Системы колец юпитера кратко

Обновлено: 05.07.2024

Юпитер – не только самая крупная планета в Солнечной системе, но и одна из самых загадочных. Юпитер больше Земли в 317 раз и в 2,7 раза больше всех других планет Солнечной системы. Планета имеет кольцевую систему и множество спутников.

Этот и многие другие материалы, вы можете найти на нашем сайте .

Ставьте, пожалуйста, лайки и подписывайтесь на канал "О планетах" . Это позволит нам публиковать больше интересных статей.

Кольца

Более активное изучение строения колец началось в 1990 году, тогда были задействованы мощнейшие телескопы. Тогда ученые выяснили, что кольца планеты состоят из камней и пыли.

Все планеты–гиганты имеют кольца, и Юпитер - не исключение. Кольца Юпитера уступают по размерам и интенсивности кольцам Сатурна, так как они более тусклые и тонкие.

Большинство теорий гласят, что они образовались в результате столкновения спутников планеты и состоят из космической пыли и небольших метеоритов. Возможен также вариант образования колец в результате действия мощной гравитации планеты – гиганта, которая легко притягивает к себе космические объекты.

Всего насчитывается 4 кольца:

Кольцо – гало.
Главное кольцо.
Паутинное кольцо Амальтеи
Паутинное кольцо Фивы.

Кольцо - Гало наиболее близко расположено к планете, тонкое и слабое, сливается с главным кольцом. Внутри Главного кольца расположены спутники Адрастея и Метида. Паутинное кольцо по своему строению напоминает дым или тонкую пыль.

Примерно за 2 недели кольца Юпитера в виде пыли полностью оседает на планету, потому необходимо регулярное новообразование колец, чтобы они существовали постоянно.

Спутники

Спутники Юпитера начал открывать ещё в 1610 году Галилео Галиллей. Сегодня спутники делятся на:

Галилеевские спутники.
Другие (внешние и внутренние, регулярные и нерегулярные).

Сколько же спутников у планеты - гиганта? Спутники Юпитера представляют собой 79 космических тел, которые и по сей день постоянно изучаются учеными.

Некоторые спутники Юпитера достигают размеров небольших планет, вроде Меркурия. На некоторых спутниках предположительно нашли воду. Названия самых крупных спутников Юпитера: Ио, Ганимед, Каллисто, Европу.

Ио – крупный спутник Юпитера, которых проявляет вулканическую активность. Спутник относится к так называемым галилейским лунам, так как был открыт ещё в 1610 году Галилео Галилеем.

Если посмотреть на фотографии спутника, можно заметить белесоватые участки, их создает двуокись серы, которая постоянно присутствует на поверхности. Атмосфера также состоит из монооксида серы, атомной серы и кислорода.

Поскольку спутник проявляет вулканическую активность, на поверхности Ио замечены лавовые потоки, насчитывается тысячи активных вулканов.

Из-за того, что вулканы постоянно извергаются, на поверхности Ио множество кратеров, глубина которых может достигать 50 км.

Европа

Европа – ледяной спутник Юпитера. Поверхность его представлена слоем льда толщиной от 20 до 40 км, глубже расположен океан (около 30 км), затем слой горных пород и железное ядро. На спутнике имеется много силикатных пород, а плотность его похожа на плотность Луны.

Атмосфера чрезвычайно разреженная и состоит из молекулярного кислорода. На поверхности спутника можно увидеть признаки того, что Европа довольно молода: кратеров немного, а ледяная поверхность ровная и чистая. По подсчетам учёных Европе коло 30 - 190 млн лет.

Есть ли жизнь на Европе?

Возможно, в верхних слоях океана существует некое подобие микробной культуры. Для того, чтобы убедиться в этом окончательно необходимо измерить соленость океана и его температуру. Также возможно возникновение жизни на дне океана, так как там имеются гидротермальные источники.

Океан достаточно насыщен кислородом, чтобы смогли существовать простые организмы, подобные водорослям.

Ганимед

Крупнейшим спутником Юпитера является Ганимед, который больше чем Меркурий и Плутон. Диаметр Ганимеда составляет 5268 км. Луна Юпитера была открыта ещё в 1610 году, благодаря трудам Галилео Галилея.

Поверхность спутника представлена слоем льда толщиной в 100 км. В центре находится ядро, состоящее из железа, которое покрывает мантия. Рельеф представлен кратерами и сложными узорами. Предполагается, что под толстым слоем льда находится грязь и вода.

Хотя ученные обнаружили кислородную атмосферу, жизнь на спутнике Ганимед невозможна из-за чрезвычайно низких температур.

Каллисто

Спутник входит в группу Галилея, был открыт в 1610 году. Примерно на 50% Каллисто состоит изо льда, остальную площадь занимает каменная часть. Глубже расположена ледяная литосфера и океан. Ядро состоит из силикатов, вокруг него расположена каменно – ледяная смесь.

Поверхность Каллисто усеяна кратерами больше, чем все другие во всей Солнечной системе. Тектоническая и вулканическая активность отсутствует.

Атмосфера представлена слоем двуокиси углерода, который постоянно обновляется, так как в течение 4 дней обычно полностью исчезает. Молекулярный кислород обнаружить не удалось, но есть предположение, что он всё же присутствует в атмосфере.

Наличие океана дает надежду на обнаружения жизни на спутники Каллисто, в 2040-х годах планируется постройка наземной базы для исследований.

Другие спутники планеты

После обнаружения Галилеем 4-х спутников, об остальных не знали еще 300 лет. В 1892 году был замечен Альматея, в 20 веке нашлись остальные: Пасифа, Гималия, Элара, Синопе, Ананке, Лиситея, Карме, Леда, Метис, Адрастеи, Теба.

Начиная с 1999 года было обнаружено ещё 49 спутников. Так общее число спутников Юпитера достигло 79. Некоторые из них до сих пор не получили официальных названий.

Не каждый знает, что самая большая планета в Солнечной системе Юпитер имеет кольцевую систему. И это неудивительно, ведь в этом плане всех затмевает Сатурн. Впервые кольца заметили в 1979 году при пролете корабля Вояджер-1. Система представлена пылевыми частичками, напоминающими темно-красную сажу. Давайте узнаем, сколько колец у Юпитера.

Основные элементы структуры колец Юпитера

Название	Радиус (км)	Ширина (км)	Толщина (км)	Оптическая толщина	Пылевая фракция (в τ)	Масса, кг	Примечания
Кольцо-гало	92 000—122 500	30 500	12 500	~1·10 −6	100 %	—
Главное кольцо	122 500—129 000	6 500	30-300	5.9·10 −6	~25 %	10 7 - 10 9 (пыль) 10 11 - 10 16 (крупные фрагменты)	Ограничивается Адрастеей
Паутинное кольцо Амальтеи	129 000—182 000	53 000	2 000	~1·10 −7	100 %	10 7 - 10 9	Связано с Амальтеей
Паутинное кольцо Фивы	129 000—226 000	97 000	8 400	~3·10 −8	100 %	10 7 - 10 9	Связано с Фивой. Распространяется и на пространство вне орбиты Фивы.

Существует три главных составляющих:

ближайшее к планете Кольцо-гало – слабый тор, простирающийся на 30500-12500 км в ширину. Берет начало чуть выше облачной линии (в 92000 км от планетарного центра) и сливается с главным кольцом у внешнего края.
Главное кольцо вытягивается на 6750 км и достигает до 129130 км от центра. Внутри этой территории расположены спутники Адрастея и Метида, способные создавать пыль. Внутренний край сливается с ореолом. Плотность – 5 млн. долей грамм на см 2 .
Паутинное кольцо Амальтеи – тонкий слой с частичками, напоминающими дым по размеру. Выходит за пределы орбиты Альматеи. Фактически состоит из внутреннего кольца с радиусом в 129200 км и внешнего, начинающегося с охвата в 182000 км и продолжающегося до 224900 км.

Мощное магнитное поле Юпитера притягивает к себе метеориты и осколки комет, которые периодически атакуют спутники. Объект разбивается и выбрасывает материал в пространство. Зонд Галилео сумел запечатлеть пыль в Альматее и Фиве. Их гравитации не хватает, чтобы удержать ее, и она начинает вращаться, пополняя кольцевую систему.

Структура колец Юпитера

Кольцевая пыль все время оседает на планету. Полагают, что на весь процесс уходит 14 дней. Если бы не стабильное пополнение, то кольца давно исчезли. Теперь вы знаете, как выглядят кольца Юпитера.

Кольца Юпитера были открыты третьими в нашей системе после аналогичных образований у Сатурна и Урана. Они не столь эффектны, как сатурнианские, но тоже красивы — выглядят как яркая рыжая пыль.

Особенности строения колец Юпитера

Это слабые, состоящие преимущественно из пыли образования.

В структуре системы выделяют 4 компонента:

Гало — тороидный элемент большой толщины;
Главное (Основное) кольцо — тонкое и яркое;
2 паутинных образования — широких и слабых.

Существование еще одного кольцевого элемента — Гималии — достоверно не доказано. Если оно существует, то совпадает с орбитой одноименной юпитерианской луны.

Паутинные объекты получили имена по соседним спутникам, материал которых они используют для своего формирования — Фивы и Амальтеи.

В образовании колец Гало и Основного участвуют пыль и мелкие осколки с других сателлитов — Адрастеи, Метиды.

Размер пыли в разных отделах системы различный, но преобладают частицы радиусом около 15 мкм, в Гало пылевая составляющая мельче — меньше 1 мкм в поперечнике.

Общий вес образований неизвестен, он может находиться в интервале от 100 млн т до 10 трлн т.

При фотосъемке в видимой части спектра вся система выглядит красной, кроме Гало — оно на снимках получается синим.

Обнаружение, исследования колец Юпитера и интересные факты

Так как образования тонкие и из-за малого наклона оси вращения Юпитера к эклиптике почти всегда повернуты к земному наблюдателю ребрами, с Земли они видны только в самую крупную и мощную астрономическую технику.

При этом объекты наблюдения должны находиться в фазовом угле, близком к 180°, а ночная (темная) сторона Юпитера не должна оставлять засветки.

В 2020 г. стартует 9-летняя международная исследовательская программа, цель которой — детально изучить Юпитер с кольцами и естественными лунами.

Существует 3 основные теории образования кольцевой системы:

Возраст системы неизвестен, возможно, он равен продолжительности существования самого Юпитера.

Главное кольцо

Это самый яркий элемент в системе, расположенный на среднем расстоянии примерно 126 тыс. км от планеты, его ширина — 6,5 тыс. км, толщина точно не установлена, по разным оценкам она составляет 30-300 км.

Структура и внешний вид

Это единственный компонент кольцевой системы, не состоящий на 100% из пыли (ее здесь всего около ¼ от общего объема материала). Остальное его количество — крупные каменные и ледяные обломки размером не более 1 км. Цвет пылевых частиц Основного кольца красноватый, их размеры различны, но больше всего здесь пыли с радиусом около 15 мкм. Общая масса объекта оценивается в 1 млн — 1 млрд т.

Происхождение и возраст

Неизменность состояния объекта доказывает, что он постоянно пополняется новым материалом. Его источниками являются луны Адрастея и Метида, другие небесные тела на расстоянии до 1000 км.

Возраст Основного кольца не выяснен. Не исключено, что оно родилось в момент гибели последних мельчайших спутников Юпитера.

Вертикальные волнения

Внутри Главного кольца периодически происходят вертикальные волнения (существенные колебания частиц), вызванные неизвестным воздействием, более сильным, чем гравитация центральной планеты. Например, волнение в 1995 г. могло быть спровоцировано столкновением кометы Шумейкеров-Леви с Юпитером.

Кольцо Гало

Это самое близкое к планете и самое толстое кольцо. Форма его — тор, не имеющий четкой структуры. Гало — единственный объект в системе, имеющий синеватую окраску.

Структура и внешний вид

У Гало внешний край не совпадает с орбитой какого-либо сателлита, но соприкасается с внутренней границей Главного кольца на расстоянии 122,5 тыс. км от Юпитера. Второй край резко обрывается на высоте 90-100 тыс. км от планеты. Точная толщина образования, увеличивающаяся по направлению к планете, не выяснена, как и его масса.

Происхождение Гало

Пыль в объекте постоянно дрейфует, покидает его и оседает в юпитерианской атмосфере. Источником пополнения материала для Гало является Главное кольцо.

Паутинные кольца

Это 2 слабых и широких компонента кольцевой системы, находящиеся на его внешнем крае.

Паутинное кольцо Амальтеи

Оно интересно тем, что имеет форму поперечного сечения, приближенную к прямоугольнику. Его внешняя граница резко очерчена, совпадает с орбитой спутника Амальтея на расстоянии 182 тыс. км от Юпитера, внутренняя — размытая, проходит на высоте около 129 тыс. км.

Толщина образования — 2,3 тыс. по внешнему краю и немного уменьшается в направлении планеты, яркость увеличивается от верхней границы к Юпитеру. Пик яркости наблюдается и по верхней границе.

Радиус частиц пыли здесь преимущественно 0,2-5 мкм. Вес кольца оценивается в 10 млн — 1 млрд т.

Паутинное кольцо Фивы

Это наиболее тусклый и дальний от Юпитера объект системы неясной структуры, имеющий почти прямоугольное поперечное сечение. Он начинается у орбиты одноименного спутника и лежит на расстоянии 129-226 тыс. км от Юпитера. Внутренняя граница не распознается, верхний край не обрывается резко, выходя за орбиту Фивы на 15-280 тыс. км.

Толщина кольца по его внешнему краю — 8,4 тыс. км, по направлению к планете оно становится тоньше. Пик яркости наблюдается вблизи границ, кроме того, этот показатель увеличивается по мере приближения к планете. Пылевой состав образования напоминает структуру соседнего паутинного объекта.

Происхождение паутинных колец

Пыль в паутинных кольцах постоянно исчезает и снова появляется. Источниками материала считаются Фива и Амальтея, а также несколько менее крупных тел.

Кольцо Гималии

Спутник Дия с каталожным именем S/2000J11 был открыт в 2000 г., но исчез через краткий период времени. Есть предположение, что это небесное тело диаметром 4 км врезалось в юпитерианскую луну Гималию, разрушилось, а его обломки создали тонкое неширокое кольцо в виде бледной полосы около спутника.

Кольца

Все планеты–гиганты имеют кольца, и Юпитер — не исключение. Кольца Юпитера уступают по размерам и интенсивности кольцам Сатурна, так как они более тусклые и тонкие.

Всего насчитывается 4 кольца:

Кольцо – гало.
Главное кольцо.
Паутинное кольцо Амальтеи
Паутинное кольцо Фивы.

Кольцо — Гало наиболее близко расположено к планете, тонкое и слабое, сливается с главным кольцом. Внутри Главного кольца расположены спутники Адрастея и Метида. Паутинное кольцо по своему строению напоминает дым или тонкую пыль.

Примерно за 2 недели кольца Юпитера в виде пыли полностью оседает на планету, потому необходимо регулярное новообразование колец, чтобы они существовали постоянно.

Спутники

Спутники Юпитера начал открывать ещё в 1610 году Галилео Галиллей. Сегодня спутники делятся на:

Галилеевские спутники.
Другие (внешние и внутренние, регулярные и нерегулярные).

Сколько же спутников у планеты — гиганта? Спутники Юпитера представляют собой 79 космических тел, которые и по сей день постоянно изучаются учеными.

Из-за того, что вулканы постоянно извергаются, на поверхности Ио множество кратеров, глубина которых может достигать 50 км.

Европа

Есть ли жизнь на Европе?

Океан достаточно насыщен кислородом, чтобы смогли существовать простые организмы, подобные водорослям.

Ганимед

Хотя ученные обнаружили кислородную атмосферу, жизнь на спутнике Ганимед невозможна из-за чрезвычайно низких температур.

Каллисто

Наличие океана дает надежду на обнаружения жизни на спутники Каллисто, в 2040-х годах планируется постройка наземной базы для исследований.

Другие спутники планеты

Спутники делятся на:

Внутренние. Находятся внутри орбиты Ио. Их насчитывается четыре: Альматея, Метида, Фива и Адрастея. Альматея из них самый крупный, имеет неоднородный рельеф, большое количество кратеров. Эти спутники являются регулярными, то есть повторяют направление движения главных спутников.
Внешние. Все их характеристики сильно разнятся, форма каждого спутника неповторима и напоминает бесформенную каменную глыбу. Вращаются внешние спутники по эллиптическим орбитам. Большинство этих космических тел являются осколками более крупных спутников или планет. Среди внешних спутников встречаются регулярные и нерегулярные. Спутники, расположенные ближе к Юпитеру движутся по оси, совпадающей с движением главных спутников.

Орбиты внешних спутников

Троянские астероиды

Троянские астероиды получили своё название в честь участников Троянской войны. Астероиды представляют собой 2 большие группы космических тел, которые движутся вокруг Солнца, находятся в точках Лагранжа L4 – L5.

Первые астероиды этого типа были обнаружены у планеты Юпитер.

Группы троянских астероидов:

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-х благодаря КА Галилео. Кольца также наблюдались Телескопом Хаббла и наблюдаются с Земли в течение множества лет. Наземные наблюдения требуют наиболее крупных из доступных телескопов.

Основное кольцо и гало состоят в основном из пыли с Метиды, Адрастеи и возможно ещё некоторых спутников, что является следствием высоко-скоростных столкновений. Изображения в высоком разрешении, полученные в 2007 году АМС Новые горизонты позволили различить насыщенную и тонкую структуру основного кольца.

Возможно что ещё одно кольцо существует на орбите Гималии, если она, как полагают, сталкивалась когда-то с S/2000 J 11.

Открытие и строение

Название	Радиус (км)	Ширина (км)	Толщина (км)	Оптическая толщина [c]	Пылевая фракция (в τ)	Масса, кг	Примечания
Кольцо-гало	92 000—122 500	30 500	12 500	~1·10 −6	100 %	—
Главное кольцо	122 500—129 000	6 500	30-300	5.9·10 −6	~25 %	10 7 – 10 9 (пыль) 10 11 – 10 16 (крупные фрагменты)	Ограничивается Адрастеей
Паутинное кольцо Амальтеи	129 000—182 000	53 000	2 000	~1·10 −7	100 %	10 7 – 10 9	Связано с Амальтеей
Паутинное кольцо Фивы	129 000—226 000	97 000	8 400	~3·10 −8	100 %	10 7 – 10 9	Связано с Фивой. Распространяется и на пространство вне орбиты Фивы.

Главное кольцо

Структура и внешний вид

Мозаика из изображений Юпитерианской кольцевой системы, на которой можно различить местоположение спутников и колец

Узкое и относительно тонкое Главное кольцо — самое яркое в системе колец Юпитера. Его внешний край располагается на расстоянии 129 000 км от Юпитера (или 1.806 R_J; R_J = экваториальный радиус Юпитера — 71 398 км) и совпадает с орбитой самого маленького внутреннего спутника Юпитера, Адрастеи. Его внутренний край не совпадает с орбитой какого либо спутника и лежит на расстоянии в 122 500 км (1.72 R_J).

При наблюдении в обратно-рассеянном свете кольцо кажется бритвенно тонким, и толщиной не более 30 км. При боковом светорассеянии, толщина колец от 80 до 160 км, увеличиваясь в направлении к Юпитеру. Кольцо кажется особо толстым при прямо-рассеянном свете, примерно 300 км. Одним из открытий КА Галилео стало относительно толстого (около 600 км) облака материи окружающего внутренний край кольца. Облако растёт в толщине ближе к внутреннему краю, где переходит в гало.

Детальный анализ изображений КА Галилео выявил продольные изменения яркости в Главном кольце несвязанные с геометрией обзора. Помимо этого была обнаружена некоторая неоднородность в кольце — в масштабах 500—1000 км.

Спектр и гранулометрический состав

Спектр кольца был получен Хабблом, Кеком, КА Галилео и КА Кассини. Это позволило установить, что цвет частиц в кольце красноватый, то есть их альбедо выше на больших длинах волны. Спектр кольца не позволяет выделить каких либо химических веществ, однако во время наблюдений Кассини были обнаружены линии поглощения на длине волн 0.8 μm и 2.2 μm. Спектр Главного кольцо напоминает спектр Адрастеи и Амальтеи.

Присущие Главному кольцу свойства могут объяснятся гипотезой по которой оно содержит существенное количество пыли размерами 0.1-10 μm. Это объясняет более сильную яркость кольца при прямо-рассеянном свете. Однако наличие более крупных частиц требуется чтобы объяснить более сильную яркость и микроструктуру яркой внешней части кольца в обратно-рассеянном свете.

Анализ доступных фазовых и спектральных данных приводит к заключению, что распределение размеров мелких частиц в Главном кольце подчиняется степенному закону

$n(r)=A\times r^<-q></p> <p>$

Где n(r) это число частиц с радиусами между r и r + , это нормализующий параметр выбирающийся для того чтобы соответствовать общему световому потоку от кольца. Параметр q — 2.0 ± 0.2 и применяется для r 15 ± 0.3 μm. Распределение крупных частиц в мм-км зоне на данный момент не известно. Световое рассеяние в данной модели преимущественно осуществялется частицами с r около 15 μm.

Степенной закон, упомянутый выше, позволяет оценить Оптическую толщину Главного кольца: " />
для крупных тел и " />
для пыли. Такая Оптическая толщина означает, что общее поперечное сечение частиц в кольце — приблизительно 5000 км². У частиц в Главном кольце как считается — не сферическая форма. Совокупная масса пыли в Главном кольце оценивается в 10 7 −10 9 кг. Масса крупных тел, исключая Метиду и Адрастею, 10 11 −10 16 кг. Это зависит от их максимального размера, предельное значение — 1 км диаметром. Для сравнения: масса Адрастеи — около 2·10 15 кг, Амальтеи — около 2·10 18 кг, Земной Луны—7.4·10 22 кг.

Присутствие в одном кольце сразу двух популяций частиц, пыли и крупных тел, объясняет различие внешнего вида кольца при разной геометрии обзора. Пыль хорошо видна при прямо-рассеянном свете и ограничивается орбитой Адрастеи. В противовес, крупные тела, хорошо различимые при обратно-рассеянном свете, ограничиваются областью между орбитами Адрастеи и Метиды, а также колечками.

Происхождение и возраст

Формирование колец Юпитера

Вертикальные волнения

Кольцо-гало

Структура и внешний вид

Изображение в условных цветах кольца-гало, полученное Галилео в прямо-рассеянном свете

Гало ближе всех к самой планете и вместе с тем самое толстое кольцо планеты. Его внешний край совпадает с внутренней границей основного кольца на расстоянии в примерно 122 500 км (1.72 R_J). Начиная с этого расстояния, кольцо становится всё толще и толще по направлению к Юпитеру. Истинная толщина кольца не известна до сих пор, но составляющая его материя была зафиксирована и на расстоянии 10 000 км от плоскости кольца. Внутренняя граница кольца относительно резко обрывается на расстоянии в 100 000 км (1.4 R_J), но некоторое число материи фиксируется и на расстоянии 92 000 км от Юпитера. Таким образом, ширина гало — приблизительно 30 000 км. Своей формой оно напоминает тор без чёткой внутренней структуры. В отличие от Главного кольца, внешний вид гало лишь немного зависит от геометрии обзора.

Гало кажется наиболее ярким в прямо-рассеянном свете, именно в такой геометрии оно было сфотографировано Галилео. В то время как его поверхностная яркость намного меньше чем у Главного кольца, его вертикальный (перпендикулярный плоскости кольца) поток фотонов сопоставим из за намного большей толщины кольца. Несмотря на толщину в примерно 20 000 км, яркость кольца-гало строго сконцентрирована в плоскости кольца, и следует степенному закону о форме: z −0.6 к z −1.5 , где z — расстояние от плоскости кольца. Внешний вид гало в обратно-рассеянном свете, наблюдавшийся Кеком и Хабблом, почти неотличим. Однако его общий фотонный поток в несколько раз ниже чем у Главного кольца, и более сильно сконцентрирован вблизи от плоскости кольца чем при прямо-рассеянном свете.

Происхождение гало

Паутинные кольца

Паутинное кольцо Амальтеи

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 RJ) до примерно 129 000 км (1.80 R_J). Его внутренняя граница не определенна чётко из-за присутствия вблизи гораздо более яркого Главного кольца и кольца-гало. Толщина кольца составляет приблизительно 2300 км в районе орбиты Амальтеи и слегка уменьшается по направлению к Юпитеру. Наиболее ярким кольцо становится вблизи от верхнего и нижнего краёв а также в направлении к Юпитеру. Одна из границ кольца часто бывает ярче других. Внешняя граница кольца довольно круто обрывается; Яркость кольца заметна лишь внутри орбиты Амальтеи, однако у кольца есть небольшое расширение за пределы орбиты Амальтеи — там где спутник вступает в 4:3 резонанс с Фивой. В прямо-рассеянном свете кольцо примерно в 30 раз тусклее Главного кольца. В обратно-рассеянном свете кольцо различимо лишь Кеком и ACS (Усовершенствованной обзорной камерой) на Хаббле. Изображения в обратно рассеянном свете позволяют различить некоторые детали кольца, например: пиковой яркости кольцо достигает внутри орбиты Амальтеи, ограничиваясь верхней и нижней границей кольца.

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 Фивы на расстоянии в 226 000 км (3.11 R_J) и ширится вплоть до 129 000 км (1.80 R_J;). Внутренняя граница кольца не определяется из за намного более ярких Главного кольца и Гало. Толщина кольца — примерно 8400 км вблизи орбиты Фивы и постепенно уменьшается по направлению к планете. Паутинное кольцо Фивы, как и паутинное кольцо Амальтеи, яркое вблизи нижней и верхней границы, а также становится ярче по мере приближения к Юпитеру. Внешняя граница кольца не обрывается резко, ширясь ещё на 15 000 км. Есть едва заметное продолжение кольца за пределы орбиты Фивы, приблизительно до 280 000 км (3.75 R_J) и именуемое Фиванским расширением. В прямо-рассеянном свете кольцо в три раза менее яркое чем кольцо Амальтеи В обратно-рассеянном свете кольцо смогли различить только телескопы обсерватории Кека.На фото в обратно-рассеянном свете видно, что пиковая яркость кольца начинается сразу за орбитой Фивы. 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.

Оптическая толщина Кольца Фивы приблизительно 3·10 −8 , что в три раза ниже чем у кольца Амальтеи, однако совокупная масса пыли в кольце примерно такая-же: 10 7 −10 9 кг. Гранулометрический состав пыли в кольце несколько более мелкий чем в кольце Амальтеи. Пыль в кольце также подвержена степенному закону с q Происхождение паутинных колец

Пыль в паутинных кольцах пополняется тем же механизмом что и в Главном кольце и в Гало. Источниками выступают внутренние луны Юпитера — Амальтея и Фива соответственно, а также менее крупные тела. Высокоэнергетические столкновения между этими телами и телами извне Юпитерианской системы продуцируют пылевые массы. Частицы первоначально хранят те же орбитальные элементы что и их тела-источники, но постепенно по спирали перемещаются, из-за эффекта Пойтинга-Робертсона. Толщина Паутинных колец определяется вертикальными отклонениями лунных орбит из за их ненулевых наклонов. Эта гипотеза объясняет почти все заметные свойства паутинных колец: прямоугольное поперечное сечение, уменьшение толщины в направлении к Юпитеру и яркость верхних и нижних границ колец.

Однако некоторые свойства необъяснимы по сию пору, например Фиванское расширение, которое может создаваться невидимым пока телом из за орбиты Фивы, а также структуры заметные при обратно-рассеянном свете. Одним из возможных объяснений Фиванского расширения могут выступать воздействия электромагнитных сил Юпитерианской атмосферы. Когда пыль входит в тень позади Юпитера, она быстро теряет свой электрический заряд. Начиная с небольших частиц, пыль сообращается с планетой, она движется наружу выйдя из тени создавая таким образом Фиванское расширение. Теми же самыми силами можно объяснить уменьшение числа частиц и яркости между орбитами Амальтеи и Фивы.

Пик яркости сразу за орбитой Амальтеи, а также вертикальная асимметрия Паутинного кольца Амальтеи могут объяснятся захваченными частицами из точек Лагранжа (L₄) и (L₅) спутника. Частицы кольца могут двигаться по Подковообразным орбитам между точками Лагранжа. Вблизи от Фивы происходит точно такой же процесс. Это открытие подразумевает под собой, что в Паутинных кольцах есть два типа частиц: одни медленно по спирали дрейфуют в направлении Юпитера, а другие остаются вблизи от своих лун-источников, захваченные в 1:1 резонанс с ними.

Кольцо Гималии

Гипотетическое кольцо Гималии

Спутник S/2000 J 11 диаметром 4 км исчез после его открытия в 2000 году. По одной из версий, он врезался в более крупный спутник Гималия диаметром 170 км, создав тем самым небольшое и тонкое кольцо. Это гипотетическое кольцо выглядит как бледная полоса вблизи Гималии. Данное предположение говорит также о том, что Юпитер иногда теряет малые спутники в результате столкновений.

Исследование

Существование колец Юпитера было доказано после наблюдений планетарного пояса КА Пионер 11 в 1975 году. В 1979 году КА Вояджер 1 сделал изображение переэкспонированной кольцевой системы. Более детальные изображения были сделаны в том же году КА Вояджер 2, что помогло определить приблизительную структуру колец. Изображения превосходного качества, полученные КА Галилео с 1995 по 2003 года, значительно расширили существующие знания о кольцах Юпитера. Наземные наблюдения колец Обсерваторией Кека в 1997 и 2002 годах и телескопом Хаббл в 1999 году показали богатую структуру видимого бокового светорассеяния. Изображения, переданные КА Новые горизонты в феврале-марте 2007 года, позволили впервые изучить структуру главного кольца. В 2000 году КА Кассини на пути к Сатурну провёл разнообразные наблюдения кольцевой системы Юпитера.

Читайте также: