Кольца Юпитера — третья открытая в Солнечной системе система колец, после колец Сатурна и Урана. Впервые кольца Юпитера были замечены при подлёте космического аппарата «Вояджер-1» в 1979 году к Юпитеру, более подробные сведения о кольцах удалось получить в 1990-х благодаря космическому аппарату «Галилео».
Юпитерианская система колец слабая и состоит главным образом из пыли. В кольцах можно выделить в общей сложности четыре компонента системы:
- Толстый тор из частиц — известный как «кольцо-гало» или просто гало. Основное кольцо плоское и обладает толщиной около 30 километров и шириной около 6000 километров.
- Относительно яркое, очень тонкое «Главное кольцо». Еще более разряженное и часто упоминаемое как гало — толщиной около 20 000 километров. Ореол этого внутреннего кольца практически достигает внешних границ атмосферы планеты. При этом оба кольца состоят из крошечных темных частиц.
- Два широких и слабых внешних кольца — известных как «паутинные кольца». Состоит оно в основном из пыли скапливающегося вокруг четырех лун Юпитера: Адрастеи, Метиды, Амальтеи и Фивы. Радиус паутинного кольца достигает около 130 000 километров.
Кольца, как полагают, создано пылью, образовавшейся в результате столкновения небольших спутников, вращающихся вокруг них. Внешнее паутинное кольцо фактически очерчивает орбиту спутников Амальтея и Фивы. Спутники Адрастея и Метис очерчивают внешние края главного кольца.
Главное кольцо
Узкое и относительно тонкое Главное кольцо — самое яркое в системе колец Юпитера. Его внешний край располагается на расстоянии 129 000 км от Юпитера 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.
Таким образом — ширина кольца 6 500 км, а Адрастея выступает в роли «спутника-пастуха» для данного кольца — вплоть до расстояния в 129 000 км. Яркость кольца увеличивается в направлении к Юпитеру и достигает своего максимума на расстоянии в 126 000 км, вблизи от центра кольца, однако в нём наблюдается явный зазор создаваемый Метидой на расстоянии в 128 000 км. Внутренняя граница «Главного кольца» постепенно «исчезает» с 124 000 до 120 000 км, сливаясь с Гало.
В «Главном кольце» ни один спутник крупнее 0.5 км обнаружен не был. Цвет частиц в кольце красноватый. Пыль покидает кольцо из за эффекта Пойнтинга — Робертсона, а также электромагнитных сил Юпитерианской магнитосферы. Летучие вещества, например, льды, быстро испаряются. «Время жизни» частиц в кольце — от 100 до 1000 лет. Таким образом, пыль должна постоянно пополняться за счёт столкновений между телами размерами от 1 см до 0.5 км. Источниками наполнения кольца служит популяция из относительно крупных тел, ограниченная 1000-километровой областью на орбите, яркая внешняя часть кольца, а также Метида и Адрастея. Наиболее крупные тела, исключая Метиду и Адрастею, служащие источниками, не могут быть более 0.5 км размером. 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 внутреннюю часть Главного кольца и гало. На данный момент возраст Главного кольца неизвестен, но, возможно, он представляет собой последние остатки популяции из маленьких тел около Юпитера.
Кольцо-гало
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. Начиная с этого расстояния, кольцо становится всё толще и толще по направлению к Юпитеру. Внутренняя граница кольца относительно резко обрывается на расстоянии в 100 000 км. Таким образом, ширина гало — приблизительно 30 000 км. Своей формой оно напоминает тор без чёткой внутренней структуры.
Кольца-гало не имеет красноватого окраса как Главное, оно имеет синеватый окрас. Часть кольца, расположенная далеко от его плоскости вполне может состоять из пыли менее микрометра размером. Такой пылевой состав объясняет намного более сильное прямое-светорассеиванние, синеватый окрас и неразличимую структуру кольца. Пыль, вероятно, происходит из Главного кольца. Большая толщина гало может объяснятся возмущениями орбитального наклона и эксцентриситета частиц кольца электромагнитными силами Юпитерианской магнитосферы. Внешняя граница гало совпадает с расположением так называемого «Резонанса Лоренца» (3:2 с Юпитером).
Паутинное кольцо Амальтеи
Паутинное кольцо Амальтеи имеет очень слабую структуру с прямоугольным поперечным сечением, простираясь от орбиты Амальтеи с 182 000 км до примерно 129 000 км . 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. 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.
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 и ширится вплоть до 129 000 км. 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. Есть едва заметное продолжение кольца за пределы орбиты Фивы, приблизительно до 280 000 км и именуемое Фиванским расширением. В прямо-рассеянном свете кольцо в три раза менее яркое чем кольцо Амальтеи.
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.
