A Jupiter gyűrűk (vagy jovien gyűrűrendszer ) a Jupiter bolygó körül keringő bolygógyűrűk összessége . A rendszert 1979-ben fedezte fel a Voyager 1 űrszonda . Ez a harmadik gyűrűrendszer, amelyet felfedeztek a Szaturnusz és az Uráné után .
A jovi gyűrűrendszer gyenge és többnyire kozmikus porból áll . Több gyűrűre oszlik: a glóriára , a fő gyűrűre és a goszamer gyűrűre . Újabb gyűrű létezhet Himalia pályáján , bár ezt még meg kell erősíteni.
A gyűrűrendszer pontos össztömegét 10 11 és 10 16 kilogramm között becsülik, életkora azonban nem ismert.
A Jupiter körüli gyűrűk létét először 1974-ben feltételezik, amikor a Pioneer 11 szonda szabálytalanságokat észlel a bolygó körül néhány tízezer kilométeren. Öt évvel később, 1979 márciusában, a Voyager 1 űrszonda először figyelte meg a Jupiter gyűrűit .
Az 1990-es évek során a Hubble űrtávcső megérkezése lehetővé tette a Jupiter gyűrűinek első megfigyelését a Földről . Ugyanebben az évtizedben és a 2000-es évek elején a Galileo szonda lehetővé tette a gyűrűk jobb jellemzését. 2002-ben és 2003-ban az űrszonda így kétszer is áthaladt a gossamer gyűrűkön. A DDS porérzékelője ( Dust Detector Subsystem ) 0,2–5 μm méretű porokat ragad át. Ezenkívül a szonda kis különálló testeket (<1 km) észlel Amalthea közelében.
A 2007 elején a New Horizons űrhajóval készített képek finom, gazdag szerkezetet tárnak fel A főgyűrűben.
A Jupiter gyűrűinek földről történő megfigyeléséhez ma is szükség van a jelenleg elérhető legnagyobb teleszkópokra.
A jovi gyűrűrendszer főleg porból áll. Három vagy négy gyűrűre oszlik: a glóriára , a fő gyűrűre és a goszamer gyűrűre , amely néha fel van osztva Amalthea és Thebe gyűrűjére , amelyet a közelben található holdakról neveztek el.
Újabb gyűrű létezhet Himalia pályáján , bár ezt még meg kell erősíteni.
A fő gyűrű és a halo gyűrű azt mondják, hogy áll a por kilökődik a mesztic és Adrastee holdak , valamint az eredmény a nagy sebességű hatását más nem megfigyelhető szülő szervek .
A gyűrűk alacsony látható frekvenciákban, valamint közeli infravörös tartományban bocsátanak ki, ami piros színt ad nekik; de a glóriagyűrű semleges vagy enyhén kékes. A gyűrűk pormérete változó, de a keresztmetszet területe A halo kivételével az összes gyűrűben a nem gömb alakú részecskék sugara körülbelül 15 mikrométer (μm). A glóriagyűrűt valószínűleg a szubmikrométer por uralja.
A gyűrűrendszer pontos össztömegét 10 11 és 10 16 kg között becsülik, míg a gyűrűrendszer kora nem ismert. A Jupiter megalakulása óta létezhetett.
A Jupiter fő gyűrűje viszonylag vékony és keskeny, emellett a Jupiter gyűrűs rendszerének legfényesebb eleme. Belső határa a csillagtól körülbelül 122 000 km , a külső határa pedig körülbelül 129 000 km . Ez utóbbi egyetért a bolygó legkisebb belső műholdjával, nevezetesen az Adrastée-vel .
Bár ennek a gyűrűnek a szélessége közel 6500 km , ez utóbbi megjelenése a látótávolságtól függően változik . Az eleje felé a gyűrű fényessége élesen csökken 128 600 km körül (az Adrastee pályájának belseje felé), és a legalacsonyabb szintet 129 300 km-en éri el (az Adrastee pálya külső része felé). Ez azt jelzi, hogy ennek a holdnak erős hatása van a gyűrűre.
Ezt követően a fényerő növekszik, és eléri a bolygótól számított körülbelül 126 000 km- t. Vegye figyelembe azonban az eltérést a Métis pályája közelében , körülbelül 128 000 km-nél .
Más a helyzet a visszaszórt fény oldalon. A gyűrű külső határa 129 100 km-re helyezkedik el , kissé túllépve Adrastee pályáján, bár a Métis pályán túl a fényerő élesen csökken.
A visszavert fény, ez lehet osztani a fő gyűrű két: a két között 128.000 és 129.000 km , és a rész közötti 122.500 és 128.000 km .
Visszaszórt fény figyelte, a gyűrű vastagsága nem túl fontos, nem haladja meg a 30 km-t. A laterális diffúzió geometria , Mi megy a vastagsága 80 és 160 km-re, egy előre diffúziós geometria ad 300 km-enként.
A Galileo részletes elemzései a fő gyűrű fényerejének hosszanti eltéréseit mutatják, a látógeometriától függetlenül .
A Hubble , Keck , Galileo és Cassini mérésekből kapott, 0,5 és 2,5 um közötti tartományt átfogó spektrumok azt mutatják, hogy a fő gyűrű színkomponens részecskéi vörösesek, ami azt jelenti, hogy hosszabb hullámhosszon az albedó nagyobb. Ezek a spektrumok nagyon hasonlítanak Adrastee és Amaltheaéhez .
A főgyűrű tulajdonságai azzal a feltételezéssel magyarázhatók, hogy nagy mennyiségű port tartalmaz 0,1 és 10 μm közötti részecskékből. Ez megmagyarázná a különbséget az előre szórás és a visszaszórás között. Másrészt nagyobb testekre lenne szükség a gyűrű fényes külső részének erős visszaszóródásának és finom szerkezetének magyarázatához.
Az elemzések és a spektrumadatok arra a következtetésre vezetnek, hogy a kis részecskék eloszlása hatalmi törvényt követ :
hol van egy meghatározott sugárral rendelkező részecskék száma egy bizonyos intervallumon belül, és egy normalizálási paraméter, amelyet úgy választunk meg, hogy megfeleljen a gyűrű összes ismert fényáramának . A paraméter = 2,0 ± 0,2, ha a részecskék <15 ± 0,3 μm, és = 5 ± 1, ha a részecskék > 15 ± 0,3 μm. A részecskék eloszlása milliméterről kilométerre továbbra sem meghatározható. A fényszóródást ebben a modellben a körülbelül 15 μm sugarú részecskék uralják.
A fent említett teljesítménytörvény lehetővé teszi a főgyűrű optikai vastagságának ( ) becslését : por és nagyobb testek esetében (állítólag a részecskék alakja kerek).
A por össztömegét 10 7 és 10 9 kg között becsülik , míg nagyobb testeknél, az Adrastée és a Métis kivételével, 10 11 és 10 16 kg közötti, maximális méretüktől függően. A felső érték egy kilométer részecskeátmérőnek felel meg.
A port a Poynting-Robertson-effektus és a Jupiter magnetoszférájából származó elektromágneses erők kombinációjával távolítják el a fő gyűrűből . A porgyűrű várható élettartama a fő gyűrűn 100-1000 év lenne. Ezért a por megújulhat nagyobb testek ütközése során, 1 cm és 0,5 km között, vagy ugyanezek a nagy testek és a jovi rendszeren kívüli forrásokból származó nagy sebességű részecskék ütközése között .
Végül a gyűrű belső oldala 124 000 és 120 000 km között van , összeolvadva a halo gyűrűvel .
A glória a Jupiterhez legközelebb eső és legvastagabb gyűrű is. Külső vége egybeesik a főgyűrű belső végével, 122 500 km távolságra a gázóriástól. A vastagság a bolygó felé közeledve növekszik. Így az anyag jelenlétét a gyűrű függőleges középpontja felett 10 000 km-re észlelték .
Ami a gyűrű belső határát illeti, körülbelül 100 000 km- nél helyezkedik el , bár van anyag akár 92 000 km-ig is . Így a gyűrű körülbelül 30 000 km széles. Úgy néz ki, mint egy vastag tórusz, nincs meghatározott belső szerkezete. A fő gyűrűtől eltérően ez a gyűrű nagyon kevéssé függ a látó geometriától .
A spektrumhoz kapcsolódó tulajdonságok nem ugyanazok, mint a főgyűrűnél, különösen albedó szinten.
A glória optikai sajátosságait a 15 μm-nél kisebb részecskék kizárólagos összetételével lehetne magyarázni. A gyűrű középsíkjától távolabb eső részek akár szubmikron részecskékből is állhatnak. Ez a poros kompozíció megmagyarázná a front felé eső sokkal erősebb diffúziót, a kékesebb színeket és a glóriában látható szerkezetek hiányát. A por valószínűleg a főgyűrűből származik, ezt az állítást támasztja alá az a tény, hogy a halo részecskéinek optikai vastagsága összehasonlítható az utóbbi poréval.
A gossamer gyűrűkben a por eredete hasonló lenne a fő gyűrű és a glóriához. Ezek a források tehát az Amalthée és Theébé belső jovi holdak lennének, amelyeknek a jovi rendszeren kívülről érkező nagy sebességű lövedékek hatása porszemcséket vetített volna felszínükről. Ezeket a részecskéket kezdetben ugyanazon a pályán tartják, mint a holdjukat, majd Poynting-Robertson-effektussal befelé spiráloznak .
Amalthea gyűrűA belső fátyolszövet gyűrűt, más néven a Amalthea gyűrű, áll egy nagyon finom szerkezet egy derékszögű négyszög keresztmetszetű, amely kinyúlik a pályáján Amalthea, 182,000 km , legfeljebb körülbelül 129.000. Km . Belső határa nincs egyértelműen meghatározva a főgyűrű és a halo jelenléte miatt, amelyek sokkal világosabbak. A gyűrű vastagsága körülbelül 2300 km az Amalthea pályája közelében, és kissé csökken a Jupiter felé.
A gyűrű külső határa viszonylag megdöntött, emiatt fényessége közvetlenül Amalthea pályája előtt hirtelen csökken. Az előre szórt fénynél a gyűrű fényessége 30-szor alacsonyabbnak tűnik, mint a fő gyűrű fényereje. A visszaszórt fény mellett csak a Keck távcső és a Hubble ACS volt képes detektálni. A hátrafelé történő szóródás lehetővé teszi a gyűrűs szerkezetek többségének megjelenítését.
Thebe gyűrűjeA külső gossamer gyűrű, más néven Thebe gyűrűje a legvékonyabb jovi gyűrű. Ez húzódik Thebe pályáját, 226000 km , legfeljebb körülbelül 129.000 km . Az alig látható folytatásban lévő gyűrű túlhaladt Thebe pályáján, amely 280 000 km- ig nyúlik , amelyet Théba meghosszabbításának neveztek. Előre szórt fény esetén a gyűrű fényessége körülbelül háromszor alacsonyabb, mint az Amalthea gyűrűje. A visszaszórt fényben csak a Keck távcső tudta felismerni.
Ennek a gyűrűnek az optikai mélysége körülbelül 3 × 10 -8 , vagy háromszor kisebb, mint az Amalthea gyűrűé, és a teljes portömeg változatlan marad, körülbelül 10 7 -10 9 kg.
A 2000-es évek elején egy új gyűrű jelenhetett meg a Jupiter körül. Valójában a New Horizons szonda egy olyan szerkezetet fényképezett, amely annak látszik, amikor 2006 szeptemberében a gázóriás közelében áthaladt, míg a korábbi szondák nem láttak semmit.
Az egyik lehetséges magyarázat az, hogy egy kis hold becsapódott Himalia felszínén, és a becsapódás ereje anyagokat hajtott volna pályájára. A kutatók úgy gondolták, hogy a 2000-ben felfedezett és később elvesztett Dia kis hold lehet ennek a hatásnak az oka. A Dia 2010-es és 2011-es újrafelfedezése azonban ezt kizárja, bár nem zárható ki az a feltételezés, hogy egy másik holdról van szó.