетах. Институт Луны и планет. стр. 2549. Bibcode : 2010LPI....41.2549C.
  35. ^ Fillius, RW; McIlwain, CE; Mogro-Campero, A. (1975). «Радиационные пояса Юпитера — второй взгляд». Science . 188 (4187): 465–467. Bibcode :1975Sci...188..465F. doi :10.1126/science.188.4187.465. PMID  17734363. S2CID  32239999.
  36. ^ Браун, Р. Х.; Бейнс, К. Х.; Беллуччи, Г.; и др. (2003). «Наблюдения с помощью визуального и инфракрасного картографического спектрометра (VIMS) во время пролета Кассини мимо Юпитера». Icarus . 164 (2): 461–470. Bibcode :2003Icar..164..461B. doi :10.1016/S0019-1035(03)00134-9.
  37. ^ "Juno—NASA New Frontiers Mission to Jupiter" . Получено 2007-06-06 .

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Юпитер (кольца) .