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木星环（照片）原图链接来自 探秘志 的图片

木星环，是指围绕在木星周围的行星环系统。它是太阳系第三个被发现的行星环系统，第一个和第二个分别是土星环及天王星环。木星环首次被观测到是在1979年，由航海家一号发现及在1990年代受到伽利略号进行详细调查。木星环亦可由哈勃太空望远镜及地球观察。在地上需要现存最大的望远镜才能够进行木星环的观察。

隐约的木星环系统主要由尘埃组成。木星环分成四个部分：厚厚的粒子环面内晕层称为“光环”；一个相对光亮的而且特别薄的“主环”；以及两个外部既厚又隐约的“薄纱环”（或称“蛛网环”），其名称由形成她们的物质的卫星而来：木卫五（阿马尔塞）和木卫十四（底比斯）。

木星环的主环及光环由卫星木卫十六（墨提斯）、木卫十五（阿德剌斯忒亚）及其他不能观测的主体因为高速撞击而喷出的尘埃组成。

在2007年二月至三月由新视野号取得的高分辨率图像显示主环有丰富的精细结构。可见光及近红外线光线下，除了光环呈现灰色或蓝色外，木星环会呈现红色。在环内的尘埃大小不定，但是所有环除了光环以外的尘埃横切面面积最大为半径约15微米的非球体粒子。

光环主要由亚微米级尘埃组成。环状系统的主要质量（包括不可见的主体）约为10公斤。环状系统的年龄不详，可能在木星形成时已经存在。

结构

四个已知的木星环的重要性质列在以下列表。

主环介绍

范围

狭窄且薄的主环是木星环系统最光亮的部分。其外部边界位于半径1.806RJ（～129，000km;RJ=木星赤道半径或是71，398km）并与木星最细小的内部卫星木卫十五轨道吻合。其内部边界不受任何卫星定位并位于～122，500km（1.72RJ）。

受到正面散射时的特征

由以上的数据得知主环阔度为～6，500km。主环的外貌依观察角度而改变。受正面散射（scattering）的光线（即光线散射的角度相对太阳光的为小）照射的主环的光度在128，600km急速下降（刚好在木卫十五轨道的内部）并在129，300km达到背景等级（backgroundlevel）（刚好在木卫十五轨道的外部）。所以位于129，000km的木卫十五可以清楚指示出主环位置。除了位于128，000km的木卫十六轨道附近的部分显著的缺口外，光度越接近木星便越会增加，并在环的中心点128，000km达至最高光度。主环的内部边界与此相反，由124，000至120，000km慢慢地变得暗淡，与光环融合。所有木星环在受到正面散射的光线照射下都会变得特别光亮。

上方图像显示由新视野号拍摄受到背向散射光线照射的主环，可以见到主环的外部精细结构。下方图像显示受到正面散射光线照射的主环，可以见到主环除了墨提斯裂口外便没有任何结构。(CourtesyNASA/约翰霍普金斯大学应用物理实验室JohnsHopkinsUniversityAppliedPhysicsLaboratory/美国西南研究院SouthwestResearchInstitute)

木卫十五与木卫十六轨道间的三个小环

情况在背向散射光线（即光线以相对于太阳光的180°作出散射）照射的情况下变得不同。位于129，100km，即略为在木卫十五轨道外的主环外部边界变得十分陡峭。卫星的轨道被主环的一个裂口所标示，所以有一个薄薄的小环刚好在轨道外。另外一个小环位于木卫十五轨道内，接着又有一个成因不明的裂口位于～128，500km。第三个小环在被发现在木卫十六的轨道外的中央裂口内部。主环的光度在木卫十六轨道外部急速下降，形成“墨提斯裂口”（Metisnotch)。

主环的光谱特征

由哈勃太空望远镜、凯克天文台、伽利略号和卡西尼·惠更斯号取得的主环的光学频谱，显示出组成主环的粒子是红色的，所以她们的反照率在较长的波长较高。现存的光谱横跨0.5–2.5μm的范围。现阶段无任何光谱特征可以指出那些粒子是那一种个别的化合物。主环的光谱特征与木卫十五及木卫五的十分类似。

尝试解释主环光谱特征的假说

主环的性质可以由它包含显着数量的0.1–10μm粒子大小的尘埃假说得到解释。以上假说解释了为何主环的正面散射比背向散射较强。但是需要有较大的物体才能解释主环光亮外部的强背向散射及精细构造.

光环是木星环中最内部及最厚的。其外部边界与主环内部边界在半径122，500km(1.72RJ)重叠。由此半径开始光环向木星快速增厚。光环的实际纵向伸延不明但其物质可以在距环面高度高至10，000km侦测到。光环的内部边界十分清晰并位于半径100，000km(1.4RJ)处，但部分物质被发现在92，000km的更深入地区。所以光环的宽度约为30，000km。

外观

形状类似一个缺乏清楚内部结构的厚环面。与主环相对，光环的外观与观察角度只有少量关联性。

亮度

在伽利略号广泛拍摄的光环在正向散射光线中显得最亮。虽然光环的表面光度比主环小很多，其与环平面垂直的综合光子通量（Flux）则因为其较大的厚度而可以与主环比较。虽然她有一个号称长于20，000km的垂直伸延，光环的光度在环面最为集中并遵守幂次法则（与z−0.6toz−1.5成正比例），而z是环面垂直的高度。光环由凯克天文台及哈勃太空望远镜在背向散射光线下观察的外表基本相同，但其总光子通量比主环小几倍，并在越接近环面便越集中。

光谱性质

光环的光学频谱性质与主环不同。其在0.5–2.5μm级别的通量分布比主环较平；光环不是红色而可能甚至是蓝色。

视频

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