Кольцевая система Нептуна гораздо менее существенна, чем, к примеру, у Сатурна. Впервые о наличие колец Нептуна заявил британский астроном Уильям Ласселл, проведя наблюдения в октябре 1846 года, спустя несколько дней после открытия этой планеты. В 1984 году французский астроном Андрэ Браик проводил наблюдения Нептуна и обнаружил, что при прохождении Нептуна на фоне далекой звезды свет от нее трижды прерывался какими-то объектами, расположенными на одном и том же расстоянии от Нептуна. Эти объекты были названы дугами (или арками), и их стали считать участками несформировавшегося кольца. Пять лет спустя в 1989 году на фотографиях, полученных со станции «Вояджер-2», действительно были обнаружены кольца, окружающие планету. Их оказалось шесть, и все они очень темные, отражают менее 3% падающего на них света.
Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом, — наиболее вероятно, это он придаёт им красноватый оттенок.
Структура колец Нептуна
В названиях колец увековечены имена ученых и астрономов и, в первую очередь, тех, кто принимал непосредственное участие в открытии восьмой планеты Солнечной системы: Галле, Леверье, Лассел, Араго и Адамс. Нептун также имеет слабые безымянные кольца совпадающие с орбитой спутника Галатеи. Орбиты Наяды, Талассы и Деспины также находятся между кольцами. Кольцо Адамса состоит из пяти ярких дуг. Четыре маленьких луны Нептуна имеют орбиты внутри кольцевой системы: Наяда и Таласса в промежутке между Галле и Леверье. Деспина вращается внутри Леверье, а Галатея лежит немного ниже Адамса, в безымянном слабом, узком колечке.
Кольцо Адамса
Кольцо Адамса является наиболее изученным. Оно узкое, слегка эксцентричное, шириной около 35 км. Его оптическая глубина около 0,011 ± 0,003, что соответствует глубине около 0,4 км. Доля пыли составляет от 20% до 40%, ниже, чем у других. Небольшая луна Галатея, вращается внутри Адамса на расстоянии 61953 км от планеты, она держит частицы внутри узкого диапазона орбит, находясь в резонансе 42:43 с ним. Гравитационное влияние Галатеи создает 42 радиальных изгиба, с интервалом около 30 км.
Самая яркая часть кольца Адамса, состоит из пяти коротких дуг, в которых частицы, таинственным образом сгруппированы вместе. Они чем-то напоминают дуги в кольце G Сатурна, хотя достаточно стабильны. Дуги получили французские имена: «Courage», «Liberte», «Egalite 1», «Egalite 2», и «Fraternite» (Храбрость или Отвага, Свобода, Равенство 1, Равенство 2 и Братство).
Самая яркая и самая длинная была названа «Братство», его оптическая глубина оценивается в диапазоне 0,03-0,09, эквивалентная глубина соответственно находится в диапазоне 1.25-2.15 км, доля пыли в нем от 40% до 70%. Общая яркость дуг уменьшилась с 1986 года, а «Свобода» почти исчезла к 2003 году. «Братство» и «Равенство» 1 и 2 показали нерегулярные изменения их относительной яркости. Вероятно эти изменения связаны с обменом пылью между ними.
Существование этих дуг было трудно объяснить, потому что законы механики предсказывают, что они должны были бы за достаточно короткий момент времени соединиться в однородное кольцо. Считалось, что в таком положении дуги удерживает гравитационное влияние спутника Нептуна — Галатеи, которая обращается вокруг Нептуна вблизи от внутренней границы кольца Адамса. Однако новые исследования показывают, что влияние гравитации Галатеи недостаточно для того, чтобы удерживать материал колец в том положении, в котором он находится сейчас. Наблюдаемые результаты можно объяснить присутствием ещё одного спутника Нептуна, который может иметь достаточно малый размер (до 6 км), и вследствие этого может быть ещё не открыт.
Кольцо Араго
Существует небольшой пик яркости у внешнего края, расположенном в 57200 км от Нептуна и имеющем размер 100 км в ширину. Некоторые ученые называют этот пик планетарным кольцом Араго, но тем не менее, многие издания не упоминают о нем.
Кольцо Лассела
Кольцо Лассела, самое широкое кольцо (4000 км) и прозрачное, является слабым, его материал занимает пространство между Леверье (около 53200 км от Нептуна) и Араго (расстояние 57200 км от планеты). Его средняя оптическая глубина составляет около 10 в -4 степени, что соответствует эквивалентной глубине 0,4 км. Пылевые фракции находятся в диапазоне от 20% до 40%.
Кольцо Леверье
Его орбитальный радиус около 53200 км, оно узкое, шириной около 113 км. Его нормальная оптическая глубина составляет 0,0062 ± 0,0015, что соответствует глубине 0,7 ± 0,2 км. Количество пыли в нем колеблется от 40% до 70%. Небольшая луна Деспина, которая вращается внутри него на расстоянии 52 526 км от Нептуна, может играть определенную роль в его формировании, выступая в качестве его «пастуха».
Кольцо Галле
Внутреннее кольцо (самое близкое к Нептуну) называют Галле, оно около 2000 км в ширину и вращается на расстоянии 41,000-43,000 км от планеты. Галле — очень слабое, со средней оптической глубиной около 10 в -4 степени, что эквивалентно глубине 0,15 км. Доля пыли в нем приблизительно составляет от 40% до 70% .
Наблюдения с поверхности Земли показали, что кольца Нептуна намного более непостоянны, чем считалось ранее. Изображения, полученные обсерваторией Кек (Гавайские острова) в 2002 и 2003 году, показывают значительные перемены по сравнению с изображениями «Вояджера-2». В частности, кажется, что дуга «Свобода» может исчезнуть всего через столетие. «Братство» и «Равенство» 1 и 2 показали нерегулярные изменения их относительной яркости. Вероятно эти изменения связаны с обменом пылью.
