
แอมัลเธีย
แอมัลเธีย (อังกฤษ: Amalthea, กรีก: Αμάλθεια) บ้างเรียก จูปิเตอร์ 5 เป็นดาวบริวารของดาวพฤหัสบดี มีระยะทางห่างจากดาวแม่เป็นอันดับที่ 3 ค้นพบเมื่อวันที่ 9 กันยายน พ.ศ. 2435 โดยเอดวาร์ด อีเมอร์สัน บาร์นาร์ดและได้ตั้งชื่อตามแอมัลเธียที่เป็นนิมฟ์ในเทพปกรณัมกรีก[6]
แอมัลเธียอยู่ในวงโคจรใกล้ดาวพฤหัสบดีและอยู่ที่ในขอบชั้นนอกของชั้นวงแหวนเบาบางแอมัลเธีย (Amalthea Gossamer Ring) ซึ่งเป็นวงแหวนที่เกิดขึ้นจากการสะสมของฝุ่นที่หลุดออกจากพื้นผิวของแอมัลเธีย[7] เมื่อมองจากพื้นผิวของแอมัลเธียจะปรากฏภาพอันน่าอัศจรรย์ใจของดาวพฤหัสบดีขนาดใหญ่ โดยปรากฏขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางราว 46.5 องศา[b] แอมัลเธียเป็นดาวบริวารขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดาดาวบริวารชั้นในของดาวพฤหัสบดี แอมัลเธียมีรูปร่างที่ไร้รูปทรงและมีสีแดง นักวิทยาศาสตร์คาดว่าแอมัลเธียประกอบขึ้นจากน้ำแข็งที่เป็นรูพรุนซึ่งเจือด้วยสสารอื่น ๆ ที่ยังไม่ทราบแน่ชัด บนพื้นผิวพบร่องรอยของหลุมอุกกาบาตและเทือกเขาสูง[2]
มีการถ่ายภาพแอมัลเธียได้ใน พ.ศ. 2522 และ พ.ศ. 2523 โดยยานอวกาศวอยเอจเจอร์ 1 และ 2 และต่อมาในช่วงทศวรรษ 1990 โดยยานอวกาศกาลิเลโอ
การค้นพบ
แอมัลเธียค้นพบในวันที่ 9 เดือนกันยายน พ.ศ. 2435 โดยเอดวาร์ด อีเมอร์สัน บาร์นาร์ดซึ่งใช้กล้องโทรทรรศน์หักเหแสงขนาด 36 นิ้ว (91 เซนติเมตร) ในหอดูดาวลิก[6][8] แอมัลเธียเป็นดาวบริวารดวงสุดท้ายที่ค้นพบจากการสังเกตภาพโดยตรง (ตรงข้ามกับการสังเกตจากภาพถ่าย) และเป็นดาวบริวารดวงแรกภายหลังจากที่กาลิเลโอ กาลิเลอีค้นพบดวงจันทร์ของกาลิเลโอใน พ.ศ. 2153[9]
ชื่อ
ดวงจันทร์บริวารดวงนี้ได้รับชื่อตามเทพเจ้าจากเทพนิยายกรีกชื่อแอมัลเธียที่เป็นผู้อนุบาลซูส (เทียบได้กับจูปิเตอร์ในเทพปกรณัมโรมัน) ในวัยทารกด้วยนมแพะ[10] การเรียกขานลำดับตามเลขโรมันของดวงจันทร์นี้คือจูปิเตอร์ 5 ชื่อแอมัลเธียไม่ได้รับการรับรองจากสหพันธ์ดาราศาสตร์สากลจนกระทั่ง พ.ศ. 2518[11][12] แม้ว่าชื่อนี้จะใช้อย่างไม่เป็นทางการเป็นเวลาหลายทศวรรษก็ตาม ชื่อนี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดยกามีย์ ฟรามมาร์ยง (Camille Flammarion) [13] ก่อน พ.ศ. 2518 ชื่อแอมัลเธียไม่ได้ใช้อย่างกว้างขวางดังเช่น จูปิเตอร์ 5[14]
วงโคจร
แอมัลเธียโคจรรอบดาวพฤหัสบดี โดยมีระยะทางห่างจากดาวพฤหัสบดี 181 000 กิโลเมตร (2.54 เท่าของรัศมีของดาวพฤหัสบดี) วงโคจรของแอมัลเธียเป็นวงรีโดยมีความเยื้อง 0.003 และทำมุมเอียง 0.37° กับเส้นศูนย์ของดาวพฤหัสบดี[1] ค่าความเยื้องและมุมเอียงแม้ว่าจะมีขนาดเพียงเล็กน้อยก็ตามเป็นความผิดปกติของวงโคจรของดาวบริวารชั้นในซึ่งเป็นอิทธิพบจากดวงจันทร์ของกาลิเลโอดวงในสุดคือไอโอ: ในอดีตที่ผ่านมาแอมัลเธียได้ผ่านการสั่นพ้องของวงโคจรกับไอโอหลายต่อหลายครั้งจนทำให้เกิดความเยื้องและมุมเอียงดังเช่นปัจจุบัน (การสั่นพ้องของวงโคจรเกิดขึ้นเมื่องอัตราส่วนของคาบการโคจรของวัตถุสองชิ้นเป็นอัตราส่วนจำนวนเต็ม เช่น m:n) [7]
วงโคจรของแอมัลเธียอยู่ใกล้กับบริเวณขอบด้านนอกของชั้นวงแหวนเบาบางแอมัลเธียซึ่งเป็นวงแหวนที่เกิดขึ้นจากการสะสมของฝุ่นที่หลุดออกจากพื้นผิวของแอมัลเธีย[15]
ลักษณะทางกายภาพ
พื้นผิวของแอมัลเธียเป็นสีแดงเข้ม (เกิดเนื่องจากความสามารถในการสะท้อนแสงที่มากขึ้นตามความยาวคลื่นแสงจากสีเขียวไปยังความยาวคลื่นแสงใกล้แสงอินฟราเรด) [2] สีแดงที่เกิดขึ้นอาจจะมาจากกำมะถันซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากดวงจันทร์ไอโอ หรือจากวัสดุอื่น ๆ ที่ไม่ใช่น้ำแข็ง[2] รอยแต้มสีเขียวสดใสปรากฏอยู่ตามพื้นที่ลาดชันขนาดใหญ่หลายแห่งบนแอมัลเธียแต่ต้นกำเนิดของสีเขียวสดใสนี้ยังคงเป็นปริศนา[2] พื้นผิวของแอมัลเธียสุกสว่างกว่าพื้นผิวของดาวบริวารชั้นในของดาวพฤหัสบดีดวงอื่น ๆ อยู่เล็กน้อย[4] นอกจากนี้ความสว่างของซีกหัว และซีกหางก็มีความแตกต่างกัน โดยซีกหัวสว่างกว่าซีกหางราว 1.3 เท่า ความไม่สมมาตรนี้อาจจะเกิดจากความเร็วและความถี่ของการพุ่งชนของอุกกาบาตในบริเวณส่วนหัวที่มากกว่าบริเวณส่วนหางซึ่งทำให้สสารที่มีความสุกสว่างซึ่งอาจจะเป็นน้ำแข็งซึ่งอยู่ภายในของดวงจันทร์ถูกกระแทกออกมายังพื้นผิวด้านบนของดวงจันทร์[4]
ภาพของยานกาลิเลโอแสดงให้เห็นรูปร่างไม่สม่ำเสมอของแอมัลเธีย
แอมัลเธียมีรูปร่างที่ไร้รูปทรงโดยมีรูปร่างคล้ายทรงรีขนาดประมาณ 250 x 146 x 128 กิโลเมตร[2] โดยมีขนาดพื้นที่ผิวระหว่าง 88,000 ถึง 170,000 ตารางกิโลเมตร คาดการณ์ว่าน่าจะประมาณ 130,000 ตารางกิโลเมตร แกนยาวของแอมัลเธียจะถูกล็อกด้วยแรงน้ำขึ้นน้ำลงให้ชี้เข้าหาดาวพฤหัสบดีตลอดเวลาซึ่งเป็นปรากฏการณ์เดียวกันกับดาวบริวารชั้นในของดาวพฤหัสบดีดวงอื่น ๆ [7] พื้นผิวของดวงจันทร์เต็มไปด้วยร่องรอยของการพุ่งชนของอุกกาบาตบางแห่งซึ่งมีขนาดใหญ่มากเมื่อเทียบกับขนาดของดวงจันทร์ เช่น แอ่งอุตกาบาตแพนซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตที่มีขนาดใหญ่ที่สุดโดยมีขนาดปากหลุมกว้าง 100 กิโลเมตร และลึกไม่ต่ำกว่า 8 กิโลเมตร[2] หลุมอุกกาบาตไกอา กว้าง 80 กิโลเมตรซึ่งอาจจะลึกไม่ต่ำกว่าสองเท่าของความลึกของหลุมอุกกาบาตแพน[2] แอมัลเธียมีภูเขา 2 แห่ง ชื่อ Mons Lyctas และ Mons Ida ซึ่งมีความสูงถึง 20 กิโลเมตร[2]
จากรูปร่างที่ไร้รูปทรงและขนาดที่ใหญ่ของแอมัลเธียทำให้ในอดีตได้มีการสรุปว่าแอมัลเธียมีส่วนประกอบหลักเป็นของแข็งและคงตัว[7] ซึ่งเป็นคำอธิบายว่าถ้าหากว่าส่วนประกอบหลักของดวงจันทร์เป็นน้ำแข็งหรือสสารอ่อนอื่น ๆ ส่วนประกอบเหล่านี้ควรจะถูกแรงดึงดูดของดวงจันทร์เองดึงออกจนกลายเป็นรูปทรงกลมมากกว่ารูปร่างดังเช่นปัจจุบัน อย่างไรก็ตามในวันที่ 5 เดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2548 ยานอวกาศกาลิเลโอได้บินผ่านในระยะห่างต่ำกว่า 160 กิโลเมตรจากแอมัลเธีย และระยะทางที่เบี่ยงเบนของวงโคจรของแอมัลเธียจะใช้ในการคำนวณหามวลของดวงจันทร์ (ปริมาตรของดวงจันทร์ได้คำนวณไว้ก่อนหน้านี้จากการวิเคราะห์ภาพถ่ายที่มีทั้งหมด คาดว่าจะมีความผิดพลาดไม่เกิน 10%) [2] ในที่สุดเราก็สามารถหาความหนาแน่นของแอมัลเธียได้ 0.86 กรัม ต่อ ลูกบาศก์เซนติเมตร[3][16] ดังนั้นส่วนประกอบหลักของแอมัลเธียจะต้องเป็นน้ำแข็งหรือโครงสร้างของดวงจันทร์ต้องเป็นโพรงหรือรูพรุน หรือโครงสร้างหรือส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ผสมผสานกัน ในการวัดเมื่อเร็ว ๆ นี้ โดยกล้องโทรทรรศน์ซูบารุได้ชี้ว่าดวงจันทร์ประกอบด้วยน้ำแข็งเป็นส่วนประกอบหลัก[17] ซึ่งดวงจันทร์ไม่สามารถก่อตัวขึ้นได้ที่ตำแหน่งปัจจุบัน เนื่องจากดาวพฤหัสบดีในยุคก่อกำเนิดจะมีความร้อนสูงมาก ซึ่งจะละลายดวงจันทร์ก่อนที่ดวงจันทร์จะก่อตัวขึ้นมาได้ ดังนั้น จึงเป็นไปได้สูงที่ดวงจันทร์จะก่อตัวในวงโคจรที่ห่างไกลจากดาวพฤหัสบดี หรืออาจจะเป็นวัตถุที่พลัดหลงเข้ามาในระบบสุริยะและถูกดาวพฤหัสบดีจับยึดไว้[3] เป็นที่น่าเสียดายว่าไม่มีภาพถ่ายจากยานในขณะที่บินผ่านเนื่องจากเกิดความเสียหายของกล้องถ่ายภาพของยานกาลิเลโอจากการแผ่รังสี ในเดือนมกราคม พ.ศ. 2545 และภาพถ่ายอื่น ๆ ที่ได้มีความละเอียดต่ำ

