Δακτύλιοι του Ποσειδώνα

Ένα σχέδιο των δακτυλίων και των δορυφόρων του συστήματος του Ποσειδώνα. Οι γραμμές δηλώνουν δακτυλίους ενώ οι διακεκομμένες γραμμές δηλώνουν τροχιές δορυφόρων.
Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα από το Βόγιατζερ 2
Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα από το Βόγιατζερ 2

Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα αποτελούνται κυρίως από πέντε κύριους δακτυλίους, οι οποίοι ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά (ως «τόξα»), από τους Πατρίς Μπουσέ, Ράινχολντ Χόφνερ και Ζαν Μανφρουά του Αστεροσκοπείου La Silla (ESO) της Χιλής το 1984, κατά τη διάρκεια ενός προγράμματος παρατηρήσεων που προτάθηκε από τους Αντρέ Μπράχιτς και Μπρυνό Σικαρντύ του Αστεροσκοπείου του Παρισιού, και τους Φ. Βίλας και Λ.-Ρ. Έλισερ του Διαμερικανικού Αστεροσκοπείου του Σέρο Τολόλο με επικεφαλής τον Γουίλιαμ Χάμπαρντ[1][2]. Απεικονίστηκαν τελικά το 1989 από το διαστημικό σκάφος Βόγιατζερ 2[3]. Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα είναι αρκετά αραιοί, λεπτοί και αμυδροί, μοιάζουν περισσότερο με τους δακτυλίους του Δία. Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα πήραν τα ονόματα τους από αστρονόμους που συνέβαλαν σημαντικό έργο στον πλανήτη όπως: Γκάλε, Λεβεριέ, Λάσελ, Αραγκό, και Άνταμς. Ο Ποσειδώνας έχει επίσης έναν ανώνυμο αμυδρό δακτύλιο που συμπίπτει με την τροχιά του δορυφόρου Γαλάτεια. Τρεις ακόμη δορυφόροι έχουν τροχιές μεταξύ των δακτυλίων: η Ναϊάδα, η Θάλασσα και η Δέσποινα.

Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα αποτελούνται από εξαιρετικά σκοτεινή ύλη, πιθανώς οργανικές ενώσεις οι οποίες έχουν επεξεργαστεί από ακτινοβολία, παρόμοια με αυτή που βρέθηκε μέσα στους δακτυλίους του Ουρανού. Το ποσοστό της σκόνης στους δακτυλίους είναι υψηλό (κυμαίνεται μεταξύ 20% και 70%), ενώ το οπτικό τους βάθος είναι χαμηλό έως μέτριο, σε λιγότερο από 0,1 [4]. Ο δακτύλιος Άνταμς περιλαμβάνει πέντε διαφορετικά τόξα, που ονομάζονται Αδελφότητα, Ισότητα 1 και 2, Ελευθερία και Θάρρος. Τα τόξα καταλαμβάνουν ένα στενό φάσμα των τροχιακών μηκών και είναι αξιοσημείωτα σταθερά, έχοντας αλλάξει ελάχιστα από την αρχική ανίχνευση τους το 1980. Πώς σταθεροποιούνται τα τόξα είναι ακόμα υπό συζήτηση. Ωστόσο, η σταθερότητά τους είναι πιθανόν να σχετίζεται με την αλληλεπίδραση συντονισμού μεταξύ του δακτυλίου Άνταμς και του εσωτερικού δορυφόρου-βοσκού Γαλάτεια [5]

Ανακάλυψη και παρατηρήσεις

Η πρώτη αναφορά για δακτυλίους γύρω από τον Ποσειδώνα χρονολογείται από το 1846, όταν ο Ουίλιαμ Λάσελ, ο οποίος ανακάλυψε το μεγαλύτερο δορυφόρο του Ποσειδώνα τον Τρίτωνα, νόμισε ότι είχε δει ένα δακτύλιο γύρω από τον πλανήτη. Ωστόσο, ο ισχυρισμός του δεν επιβεβαιώθηκε και θεωρήθηκε ότι ήταν ένα παρατηρητικό λάθος. Η πρώτη αξιόπιστη παρατήρηση ενός δακτυλίου έγινε το 1968 με τη βοήθεια μιας αστρικής απόκρυψης, αν και αυτή θα περάσει απαρατήρητη μέχρι το 1977 όπου ανακαλύφθηκαν οι δακτύλιοι του Ουρανού. Σύντομα μετά την ανακάλυψη των δακτυλίων του Ουρανού, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο Βιλανόβα με επικεφαλής τον Harold J. Reitsema άρχισε να ψάχνει για δακτυλίους γύρω από τον Ποσειδώνα. Στις 24 Μαΐου του 1981, εντόπισαν μια αλλαγή στη φωτεινότητα ενός άστρου κατά τη διάρκεια μιας απόκρυψης. Ωστόσο, η αλλαγή στη φωτεινότητα του αστεριού δεν ήταν ένδειξη ενός δακτυλίου. Αργότερα, κατά τη διάρκεια προσέγγισης του Βόγιατζερ, διαπιστώθηκε ότι η απόκρυψη ήταν λόγω του μικρού δορυφόρου της Λάρισσας, ένα ιδιαίτερα ασυνήθιστο γεγονός.

Μία απόκρυψη στις 12 Σεπτεμβρίου του 1983 είχε ως αποτέλεσμα την πιθανή ανίχνευση ενός δακτυλίου. Ωστόσο, τα επίγεια αποτελέσματα ήταν ασαφή. Κατά τα επόμενα έξι χρόνια, παρατηρήθηκαν περίπου 50 ακόμη αποκρύψεις με μόνο περίπου το ένα τρίτο από αυτές να αποδώσουν θετικά αποτελέσματα[6]. Το διαστημικό σκάφος Βόγιατζερ 2 έκανε την οριστική ανακάλυψη των δακτυλίων του Ποσειδώνα κατά την προσέγγιση του Ποσειδώνα το 1989, προσεγγίζοντας τον πλανήτη σε απόσταση 4.950 χιλιομέτρων πάνω από την ατμόσφαιρα του πλανήτη στις 25 Αυγούστου. Έτσι επιβεβαίωσε ότι οι αποκρύψεις που είχαν παρατηρηθεί είχαν πράγματι προκληθεί από τα τόξα εντός του δακτυλίου Άνταμς[7].

Εκτός από το Βόγιατζερ, οι φωτεινότεροι δακτύλιοι (Άνταμς και Λεβεριέ) έχουν απεικονιστεί από το διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ αλλά και από επίγεια τηλεσκόπια, λόγω στις προόδους στην ανάλυση και την ισχύ της συγκέντρωσης του φωτός[8]. Είναι ορατά, ελαφρώς πάνω από το υπόβαθρο των επιπέδων θορύβου, σε μήκη κύματος που απορροφούν το μεθάνιο στα οποία η έντονη φωτεινότητα από τον Ποσειδώνα είναι σημαντικά μειωμένη. Οι πιο αμυδροί δακτύλιοι είναι ακόμη πολύ κάτω από το όριο της ορατότητας.

Γενικά

Ο Ποσειδώνας διαθέτει πέντε διακριτούς δακτυλίους, οι οποίοι κατά σειρά απόστασης από τον πλανήτη, είναι ο Γκάλε, ο Λεβεριέ, ο Λάσελ, ο Αραγκό και ο Άνταμς[3]. Εκτός από αυτούς τους σαφώς καθορισμένους δακτυλίους, ο Ποσειδώνας μπορεί να έχει επίσης ένα πέπλο από υλικά που εκτείνεται προς τα μέσα, από το δακτύλιο Λεβεριέ έως το δακτύλιο Γκάλε, και ενδεχομένως, μακρύτερα προς τον πλανήτη[5]. Τρεις από τους δακτυλίους του Ποσειδώνα είναι στενοί, με πλάτος περίπου 100 χλμ. ή λιγότερο,[4] σε αντίθεση, οι δακτύλιοι Γκάλε και Λάσελ είναι ευρύτεροι με τα πλάτη τους να είναι μεταξύ 2.000 και 5.000 χιλιόμετρα. Ο δακτύλιος Άνταμς αποτελείται από πέντε φωτεινά τόξα ενσωματωμένα σε ένα πιο αμυδρό συνεχή δακτύλιο. Προχωρώντας προς τα αριστερά, τα τόξα είναι: η Αδελφότητα, η Ισότητα 1 και 2, η Ελευθερία και το Θάρρος.[5][9] Τα τρία πρώτα ονόματα προέρχονται από το σύνθημα της Γαλλικής Επανάστασης και της Γαλλικής Δημοκρατίας «Ελευθερία, Ισότητα, Αδελφοσύνη». Τέσσερις μικροί δορυφόροι έχουν τροχιές στο εσωτερικό του συστήματος των δακτυλίων. Η Ναϊάδα και η Θάλασσα έχουν τροχιές στο χάσμα μεταξύ των δακτυλίων Γκάλε και Λεβεριέ, ενώ η Δέσποινα είναι μόλις στο εσωτερικό του δακτυλίου Λεβεριέ και η Γαλάτεια βρίσκεται ελαφρώς προς τα μέσα του δακτυλίου Άνταμς,[3].

Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα περιέχουν μια μεγάλη ποσότητα, μεγέθους μικρόμετρου, σκόνης. Το ποσοστό σκόνης κυμαίνεται μεταξύ 20% και 70% [5]. Από την άποψη αυτή οι δακτύλιοι είναι παρόμοιοι με τους δακτυλίους του Δία, στους οποίους το ποσοστό σκόνης κυμαίνεται μεταξύ 50% με 100%, και είναι πολύ διαφορετικοί από τους δακτυλίους του Κρόνου και του Ουρανού, οι οποίοι περιέχουν λίγη σκόνη (λιγότερο από 0,1%) [3][5]. Τα σωματίδια στους δακτυλίους του Ποσειδώνα είναι από σκούρο υλικό, πιθανώς ένα μείγμα πάγου με οργανικές ενώσεις οι οποίες έχουν επεξεργαστεί από ακτινοβολία [3]. Οι δακτύλιοι έχουν κοκκινωπό χρώμα, ενώ η γεωμετρική (0,05) και η Bond (0,01-0,02) λευκαύγειά τους είναι παρόμοια με εκείνη των σωματιδίων των δακτυλίων του Ουρανού και των εσωτερικών δορυφόρων του Ποσειδώνα. Οι δακτύλιοι είναι γενικά οπτικά λεπτοί (διαφανείς), ενώ το φυσιολογικό οπτικό βάθος τους δεν υπερβαίνει το 0,1. Γενικά, οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα μοιάζουν με αυτούς του Δία, οι οποίοι είναι αμυδροί, στενοί και με πολύ σκόνη.

Οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα, όπως εκείνοι του Ουρανού, πιστεύεται ότι είναι σχετικά νέοι, η ηλικία τους είναι πιθανώς σημαντικά μικρότερη από εκείνη του Ηλιακού συστήματος. Επίσης, όπως οι δακτύλιοι του Ουρανού, έτσι και του Ποσειδώνα πιθανότατα προήλθαν από την πρόσκρουση και τον κατακερματισμό παλιών εσωτερικών δορυφόρων.[5] Τέτοια γεγονότα δημιουργούν ζώνες μικρών δορυφόρων, οι οποίες ενεργούν ως πηγές της σκόνης για τους δακτυλίους. Από αυτή την άποψη οι δακτύλιοι του Ποσειδώνα είναι παρόμοιοι με τις εξασθενημένες σκονισμένες ζώνες που παρατηρήθηκαν από το Βόγιατζερ 2 μεταξύ των κύριων δακτυλίων του Ουρανού.

Δακτύλιοι

Όνομα δακτυλίου Ακτίνα (km)[3] Πλάτος (km) Ισοδύναμο βάθος (km) Οπτικό βάθος Ποσοστό σκόνης,%[10] Σημειώσεις
Γκάλε (N42) 40.900–42.900 2.000 0,15 ~ 10−4 40–70 Ευρύς αμυδρός δακτύλιος
Λεβεριέ (N53) 53.200 ± 20 113[4] 0,7 ± 0,2[4] 6,2 ± 1,5[4] 40–70 Στενός δακτύλιος
Λάσελ 53.200–57.200 4.000 0,4 ~ 10−4 20–40 Ο δακτύλιος Λάσελ είναι ένα αμυδρό πέπλο υλικών που εκτείνεται από τον δακτύλιο Λεβεριέ μέχρι το δακτύλιο Αραγκό.
Αραγκό 57.200 <100 ? ? ?
Άνταμς (N63) 62.932 ± 2 15–50[4] 0,4

1.25–2.15[4] (in arcs)

0,011 ± 0,003[4]

0.03–0.09 (in arcs)

20–40

40–70 (in arcs)

Πέντε φωτεινά τόξα


Παραπομπές

  1. ↑ Hubbard, W.B.; Brahic, A.; Bouchet, P.; Elicer, L.-R.; Haefner, R.; Manfroid, J.; Roques, F.; Sicardy, B. και άλλοι. (1985). «Occultation Detection of a Neptune Ring Segment». Press Abstracts from the Sixteenth Lunar and Planetary Science Conference, held March 11–15, 1985, in Houston, TX. LPI Contribution 559, published by the Lunar and Planetary Institute, 3303 Nasa Road 1, Houston, TX 77058, 1985, p.35. Bibcode: 1985LPICo.559...35H. 
  2. ↑ Manfroid, J.; Haefner, R.; Bouchet, P. (1986). «New evidence for a ring around Neptune». Astronomy and Astrophysics 157 (1): L3. Bibcode: 1986A&A...157L...3M. 
  3. ↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 3,5 Miner, Ellis D., Wessen, Randii R., Cuzzi, Jeffrey N. (2007). «The discovery of the Neptune ring system». Planetary Ring Systems. Springer Praxis Books. ISBN 978-0-387-34177-4. CS1 maint: Πολλαπλές ονομασίες: authors list (link)
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 Horn, Linda J.; Hui, John; Lane, Arthur L. (1990). «Observations of Neptunian rings by Voyager photopolarimeter experiment». Geophysics Research Letters 17 (10): 1745–1748. doi:10.1029/GL017i010p01745. Bibcode: 1990GeoRL..17.1745H. 
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 5,4 5,5 Burns, J.A.; Hamilton, D.P.; Showalter, M.R. (2001). «Dusty Rings and Circumplanetary Dust: Observations and Simple Physics». Στο: Grun, E.; Gustafson, B. A. S.; Dermott, S. T.; Fechtig H., επιμ (pdf). Interplanetary Dust. Berlin: Springer, σσ. 641–725. http://www.astro.umd.edu/~hamilton/research/preprints/BurHamSho01.pdf. 
  6. ↑ Sicardy, B.; Roques, F.; Brahic, A. (1991). «Neptune's Rings, 1983–1989 Ground-Based Stellar Occultation Observations». Icarus 89 (2): 220. doi:10.1016/0019-1035(91)90175-S. Bibcode: 1991Icar...89..220S. 
  7. ↑ Nicholson, P.D.; Cooke, Maren L. και άλλοι. (1990). «Five Stellar Occultations by Neptune: Further Observations of Ring Arcs». Icarus 87 (1): 1. doi:10.1016/0019-1035(90)90020-A. Bibcode: 1990Icar...87....1N. 
  8. ↑ Dumas, Cristophe; Terrile, Richard J. και άλλοι. (1999). «Stability of Neptune's ring arcs in question» (pdf). Nature 400 (6746): 733–735. doi:10.1038/23414. Bibcode: 1999Natur.400..733D. http://nicmosis.as.arizona.edu:8000/PUBLICATIONS/NEPTUNE_RING.pdf. 
  9. ↑ Porco, C.C. (1991). «An Explanation for Neptune's Ring Arcs». Science 253 (5023): 995–1001. doi:10.1126/science.253.5023.995. PMID 17775342. Bibcode: 1991Sci...253..995P. 
  10. ↑ Colwell, Joshua E.; Esposito, Larry W. (1990). «A model of dust production in the Neptunian ring system». Geophysics Research Letters 17 (10): 1741–1744. doi:10.1029/GL017i010p01741. Bibcode: 1990GeoRL..17.1741C. 

Εξωτερικοί σύνδεσμοι