Как был открыт юпитерианский спутник Амальтея, какие у него размеры, параметры орбиты и особенности, позволяющие рассматривать его как один из интересных источников наблюдения
Опубликовано: 31/10/2020
(Обновлено: 15/11/2020)

Амальтея – это пятый по размеру спутник Юпитера и за одно – пятый и последний по счету, открытый при непосредственных наблюдениях с Земли. Честь открытия Амальтеи  в 1892 году принадлежит Эдуарду Барнарду. Лишь в 1975 году за луной было официально закреплено название Амальтея. Спутник получил имя мифологической нимфы (или козы), которая выкормила маленького Юпитера (Зевса).

Альматея и 3 её ближайших соседа на орбитах вокруг Юпитера. Снимок сделан со автоматической станции «Галилео»

Альматея и 3 её ближайших соседа на орбитах вокруг Юпитера. Снимок сделан со автоматической станции «Галилео». Размеры кратеров по сравнению с размерами самого спутника впечатляют!

Рельеф и форма спутника Юпитера Альматеи

Альматея – без сомнения самый «неправильный» во всех отношениях (по форме, составу и рельефу) спутник Юпитера, и потому не одно десятилетие занимает умы астрономов и физиков. Даже космический аппарат «Галилео», проработавший в системе Юпитера целых 8 лет, не смог собрать достаточно информации для ответа на вопрос: «Как Амальтея вообще оказалась на своем месте?»

Небесное тело напоминает формой зерно фасоли, вытянутое по направлению к планете Юпитер. Оно совершает оборот вокруг оси и вокруг планеты за 0,498 суток. Поверхность испещрена кратерами, некоторые из них имеют огромные размеры. Например, диаметр кратера Пана около 100 км, в то время как меньший диаметр самой Амальтеи – 134 км. Перепады высот на спутнике тоже впечатляют: встречаются кратеры предполагаемой глубины в 15 км и пара горных пиков высотой в 20 км.

Причудливая форма и солидные размеры долгое время служили основанием считать луну плотным каменным телом. «Галилео» опроверг предположение: плотность Амальтеи менее 1 г/см3.

Откуда внутри тела каверны и пустоты? Одина из версий говорит о том, что на ранних стадиях существования системы близкие луны Юпитера подвергались частым бомбардировкам, в результате которых спутник был разрушен, а затем восстановлен. Подобная гипотеза выдвигается учеными и для объяснения необычного рельефа Миранды. Так же как и Амальтея, спутник Урана Миранда демонстрирует большое содержание льда и странную, будто «склеенную» поверхность.

Моделирование того, как спутник Альматея выглядел бы, находись он в прямой видимости

Моделирование того, как спутник Альматея выглядел бы, находись он в прямой видимости

Из чего состоит Альматея и есть ли у неё атмосфера

Согласно этой версии, тело не может вновь обрести правильную округлую форму из-за недостатка массы. В то время как одни исследователи считают Амальтею смерзшимися глыбами льда, другие утверждают: в основе её “ядра” – пористый, но очень твердый материал. Возможно, Юпитер захватил когда-то астероид, ныне известный нам как Амальтея. Спутник содержит большое количество льда, и это аргумент в пользу астероидной теории: с поверхности «родных» лун жаркий Юпитер выпарил все летучие вещества.

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.



С другой стороны, орбита луны не подтверждает данную версию.

С вопросом о строении небесного тела связана и «цветная» загадка. Самое красное тело в солнечной системе – Амальтея. Спутник даже краснее планеты Марс. При этом кое-где на поверхности встречаются яркие зеленые пятна. Предполагают, что красный цвет – следствие осевшей серы, которая выбрасывается в пространство вулканами Ио (спутник Юпитера). Некоторые российские исследователи считают, что виной всему газообразный хлор, наполняющий пустоты внутри тела. Вытесненный на поверхность, он образует зеленые пятна. Хлор также образует соединения с натрием, калием и магнием, которые содержат примесь железных окислов, отсюда красный оттенок.

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

Амальтея входит в одноименную группу внутренних лун наряду с Метидой, Адрастеей и Фивой. Также она имеет собственное кольцо, названное за нечеткую структуру «паутинным». В непосредственной близости от луны наблюдаются маленькие небесные тела диаметром меньше километра, – возможно, результат космического столкновения.

Юпитер с поверхности Амальтеи выглядит огромным: в 93 раза больше Луны на земном небе. Поскольку Амальтея вращается синхронно с планетой, 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.

Интересно, что 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).

Исследования Альматеи – пятого спутника Юпитера

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». 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.

Спустя 17 лет Амальтею начал исследовать «Галилео». Первый её снимок он сделал 7 сентября 1996 года. 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.

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

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.