books main episode

الشكل والهيكل

الحلقة الرئيسية الضيقة والرفيعة نسبيًا هي ألمع جزء في نظام المشتري الحلقي، وتقع حافتها الخارجية على مسافة 129000 كيلومتر تقريبًا حيث تتزامن مع مدار أصغر قمر صناعي داخلي -أدراستيا- وتقع حافتها الداخلية على مسافة 122500 كيلومتر؛ نتيجة لذلك فإن عرض الحلقة الرئيسية حوالي 6500 كيلومتر.

في الضوء المتناثر إلى الأمام يبدأ سطوع الحلقة الرئيسية بالانخفاض بشكل حاد عند 128600 كيلومتر، ويصل إلى مستوى إضاءة الخلفية عند 129300 كيلومتر. تستمر زيادة السطوع في اتجاه المشتري ويبلغ الحد الأقصى بالقرب من مركز الحلقة عند 126000 كيلومتر بالرغم من وجود فجوة واضحة بالقرب من مدار قمر ميتيس عند 128000 كيلومتر. على عكس ذلك يبدو أن الحدود الداخلية للحلقة الرئيسية تتلاشى ببطء من 124000 إلى 120000 كيلومتر لتندمج في حلقة الهالة.

يُحدَدْ مدار القمر بفجوة موجودة في الحلقة ولذا فهناك حليقة رفيعة خارج مداره، وتوجد حليقة صغيرة أخرى داخل مدار أدراستيا تتبعها فجوة مجهولة المصدر على بعد 128500 كيلومتر. عُثر على الحلقة الثالثة نحو الداخل للفجوة المركزية خارج مدار قمر ميتيس.

اكتُشفت البيئة الدقيقة للحلقة الرئيسية من المركبة الفضائية غاليليو وهي مرئية بوضوح في صور عُثر عليها من نيوهورايزونز في فبراير ومارس 2007.

توزيع حجم الأطياف والجسيمات

أظهرت أطياف الحلقة الرئيسية التي تم الحصول عليها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي، ومرصد كيك، ومسبار غاليليو الفضائي، وكاسيني أن الجسيمات التي تشكلها لونها أحمر أي أن الوضاءة تكون أعلى عند الأطوال الموجية الأكثر طولًا، وتمتد الأطياف الموجودة في النطاق من 0.5 إلى 2.5 ميكرومتر. لم يتم العثور على خصائص طيفية حتى الآن والتي يمكن أن تعزى إلى مركبات كيميائية معينة على الرغم من أن ملاحظات كاسيني أسفرت عن أدلة على نطاقات الامتصاص القريبة من 0.8و 2.2 ميكرومتر؛ كما تتشابه أطياف الحلقة الرئيسية مع أدريستيا وأملثيا.

يمكن تفسير خصائص الحلقة الرئيسية بالفرضية القائلة بأنها تحتوي على كميات كبيرة من الغبار بأحجام جزيئات 0.1 - 10 ميكرومتر، وهذا يفسر تشتت الضوء للأمام بشكل أقوى مقارنة بالانتثار الخلفي؛ ومع ذلك فهناك هيئات أكبر لشرح الانتثار الخلفي القوي والبنية الدقيقة في الجزء الخارجي المضيء للحلقة الرئيسية.

تحليل الطور المتوفر وبيانات الطيف يؤدي إلى الستنتاج أن توزيع حجم الجزيئات الصغيرة في الحلقة الرئيسية يخضع لقانون الطاقة.

• حيث n(r) dr عبارة عن عدد من الجسيمات ذات نص القطر بين r و r + dr • هو معامل متغير تم اختياره لمطابقة إجمالي تدفق الضوء المعروف من الحلقة. • معامل التغير q هو 0.2 ± 2.0 للجسميات عندما r > 15 ± 0.3 ميكرومتر • q هو 5 ± 1 عندما r < 15 ±0.3.

قانون الطاقة يسمح بتقدير العمق الضوئي للحلقة الرئيسية : للأجسام الكبيرة، و للغبار.هذا العمق الضوئي يعني أن إجمالي المقطع العرضي لجميع الجسيمات داخل الحلقة حوالي 5000 كيلومتر مربع.

تقدر كتلة إجمالي الغبار بحوالي 10⁷−10⁹ كجم، وكتلة الأجسام -باسثناء ميتيس وأدراستيا- هي 10¹¹−10¹⁶ كجم. هذا الكتل يمكن مقارنتها بكتل أدراستيا 10¹¹−10¹⁶ كجم، وأملثيا 2x 10¹⁸ كجم، وقمر الأرض 7.4x 10²² كجم

إن وجود مجموعتين من الجسيمات في الحلقة الرئيسية يفسر سبب اعتمادها على العرض الهندسي، حيث الغبار ينثر الضوء بشكل أفضل في الاتجاه الأمامي ويشكل حلقة متجانسة وسميكة نسبيًا يحدها مدار أدراستيا، والجسيمات الكبيرة التي تتناثر في الاتجاه الخلفي تنحصر في عدد من الحليقات بين مداري ميتيديان وأدراستيا.

العمر والنشأة

يتم إزالة الغبار باستمرار من الحلقة الرئيسية عن طريق مزيج من قوة سحب بوينتنج وروبرتسون، والقوى الكهرومغناطيسية لكوكب المشتري. عمر جزيئات الغبار في الحلقة تتراوح من 100 إلى 1000 سنة لذلك يجب تجديد الغبار باستمرار في التصادمات بين أجسام كبيرة بأحجام تتراوح من 1 سنتيمتر إلى 0.5 كيلومتر، وبين نفس الأجسام الكبيرة والجسيمات عالية السرعة القادمة من خارج نظام المشتري. عمر الحلقة الرئيسية غير معروفة حاليًا ولكنه قد يكون آخر مجموعة متبقية من الأجسام الصغيرة القريبة من المشتري.

التموج الرأسي

تُظهر الصور المأخوذة من مسبار الفضاء نيوهورايزونز وغاليليو وجود مجموعتين من التموج الرأسي في الحلقة الرئيسية.