Neptunovy prstence

Objev a pozorování

Prstence kolem Neptunu nebyly ze Země vidět ani silnými dalekohledy. Důkaz, že tam jsou, byl poprvé spatřen, když vědci sledovali planetu při jejím průletu mezi Zemí a hvězdou. (Když k tomu dojde, světlo hvězdy je blokováno. Tomu se říká "zákryt hvězdy".) Vědci to sledovali padesátkrát a v pěti z těchto případů na počátku 80. let 20. století viděli, jak hvězda těsně před nebo po zakrytí planetou trochu "mrkne". To znamenalo, že prstence kolem planety blokovaly světlo, ale prstence nebyly úplné.

V roce 1989 proletěla kolem Neptunu sonda Voyager 2 bez posádky. Voyager 2 poslal zpět snímky, které poskytly většinu informací, jež mají vědci nyní k dispozici o prstencích Neptunu. Snímky také pomohly vědcům zjistit, proč prstence vypadaly neúplně. Nejenže snímky umožnily bližší pohled, ale také ukázaly prstence způsobem, který ze Země nikdy nelze spatřit. Ze Země jsou prstence vždy vidět, když na ně svítí Slunce. Když sonda prolétla kolem planety, pořídila snímky, na kterých Slunce svítilo i za prstenci. Velké částice v prstencích vypadaly proti slunečnímu světlu tmavě, ale všechny drobné prachové částice (mikroskopický prach) jasně zářily, když bylo Slunce za nimi. To vědcům umožnilo zjistit, z čeho se prstence skládají a jak jsou všechny částice uspořádány.

Díky vývoji lepších typů dalekohledů mohou vědci některé prstence pozorovat ze Země. Jasnost Neptunu ztěžuje pozorování prstenců, které jsou mnohem slabší, a nejslabší prstence stále nejsou vidět ani s velmi výkonnými dalekohledy.

 

Adamsův prstenec a kruhové oblouky

Nejznámějším Neptunovým prstencem je tenký vnější Adamsův prstenec, který je však ve srovnání s prstenci planet Saturn nebo Uran velmi špatně viditelný. Původně byl pojmenován jako 1989 N1R. Důvodem, proč je Adamsův prstenec slavný, je to, že má vlastnost, která nebyla pozorována na žádném jiném planetárním prstenci. Jedná se o tři dlouhé úzké "oblouky", které jsou mnohem jasnější a vypadají pevněji než zbytek prstencové soustavy. Každý z nich se rozprostírá v rozmezí 4-10° celého prstence. Všechny oblouky jsou blízko sebe, rozprostírají se pod 40° délky, což je jen asi 1/8 okraje prstence. Bylo záhadou pochopit, proč se látka v těchto obloucích nerozkládá rovnoměrně po celém prstenci.

Tři oblouky byly pojmenovány francouzskými názvy Liberté, Égalité a Fraternité. Tato jména pocházejí ze slavného výroku Francouzské revoluce, který se do češtiny překládá jako "Svoboda, rovnost a bratrství!". Tato jména navrhli vědci, kteří je objevili při zákrytech hvězd v letech 1984 a 1985.

Čtyři ze 13 Neptunových měsíců se nacházejí uvnitř prstencové soustavy. Ten, který je nejblíže Adamovu prstenci, se nazývá Galatea. Je to hrudkovitá masa horniny, která obíhá kolem planety přibližně stejnou rychlostí, jakou rotuje planeta. Nachází se asi 1000 kilometrů uvnitř prstence.

Mnozí vědci se nyní domnívají, že tři oblouky v Adamově prstenci způsobuje právě vliv měsíce Galatea. Prstenec má také 42 vlnovek, které připomínají vlny vysoké 30 kilometrů. Vědci jsou schopni na základě těchto informací zjistit hmotnost měsíce Galatea. .

Nejlepší fotografie, které přinesla sonda Voyager 2, ukázaly, že v prstencích jsou shluky částic, ale nikdo nedokáže říct, zda jsou tvořeny jemným prachem, nebo zda se v nich mohou nacházet i větší částice. Všechny Neptunovy prstence obsahují velké množství mikroskopického prachu, ale zejména oblouky Adamova prstence. Vědci to vědí, protože na fotografiích, které pořídila sonda Voyager 2, když za nimi svítilo Slunce, vypadaly velmi jasně. V prstencích Neptunu je mnohem více prachu než v Saturnových prstencích.

Adamsův prsten je velmi červený. Částice pozadí, které tvoří prstenec, vypadají v blízkosti tří oblouků dvakrát jasněji než na straně prstence, která je naproti obloukům.

Dynamika oblouku

S příchodem Hubbleova vesmírného dalekohledu a pozemních dalekohledů s adaptivní optikou byly prstencové oblouky několikrát znovu zkoumány, počínaje červencem 1998. To ukázalo, že jsou úžasně aktivní a během pouhých několika let se velmi mění: Fraternité a Égalité si vyměňují materiál a znatelně mění své délky. Ještě dramatičtěji se zdá, že Liberté slábne, v roce 2003 byla jen 30 % své původní jasnosti z roku 1989 a na snímcích Hubbleova vesmírného dalekohledu z června 2005 byla sotva viditelná. Zdá se, že mezitím získala rozdělený dvouhrbý profil a putovala o několik stupňů blíže ke stabilnější Égalité. Courage, velmi malý a nejasný oblouk při průletu Voyageru, byl v roce 1998 pozorován s nárůstem jasnosti, zatímco nedávno se vrátil ke své obvyklé nejasnosti, ale postoupil o dalších 8° před ostatní oblouky. To znamená, že zřejmě přeskočil do další stabilní korotační rezonanční polohy. Objevily se také náznaky, že prstencové oblouky mohly normálně slábnout. Pozorování ve viditelném světle však ukazují, že celkové množství materiálu v obloucích zůstalo přibližně stabilní, ale jsou slabší v infračervené oblasti, kde byla pořízena předchozí pozorování. Tato aktivita prstencových oblouků není v současné době pochopena.

 
Kruhové oblouky v Adamsově kruhu (zleva doprava: Egalité, Fraternité, Liberté) a LeVerrierův kruh uvnitř.  

Vnitřní kroužky

Kromě vnějšího Adamsova prstence jsou dalšími prstenci ve směru povrchu Neptunu:

• Nejmenovaný, nejasný, shlukovitý prachový prstenec na oběžné dráze Galatey.
• Velký Lassellův prstenec (1989 N4R) je tenký list o poloměru asi 59 200 km, který se táhne 4000 km směrem dovnitř. Je prašný, ale méně než některé jiné prstence, v této situaci je srovnatelný se souvislým kusem Adamsova prstence. Na jeho vnějším okraji se nachází jasové zesílení, které bylo nazváno Arago Ring (1989 N5R), a vnitřní okraj Lassellova prstence přiléhá k LeVerrierovu prstenci.
• Úzký LeVerrierův prstenec (1989 N2R) je druhým nejznámějším Neptunovým prstencem a leží těsně za oběžnou dráhou měsíce Despina ve vzdálenosti asi 700 km. Je velmi prašný a velmi se podobá prstencovému oblouku.
• Nejvnitřnější Galle Ring (1989 N3R) je velmi malý a málo známý. Leží hluboko uvnitř dráhy nejvnitřnějšího z Neptunových měsíců, Naiady. Galleův prstenec je velmi prašný podobně jako prstencové oblouky.

Zdá se, že snímky Voyageru naznačují také široký disk rozptýleného materiálu, který se rozprostírá uvnitř poloměru 50 000 km a obklopuje prstenec Galle, ale je obtížné ho odlišit od jasného Neptunu, a proto je jeho existence nejistá.