Амальтея | |
---|---|
![]() Чёрно-белые снимки с борта «Галилео» (1997). Сверху — ведущая сторона, снизу — ведомая | |
Открытие | |
Первооткрыватель | Эдвард Эмерсон Барнард |
Место открытия | Ликская обсерватория |
Дата открытия | 9 сентября 1892 |
Орбитальные характеристики | |
Перигелий | 181 150 км |
Афелий | 182 840 км |
Большая полуось (a) |
181 365,84 ± 0,02 км (2,54 RJ)[1] |
Эксцентриситет орбиты (e) | 0,00319 ± 0,00004[1] |
Сидерический период обращения | 0,49817943 ± 0,00000007 д (11 ч 57 мин 23 с)[1] |
Орбитальная скорость (v) | 26,57 км/с |
Наклонение (i) |
0,374±0,002° (к экватору Юпитера)[1] |
Чей спутник | Юпитер |
Физические характеристики | |
Размеры | 250 × 146 × 128 км[2] |
Средний радиус | 83,4 ± 2,4 км[3] |
Объём (V) | (2,43 ± 0,22)⋅106 км³[4] |
Масса (m) | (2,08 ± 0,15)⋅1018 кг[4] |
Средняя плотность (ρ) | 0,857 ± 0,099 г/см³[4] |
Ускорение свободного падения на экваторе (g) | 0,020 м/с2 (≈ 0,002 g) |
Вторая космическая скорость (v2) |
1–90 м/с[4] (теор. — 58 м/с[5]) |
Период вращения (T) | равен орбитальному[2] |
Наклон оси | около 0[2] |
Альбедо |
0,090 ± 0,005 (геом.), 0,032 ± 0,003 (Бонда)[6] |
Видимая звёздная величина | 14,1m[7][8] |
Температура | |
На поверхности | 90–165 K[9] |
![]() |
Амальтея (лат. Amalthea, др.-греч. Ἀμάλθεια) — один из внутренних спутников Юпитера. Пятый по размеру (уступает только галилеевым) и третий по удалённости от Юпитера среди всех его спутников.
Амальтея имеет неправильную форму (её длинная ось вдвое больше короткой) и усеяна кратерами. На её тёмно-красной поверхности выделяются светлые пятна. Судя по низкой плотности, Амальтея состоит в основном из рыхлого водяного льда[4]. Она находится так близко к Юпитеру, что он выглядит с неё как огромный диск диаметром 46 градусов[10]. Внутри её орбиты заключено «паутинное кольцо Амальтеи», образованное пылью с её поверхности[11][12].
Амальтея была обнаружена 9 сентября 1892 года Эдвардом Эмерсоном Барнардом. Она носит имя нимфы (или козы) Амалфеи из древнегреческой мифологии; также известна как Юпитер V[13]. Была заснята с близкого расстояния космическими аппаратами «Вояджер-1» и «Вояджер-2» (1979), а также «Галилео» (работавшим в системе Юпитера с 1995 по 2003 год).
Амальтею открыл Эдуард Эмерсон Барнард 9 сентября 1892 года в Ликской обсерватории (США) с помощью 91-сантиметрового рефрактора[14][15]. Она стала последним спутником, открытым в ходе визуальных наблюдений (а не методом фотографии), и первым спутником Юпитера, обнаруженным после открытия галилеевых спутников в 1610 году[16].
Барнард не считал нужным давать этому спутнику какое-либо имя[17][16]. Он называл его просто пятым спутником Юпитера[16][18] (JV, Jupiter V)[13]. В те времена номерами обозначали и галилеевы спутники — их имена, предложенные ещё в XVII веке, практически не использовали[19][17]. Но другие астрономы вскоре после открытия JV предложили для него много вариантов названия[19]. Так, Камиль Фламмарион в 1893 году предложил название «Амальтея» в честь козы (в более поздних вариантах мифа — нимфы) Амальтеи, вскормившей молоком младенца-Зевса (в римском пантеоне — Юпитера)[20]. Барнард же считал, что имя кормилицы Зевса не подходит такому маленькому объекту[19]. Кроме того, ещё в 1871 году оно было задействовано для одного из астероидов[21]. Тем не менее это имя постепенно вошло в употребление и в 1976 году было утверждено Международным астрономическим союзом на XVI Генеральной ассамблее[18][22].
С названием спутника связаны названия деталей его поверхности. Им дают имена персонажей мифа про Амальтею и упомянутых там географических объектов. По состоянию на 2014 год на этом спутнике наименованы два кратера и две факулы (яркие пятна)[23][24].
Радиус орбиты Амальтеи — всего 2,54 радиуса Юпитера (181 365,84 ± 0,02 км)[1]. Как и многие другие спутники, она всегда повёрнута к планете одной стороной (находится в приливном захвате)[8].
Эксцентриситет и наклонение орбиты Амальтеи — 0,003 и 0,374° соответственно[1] — невелики, но для близкого к планете спутника довольно большие. Вероятно, это результат былого орбитального резонанса Амальтеи с Ио. Со временем приливное воздействие Юпитера увеличило радиус орбиты Ио (почти не повлияв на орбиту маленькой Амальтеи), и резонанс исчез. Если это верно, то сейчас эксцентриситет и, в меньшей степени, наклонение орбиты Амальтеи медленно уменьшаются из-за приливного взаимодействия с планетой. Это относится и к следующему по расстоянию от Юпитера его спутнику — Фиве[25][11].
Орбитальный период Амальтеи — 11h 57m 23s — лишь немного больше юпитерианских суток (всего на 1/5), и поэтому спутник на небе Юпитера движется очень медленно. Время между его восходом и заходом составляет примерно 29 часов. С Юпитера (с уровня его облаков) Амальтея была бы видна как маленькое яркое пятно. Её диск имел бы размер всего 8 минут дуги (в 3–4 раза меньше Луны, наблюдаемой с Земли) и звёздную величину около −4,7m (примерно как Венера с Земли).
Юпитер же с поверхности Амальтеи выглядит огромным: 46,5 градусов в поперечнике[10], что в 93 раза больше Луны на земном небе. Поскольку Амальтея вращается синхронно, Юпитер на её небе неподвижен, а с одной стороны не виден никогда. Сутки на Амальтее вдвое короче земных, причём на обращённой к планете стороне каждый день наблюдается солнечное затмение — Солнце исчезает за Юпитером на полтора часа. Когда Амальтея проходит над дневной стороной Юпитера, он освещает её ночную сторону в 900 раз сильнее, чем полная Луна — Землю[26].
Амальтея имеет неправильную форму (250×146×128 км)[2], причём длинная ось всегда направлена на Юпитер, а короткая — перпендикулярно плоскости орбиты[8]. Спутник сильно кратерирован, причём размеры некоторых кратеров сравнимы с размерами самой Амальтеи. Например, крупнейший кратер Пан имеет диаметр около 90 км и глубину не менее 8 км[2] (возможно, и вдвое больше)[8]. Другой кратер — Гея — достигает 75 км в диаметре и не менее 10–20 км в глубину[8]. Даже самые большие кратеры Амальтеи имеют простую чашеобразную форму без центральной горки. Это следствие низкой силы тяжести на спутнике[2].
Плотность Амальтеи — всего 0,9±0,1 г/см3. Следовательно, она состоит в основном из водяного льда, причём, вероятно, рыхлого[4]. Возможно, когда-то метеоритные удары разбивали её на куски, которые потом вновь собирались под действием гравитации в неплотный ком («кучу щебня»)[27]. Но на то, чтобы сделать Амальтею круглой, её гравитации не хватило. Даже в её центре давление, согласно расчётам, ниже предела прочности льда — оно не достигает и 1 МПа (10 атмосфер)[4].
Поверхность Амальтеи, судя по деталям инфракрасного спектра (глубокая полоса поглощения на длине волны 3 мкм) содержит гидратированные минералы или органические соединения[28]. Другие спектральные особенности указывают на наличие серосодержащих веществ[29].
Состав Амальтеи даёт основания для некоторых выводов об её образовании. Во времена формирования спутников Юпитера температура в районе её орбиты, согласно расчётам, превышала 800°C, и, следовательно, там не мог появиться ледяной спутник. Вероятно, Амальтея сформировалась на более далёкой орбите или вообще за пределами системы Юпитера[4][28].
Амальтея излучает несколько больше тепла, чем получает от Солнца. Это результат её нагрева тепловым излучением Юпитера (≤9 K), отражённым от него солнечным светом (≤5 K) и бомбардировкой заряженными частицами (≤2 K)[9]. Эту особенность Амальтея разделяет с Ио, хотя и по совсем разным причинам.
Поверхность Амальтеи очень тёмная: она отражает в среднем 3,2±0,3 % света (альбедо Бонда), а её геометрическое альбедо равно 9,0±0,5 %[6]. Ведущая сторона спутника примерно на четверть ярче ведомой. Скорее всего, это результат бомбардировки микрометеоритами, которая более сильна на ведущей стороне[6] (согласно расчётам, эта бомбардировка разрушает поверхность со скоростью порядка 0,1 мкм в год или сотен метров за время существования Солнечной системы[30][28]). Спутник демонстрирует заметный оппозиционный эффект (рост яркости с приближением к противостоянию): при уменьшении фазового угла с 6,7° до 1,6° яркость Амальтеи увеличивается на 40 %[31].
Амальтея — один из самых красных объектов Солнечной системы. Её показатель цвета B−V равен 1,5±0,2m и, таким образом, по насыщенности красного цвета она, вероятно, опережает все планеты и крупные спутники. С ней сравнимы только Марс (1,36m), Титан (1,28m) и Ио (1,17m)[7][32][33]. Однако её опережают другой небольшой внутренний спутник Юпитера — Метида[2][11] — и некоторые участки поверхности Ио[8]. Происхождение такого цвета Амальтеи остаётся неясным. Есть версия, что он обусловлен оседанием на неё серы, выбрасываемой вулканами Ио (но этому противоречит сравнение Амальтеи с Метидой и Фивой: эти спутники тем краснее, чем дальше пролегает их орбита от орбиты Ио). Возможно, какой-то вклад в окраску Амальтеи вносит воздействие заряженных частиц, движущихся в магнитосфере Юпитера[6][11][34].
Амальтея близка по фотометрическим свойствам к другим внутренним спутникам Юпитера (по крайней мере, к хорошо исследованным — Фиве и Метиде). Среди них она самая яркая, но не выделяется ни цветом[2][11], ни отношением яркости ведущей и ведомой стороны[6], ни величиной оппозиционного эффекта[31] (последние два параметра у названных трёх спутников почти одинаковы). По сравнению с галилеевыми спутниками Амальтея, как и Фива с Метидой, очень тёмная и красная[32][3][11].
На Амальтее есть несколько светлых пятен менее красного цвета. Они расположены на склонах кратеров и на возвышенностях[2][8]. Их происхождение пока не выяснено. Вероятно, они образованы светлым веществом из глубин спутника, которое могло оказаться на поверхности благодаря метеоритным ударам или благодаря «сползанию» вещества поверхности с возвышенностей вниз[11][8]. На возвышенностях выброс материала в космическое пространство при ударах облегчён пониженной скоростью убегания[4]. Самое большое и яркое такое пятно находится внутри кратера Гея и на его краю; альбедо там повышено не менее чем в 2,3 раза[11][2]. Меньшее пятно расположено в кратере Пан[6], а три ещё меньших — около того конца Амальтеи, который направлен от Юпитера[4]. Два из последних получили названия (факула Ида и факула Ликт), а самые яркие остались безымянными[24].
Благодаря приливному влиянию Юпитера, центробежной силе, а также низкой плотности и сильной вытянутости Амальтеи, скорость убегания на некоторых её участках не превышает 1 м/с[11][4], и пыль, выбиваемая ударами микрометеоритов, легко покидает поверхность. Она распространяется вдоль орбиты Амальтеи и постепенно приближается к Юпитеру из-за эффекта Пойнтинга — Робертсона. Эта пыль образует одно из колец Юпитера — паутинное кольцо Амальтеи (англ. Amalthea gossamer ring)[11][12]. Оно простирается от орбиты Амальтеи внутрь, где прослеживается до главного кольца Юпитера; концентрация частиц в нём растёт с приближением к планете. Полутолщина кольца примерно равна максимальному отклонению Амальтеи от плоскости экватора Юпитера (1188±6 км). В средней плоскости кольца частиц меньше, чем выше и ниже. Это кольцо вложено в аналогичное (но более широкое, толстое и разреженное) кольцо Фивы[1][30][35][12][11].
«Галилео», пролетая мимо Амальтеи 5 ноября 2002 года, зафиксировал своим звёздным сканером 7–9 неизвестных объектов к югу от неё. Скорее всего, это мелкие спутники Юпитера (частицы кольца), возможно, выброшенные с Амальтеи при метеоритных ударах. Расстояние до них определить не удалось. Неизвестным остался и их размер, но некоторые соображения указывают на то, что он лежит в пределах от полуметра до нескольких десятков километров[36] (позже удалось установить, что в районе орбиты Амальтеи нет тел размером >1 км[37]). На следующем витке орбиты (21 сентября 2003, за час до своего уничтожения) «Галилео» обнаружил около орбиты Амальтеи ещё один подобный объект. В тот раз Амальтея была по другую сторону Юпитера, что указывает на то, что эти микроспутники образуют кольцо вблизи её орбиты[36][38][39][40].
Первые снимки, на которых видно детали поверхности Амальтеи, сделал космический аппарат «Вояджер-1» в марте 1979 года. Через 4 месяца систему Юпитера посетил «Вояджер-2»[2][41][42][43]. Первый зонд заснял спутник с разных сторон, а второй — лишь сторону, обращённую от Юпитера, причём на его фоне. Разрешение лучших снимков Амальтеи, сделанных этими аппаратами, составляет 8 и 10 км на пару линий соответственно[41][8][44]. Они также получили инфракрасный спектр (по которому была рассчитана температура поверхности) и некоторые данные о видимом спектре[9].
Спустя 17 лет Амальтею начал исследовать «Галилео». Первый её снимок он сделал 7 сентября 1996 года[45], а самый детальный (2,4 км/пиксель)[11] — 4 января 2000. В последний раз «Галилео» пролетел мимо Амальтеи 5 ноября 2002 на расстоянии 244 километра от её центра, и измерение отклонений в движении аппарата позволило вычислить её массу[4]. Сделать фотографии при этом не удалось (камеры «Галилео» были выключены из-за повреждения радиацией ещё в январе), но звёздный сканер зафиксировал вблизи орбиты Амальтеи несколько объектов неизвестного размера (вероятно, частиц кольца). Ещё один подобный объект был обнаружен 21 сентября 2003, за час до сгорания «Галилео» в атмосфере Юпитера[36][39]. Кроме того, при этих пролётах аппарат регистрировал специальным детектором удары микроскопических частиц кольца и передавал данные об их массе, скорости и направлении движения[46][11].
В 2000—2001 Амальтею на своём пути к Сатурну наблюдал «Кассини», что позволило уточнить её орбиту[1]. В 2006 орбита Амальтеи была уточнена по данным аппарата «Новые горизонты»[47].
Даже после полётов этих аппаратов сохраняют своё значение наблюдения Амальтеи с Земли и земной орбиты: на крупных телескопах продолжаются её астрометрические, фотометрические и спектрометрические исследования. Так, в 2002–2003 году на 8,2-метровом телескопе «Субару» был получен её спектр в диапазоне 800–4200 нм[28], а в 1996 году на 2,4-метровом орбитальном телескопе «Хаббл» — в диапазоне 250–800 нм[29]. Эти наблюдения позволили сделать некоторые выводы о составе поверхности Амальтеи[28][29]. Каждые 6 лет происходят взаимные покрытия спутников Юпитера, и их наблюдения позволяют получить очень точные данные о положениях этих спутников, а также некоторые данные об их поверхности[48]. В частности, в 2009 году на двух двухметровых телескопах Фолкса проводились наблюдения покрытий Амальтеи галилеевыми спутниками[49].
Амальтея фигурирует в повести братьев Стругацких «Путь на Амальтею», в рассказе «Юпитер Пять» Артура Кларка и в романе «Лаки Старр и спутники Юпитера» Айзека Азимова.
|month=
(справка)|month=
(справка)|month=
(справка)|month=
(справка)|month=
(справка)|month=
(справка)|month=
(справка)Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".
Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.
Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .