Амальтея (спутник)

Материал из testwiki
Перейти к навигации Перейти к поиску

Шаблон:Другие значения Шаблон:Карточка планеты

Амальтея (Шаблон:Lang-lat, Шаблон:Lang-grc) — один из внутренних спутников Юпитера. Пятый по размеру (уступает только галилеевым), шестой по массе 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[1]. Она находится так близко к Юпитеру, что он выглядит с неё как огромный диск диаметром 46 градусов[2]. Внутри её орбиты заключено «паутинное кольцо Амальтеи», образованное пылью с её поверхности[3][4].

Амальтея была обнаружена 9 сентября 1892 года Эдвардом Эмерсоном Барнардом. Она носит имя нимфы (или козы) Амалфеи из древнегреческой мифологии; также известна как Шаблон:S[5]. 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).

Открытие и название

Амальтею открыл Эдуард Эмерсон Барнард 9 сентября 1892 года в Ликской обсерватории (США) с помощью 91-сантиметрового рефрактора[6][7]. 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[8].

Барнард не считал нужным давать этому спутнику какое-либо имя[9][8]. Он называл его просто пятым спутником Юпитера[8][10] (JV, Jupiter V)[5]. В те времена номерами обозначали и галилеевы спутники — их имена, предложенные ещё в XVII веке, практически не использовали[11][9]. Но другие астрономы вскоре после открытия JV предложили для него много вариантов названия[11]. 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)[12]. Барнард же считал, что имя кормилицы Зевса не подходит такому маленькому объекту[11]. Кроме того, ещё в 1871 году оно было задействовано для одного из астероидов[13]. Тем не менее это имя постепенно вошло в употребление и в 1976 году было утверждено Международным астрономическим союзом на XVI Генеральной Шаблон:S

С названием спутника связаны названия деталей его поверхности. Им дают имена персонажей мифа про Амальтею и упомянутых там географических объектов. По состоянию на 2023 год на этом спутнике наименованы два кратера и две факулы (яркие пятна)[14][15].

Орбита и вращение

Радиус орбиты Амальтеи — всего 2,54 радиуса Юпитера (Шаблон:S)[16]. Как и многие другие спутники, она всегда повёрнута к планете одной стороной (находится в приливном захвате)[17].

Эксцентриситет и наклонение орбиты Амальтеи — 0,003 и 0,374° Шаблон:S 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[18][3].

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 Шаблон:S 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[2], 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[19].

Физические характеристики

Фото с борта «Галилео» (1999). На каждом снимке слева — конец, направленный от Юпитера, справа — ведущая сторона[3]; яркие пятна — факула Ида (верхнее) и факула Ликт (нижнее)
Ведущая сторона Амальтеи (Юпитер справа, север сверху). Кратер Пан виден на правом верхнем краю, Гея (с яркими склонами) — на нижнем. Цветное фото «Вояджера-1» (1979)
Сторона Амальтеи, противоположная Юпитеру; справа видны факулы Ида (выше) и Ликт (ниже). Снимок «Вояджера-1» (1979)
Снимок «Галилео» (2000). Самое детальное фото Амальтеи[3] по состоянию на 2023 год. Сторона, противоположная Юпитеру. Факулы Ида и Ликт — слева, на терминаторе; снизу — яркое пятно на краю кратера Гея

Амальтея имеет неправильную форму (250×146×128 км)[20], причём длинная ось всегда направлена на Юпитер, а короткая — перпендикулярно плоскости орбиты[17]. 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[20] (возможно, и вдвое больше)[17]. Другой кратер — Гея — достигает 75 км в диаметре и не менее Шаблон:S в глубину[17]. Даже самые большие кратеры Амальтеи имеют простую чашеобразную форму без центральной горки. Это следствие низкой силы тяжести на спутнике[20].

Плотность Амальтеи — всего Шаблон:S. Следовательно, она состоит в основном из водяного льда, причём, вероятно, рыхлого[1]. Возможно, когда-то метеоритные удары разбивали её на куски, которые потом вновь собирались под действием гравитации в неплотный ком («кучу щебня»)[21]. 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)[1].

Поверхность Амальтеи, судя по деталям инфракрасного спектра (глубокая полоса поглощения на длине волны 3 мкм) содержит гидратированные минералы или органические соединения[22]. Другие спектральные особенности указывают на наличие серосодержащих веществ[23].

Состав Амальтеи даёт основания для некоторых выводов о её образовании. Во времена формирования спутников Юпитера температура в районе её орбиты, согласно расчётам, превышала Шаблон:S, и, следовательно, там не мог появиться ледяной спутник. Вероятно, Амальтея сформировалась на более далёкой орбите или вообще за пределами системы Юпитера[1][22].

Амальтея излучает несколько больше тепла, чем получает от Солнца. Это результат её нагрева тепловым излучением Юпитера Шаблон:S, отражённым от него солнечным светом Шаблон:S и бомбардировкой заряженными частицами Шаблон:S[24]. Эту особенность Амальтея разделяет с Ио, хотя и по совсем разным причинам.

Окраска

Поверхность Амальтеи очень тёмная: она отражает в среднем Шаблон:S света (альбедо Бонда), а её геометрическое альбедо равно Шаблон:S Ведущая сторона спутника примерно на четверть ярче ведомой. Скорее всего, это результат бомбардировки микрометеоритами, которая более сильна на ведущей стороне[25] (согласно расчётам, эта бомбардировка разрушает поверхность со скоростью порядка 0,1 мкм в год или сотен метров за время существования Солнечной системы[26][22]). 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 Шаблон:S.

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)[27][28][29]. Однако её опережают другой небольшой внутренний спутник Юпитера — Метида[20][3] — и некоторые участки поверхности Ио[17]. 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[25][3][30].

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[20][3], ни отношением яркости ведущей и ведомой стороны[25], 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[28][32][3].

На Амальтее есть несколько светлых пятен менее красного цвета. Они расположены на склонах кратеров и на возвышенностях[20][17]. 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[3][17]. На возвышенностях выброс материала в космическое пространство при ударах облегчён пониженной скоростью убегания[1]. Самое большое и яркое такое пятно находится внутри кратера Гея и на его краю; альбедо там повышено не менее чем в 2,3 раза[3][20]. Меньшее пятно расположено в кратере Пан[25], а три ещё меньших — около того конца Амальтеи, который направлен от Юпитера[1]. Два из последних получили названия (факула Ида и факула Ликт), а самые яркие остались безымянными[15].

Шаблон:See also

Взаимодействие с кольцами Юпитера

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[3][1], 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 (Шаблон:Lang-en)[3][4]. 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 Шаблон:S

«Галилео», пролетая мимо Амальтеи Шаблон:S 2002 года, зафиксировал своим Шаблон:Comment Шаблон:S 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[33] (позже удалось установить, что в районе орбиты Амальтеи нет тел размером Шаблон:S[34]). На следующем витке орбиты (Шаблон:S 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[33][35][36][37].

Исследования

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»[20][38][39][40]. 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 Шаблон:Comment соответственно[38][17][41]. Они также получили инфракрасный спектр (по которому была рассчитана температура поверхности) и некоторые данные о видимом спектре[24].

Спустя 17 лет Амальтею начал исследовать «Галилео». Первый её снимок он сделал Шаблон:S Шаблон:S[42], а самый детальный (Шаблон:S)[3] — Шаблон:S 2000. В последний раз «Галилео» пролетел мимо Амальтеи Шаблон:S 2002 на расстоянии 244 километра от её центра, и измерение отклонений в движении аппарата позволило вычислить её массу[1]. 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 Шаблон:S 2003, за час до сгорания «Галилео» в атмосфере Юпитера[33][36]. Кроме того, при этих пролётах аппарат регистрировал специальным детектором удары микроскопических частиц кольца и передавал данные об их массе, скорости и направлении движения[43][3].

В 2000—2001 Амальтею на своём пути к Сатурну наблюдал «Кассини», что позволило уточнить её орбиту[16]. В 2006 орбита Амальтеи была уточнена по данным аппарата «Новые горизонты»[44].

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 Шаблон:S году на 8,2-метровом телескопе «Субару» был получен её спектр в диапазоне Шаблон:S[22], а в 1996 году на 2,4-метровом орбитальном телескопе «Хаббл» — в диапазоне Шаблон:S[23]. Эти наблюдения позволили сделать некоторые выводы о составе поверхности Амальтеи[22][23]. 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[45]. В частности, в 2009 году на двух двухметровых телескопах Фолкса проводились наблюдения покрытий Амальтеи галилеевыми спутниками[46].

Амальтея в культуре

Амальтея фигурирует в повести братьев Стругацких «Путь на Амальтею», в рассказе «Юпитер Пять» Артура Кларка и в романе «Шаблон:Iw» Айзека Азимова.

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:ВС Шаблон:Спутники Юпитера Шаблон:Спутники в Солнечной системе Шаблон:Солнечная система

  1. ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Anderson_2005 не указан текст
  2. ↑ 2,0 2,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок note_ang_diam не указан текст
  3. ↑ 3,00 3,01 3,02 3,03 3,04 3,05 3,06 3,07 3,08 3,09 3,10 3,11 3,12 3,13 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Burns_2004 не указан текст
  4. ↑ 4,0 4,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок SAI_rings не указан текст
  5. ↑ 5,0 5,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок gazetteer_names не указан текст
  6. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Barnard_1892 не указан текст
  7. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Wesemael_2011 не указан текст
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Bakich_2000 не указан текст
  9. ↑ 9,0 9,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Barnard_1894 не указан текст
  10. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Blunck_2010 не указан текст
  11. ↑ 11,0 11,1 11,2 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Barnard_1893 не указан текст
  12. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Flammarion_1893 не указан текст
  13. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок DMPN_2012 не указан текст
  14. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок gazetteer_categories не указан текст
  15. ↑ 15,0 15,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок gazetteer_Amalthea не указан текст
  16. ↑ 16,0 16,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Cooper_2006 не указан текст
  17. ↑ 17,0 17,1 17,2 17,3 17,4 17,5 17,6 17,7 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Ververka_1981 не указан текст
  18. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Proctor_2001 не указан текст
  19. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Moore_2011 не указан текст
  20. ↑ 20,0 20,1 20,2 20,3 20,4 20,5 20,6 20,7 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Thomas_1998 не указан текст
  21. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Hecht_2005 не указан текст
  22. ↑ 22,0 22,1 22,2 22,3 22,4 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Takato_2004 не указан текст
  23. ↑ 23,0 23,1 23,2 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Wells_1996 не указан текст
  24. ↑ 24,0 24,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Simonelli_1983 не указан текст
  25. ↑ 25,0 25,1 25,2 25,3 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Simonelli_2000 не указан текст
  26. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Burns_1999 не указан текст
  27. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Millis_1978 не указан текст
  28. ↑ 28,0 28,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Allens_AQ_2000 не указан текст
  29. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок New_Scientist_1978 не указан текст
  30. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Gradie_1980 не указан текст
  31. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Kulyk_2004 не указан текст
  32. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок ssd_jpl_nasa не указан текст
  33. ↑ 33,0 33,1 33,2 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Fieseler_2004 не указан текст
  34. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Showalter_2007 не указан текст
  35. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок IAU_2003 не указан текст
  36. ↑ 36,0 36,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Lakdawalla_2013 не указан текст
  37. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок JPL_2003 не указан текст
  38. ↑ 38,0 38,1 Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Smith_1979 не указан текст
  39. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Muller_Amalthea не указан текст
  40. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок NASA_PDS не указан текст
  41. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Stooke_1992 не указан текст
  42. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок photojournal_PIA01072 не указан текст
  43. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Hamilton_2008 не указан текст
  44. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Boronenko_2012 не указан текст
  45. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Vachier_2002 не указан текст
  46. ↑ Ошибка цитирования Неверный тег <ref>; для сносок Christou_2010 не указан текст
Источник — https://ru.wiki.beta.math.wmflabs.org/w/index.php?title=Амальтея_(спутник)&oldid=1824