Кольца Юпитера: различия между версиями

[отпатрулированная версия][отпатрулированная версия]
Содержимое удалено Содержимое добавлено
м орфография
Строка 96:
Степенной закон, упомянутый выше, позволяет оценить [[Оптическая толщина|Оптическую толщину]]{{Ref_label|C|c|none}} <math>\scriptstyle\tau</math> Главного кольца: <math>\scriptstyle\tau_l\,=\,4.7\times 10^{-6}</math> для крупных тел и <math>\scriptstyle \tau_s = 1.3\times 10^{-6}</math> для пыли.<ref name=Throop2004/> Такая [[Оптическая толщина]] означает, что общее поперечное сечение частиц в кольце — приблизительно 5000 км².{{Ref_label|D|d|none}}<ref name=Burns2004/> У частиц в Главном кольце как считается — не сферическая форма.<ref name=Throop2004/> Совокупная масса пыли в Главном кольце оценивается в 10<sup>7</sup>−10<sup>9</sup> кг.<ref name=Burns2004/> Масса крупных тел, исключая [[Метида (спутник)|Метиду]] и [[Адрастея (спутник)|Адрастею]], 10<sup>11</sup>−10<sup>16</sup> кг. Это зависит от их максимального размера, предельное значение — 1 км диаметром.<ref name=Burns2004/> Для сравнения: масса [[Адрастея (спутник)|Адрастеи]] — около 2{{Esp|15}} кг,<ref name=Burns2004/> [[Амальтея (спутник)|Амальтеи]] — около 2{{Esp|18}} кг<ref name=Anderson2005>{{cite journal |last=Anderson |authorlink=John D. Anderson |first=J. D. |coauthors=Johnson, T. V.; Shubert, G.; ''et al.'' |title=Amalthea’s Density Is Less Than That of Water |journal=Science |year=2005 |volume=308 |pages=1291–1293 |doi=10.1126/science.1110422 |bibcode=2005Sci...308.1291A |pmid=15919987 |issue=5726}}</ref>, Земной [[Луна|Луны]]—7.4{{Esp|22}} кг.
 
Присутствие в одном кольце сразу двух популяций частиц, пыли и крупных тел, объясняет различие внешнего вида кольца при разной геометрии обзора.<ref name=Burns2001/> Пыль хорошо видна при прямо-рассеяномрассеянном свете и ограничивается орбитой Адрастеи.<ref name=Burns2004/> В противовес, крупные тела, хорошо различимые при обратно-рассеянном свете, ограничиваются областью между орбитами Адрастеи и Метиды, а также колечками.<ref name=Burns2004/><ref name=Showalter2005/>
 
=== Происхождение и возраст ===
[[Файл:R08 satorb full.jpg|thumb|right|300px|Формирование колец Юпитера]]
Пыль покидает кольцо из за [[Эффект Пойнтинга — Робертсона|эффекта Пойнтинга — Робертсона]], а также электромагнитных сил [[Юпитер (планета)|Юпитерианской магнитосферы]].<ref name=Burns2001/><ref name=Burns1999>{{cite journal |last=Burns |first=J. A.| coauthors=Showalter, M. R.; Hamilton, D. P.; ''et al.'' |title=The Formation of Jupiter's Faint Rings |journal=Science |year=1999 |volume=284 |pages=1146–1150 |doi=10.1126/science.284.5417.1146 |url=http://www.astro.umd.edu/~hamilton/research/reprints/BurnsShowHam99.pdf|format=pdf |pmid=10325220 |issue=5417 |bibcode=1999Sci...284.1146B}}</ref> Летучие вещества, например, льды, быстро испаряются. «Время жизни» частиц в кольце — от 100 до 1000 лет.<ref name=Burns2004/><ref name=Burns1999/> Таким образом, пыль должна постоянно пополняться за счёт столкновений между телами от 1 см до 0.5 км размерами<ref name=Showalter2007>{{cite journal|last=Showalter|first=Mark R.|coauthors=Cheng, Andrew F.; Weaver, Harold A.; et al.|title= Clump Detections and Limits on Moons in Jupiter’s Ring System|journal=Science|year=2007|volume=318|pages=232–234|doi=10.1126/science.1147647| bibcode=2007Sci...318..232S|pmid= 17932287|issue=5848 }}</ref> и теми же самыми телами и телами из за пределов Юпитерианской системы.<ref name=Burns2004/><ref name=Burns1999/> Источниками наполнения кольца служит популяция из относительно крупных тел, ограниченная 1000-километровой областью на орбите, яркая внешняя часть кольца, а также [[Метида (спутник)|Метида]] и [[Адрастея (спутник)|Адрастея]].<ref name=Burns2004/><ref name=Showalter2005/> Наиболее крупные тела, исключая Метиду и Адрастею, служащие источниками, не могут быть более 0.5 км размером. Верхний предел был установлен наблюдениями КА ''[[Новые горизонты]]''.<ref name=Showalter2007/> Предыдущий верхний предел, полученный за счёт наблюдений [[Хаббл (телескоп)|Хаббла]]<ref name=Meier1999/><ref name=Showalter2005/> и ''[[Кассини-Гюйгенс|Кассини]]''<ref name=Throop2004/>, был близок к 4 км.<ref name=Burns2004/> Пыль, производимая столкновениями, сохраняет сначала те же орбитальные элементы, что и тела-источники, но постепенно медленно, по спирали, начинает сдвигаться в направлении Юпитера, формируя слабую (в обратно-рассеяномрассеянном свете) внутреннюю часть Главного кольца и гало.<ref name=Burns2004/><ref name=Burns1999/> На данный момент возраст Главного кольца неизвестен, но, возможно, он представляет собой последние остатки популяции из маленьких тел около Юпитера.<ref name=Esposito2002/>
 
=== Вертикальные волнения ===
Строка 180:
=== Паутинное кольцо Амальтеи ===
[[Файл:Jovian Gosamer Rings PIA00659.jpg|thumb|300px|left|Паутинное кольцо Амальтеи. Изображение получено КА Галилео]]
Паутинное кольцо Амальтеи имеет очень слабую структуру с прямоугольным поперечным сечением, простираясь от орбиты Амальтеи с 182 000 км (2.54 ''R''<small>J</small>) до примерно 129 000 км (1.80 ''R''<sub>J</sub>).<ref name=Ockert-Bell1999/><ref name=Burns2004/> Его внутренняя граница не определенна чётко из-за присутствия вблизи гораздо более яркого Главного кольца и кольца-гало.<ref name=Ockert-Bell1999/> Толщина кольца составляет приблизительно 2300 км в районе орбиты Амальтеи и слегка уменьшается по направлению к Юпитеру{{Ref_label|F|f|none}}<ref name=dePater1999/>. Наиболее ярким кольцо становится вблизи от верхнего и нижнего краёв а также в направлении к Юпитеру. Одна из границ кольца часто бывает ярче других<ref name=Showalter2008>{{cite journal|last=Showalter|first=Mark R.|coauthors=de Pater, Imke; Verbanac, Guili et al.|title= Properties and dynamics of Jupiter’s gossamer rings from Galileo, Voyager, Hubble and Keck images|journal=Icarus|year=2008|volume=195|issue=1|pages=361–377|doi=10.1016/j.icarus.2007.12.012| url=http://www.astro.umd.edu/~hamilton/research/reprints/ShoPatVer08.pdf|format=pdf|bibcode=2008Icar..195..361S}}</ref>. Внешняя граница кольца довольно круто обрывается;<ref name=Ockert-Bell1999/> Яркость кольца заметна лишь внутри орбиты Амальтеи,<ref name=Ockert-Bell1999/> однако у кольца есть небольшое расширение за пределы орбиты Амальтеи — там где спутник вступает в 4:3 резонанс с Фивой.<ref name=dePater2008/> В прямо-рассеяномрассеянном свете кольцо примерно в 30 раз тусклее Главного кольца.<ref name=Ockert-Bell1999/> В обратно-рассеяномрассеянном свете кольцо различимо лишь [[Обсерватория Кека|Кеком]]<ref name=dePater1999/> и ACS (Усовершенствованной обзорной камерой) на [[Хаббл (телескоп)|Хаббле]].<ref name=Showalter2005/> Изображения в обратно рассеянном свете позволяют различить некоторые детали кольца, например: пиковой яркости кольцо достигает внутри орбиты [[Амальтея (спутник)|Амальтеи]], ограничиваясь верхней и нижней границей кольца.<ref name=dePater1999/><ref name=dePater2008/>
 
В 2002—2003 годах Галилео дважды прошёл сквозь «паутинные кольца». Во время прохода пылевые датчики зафиксировали частицы пыли с размерами 0.2-5 μm.<ref name=Kruger2003/><ref name=Kruger2008>{{cite journal|last=Kruger|first=Harald|coauthors=Hamilton, Duglas P.Moissl, Richard; and Grun, Eberhard|title=Galileo In-Situ Dust Measurements in Jupiter’s Gossamer Rings|journal=Icarus|year=2009| bibcode=2009Icar..203..198K|doi=10.1016/j.icarus.2009.03.040 |volume=2003|issue=1|pages=198–213|arxiv=0803.2849}}</ref> Помимо этого, сканеры Галилео зафиксировали наличие относительно небольших, (< 1 км) тел вблизи от Амальтеи.<ref>{{cite journal
Строка 192:
 
=== Паутинное кольцо Фивы ===
Паутинное кольцо Фивы самое тусклое и дальнее из известных. У кольца очень неясная структура и прямоугольное поперечное сечение. Кольцо начинается вблизи орбиты [[Фива (спутник)|Фивы]] на расстоянии в 226 000 км (3.11 ''R''<sub>J</sub>) и ширится вплоть до 129 000 км (1.80 ''R''<sub>J</sub>;).<ref name=Ockert-Bell1999/><ref name=Burns2004/> Внутренняя граница кольца не определяется из за намного более ярких Главного кольца и Гало.<ref name=Ockert-Bell1999/> Толщина кольца — примерно 8400 км вблизи орбиты Фивы и постепенно уменьшается по направлению к планете.{{Ref_label|F|f|none}}<ref name=dePater1999/> Паутинное кольцо Фивы, как и паутинное кольцо Амальтеи, яркое вблизи нижней и верхней границы, а также становится ярче по мере приближения к Юпитеру.<ref name=Showalter2008/> Внешняя граница кольца не обрывается резко, ширясь ещё на 15 000 км.<ref name=Ockert-Bell1999/> Есть едва заметное продолжение кольца за пределы орбиты Фивы, приблизительно до 280 000 км (3.75 ''R''<sub>J</sub>) и именуемое Фиванским расширением.<ref name=Ockert-Bell1999/><ref name=Kruger2008/> В прямо-рассеянном свете кольцо в три раза менее яркое чем кольцо Амальтеи<ref name=Ockert-Bell1999/> В обратно-рассеянном свете кольцо смогли различить только телескопы обсерватории [[Обсерватория Кека|Кека]].<ref name=dePater1999/> На фото в обратно-рассеяномрассеянном свете видно, что пиковая яркость кольца начинается сразу за орбитой Фивы.<ref name=dePater1999/> В 2002—2003 детекторы пыли на Галилео зафиксировали наличие частиц размерами 0.2-5 μm как и в кольце Амальтеи, а также подтвердили результаты исследования изображений.<ref name=Kruger2003>{{cite conference |last=Krüger |first=H. |coauthors=Grün, E.; Hamilton, D. P. |title=Galileo In-Situ Dust Measurements in Jupiter's Gossamer Rings |Date=18–25 July 2004 |booktitle=35th COSPAR Scientific Assembly |pages=1582 |url=http://adsabs.harvard.edu/abs/2004cosp...35.1582K}}</ref><ref name=Kruger2008/>
 
[[Оптическая толщина]] Кольца Фивы приблизительно 3{{Esp|−8}}, что в три раза ниже чем у кольца Амальтеи, однако совокупная масса пыли в кольце примерно такая-же: 10<sup>7</sup>−10<sup>9</sup> кг.<ref name=Esposito2002/><ref name=Burns1999/><ref name=Kruger2008/> Гранулометрический состав пыли в кольце несколько более мелкий чем в кольце Амальтеи. Пыль в кольце также подвержена степенному закону с q < 2. В Фиванском расширении — параметр q может быть даже меньше.<ref name=Kruger2008/>