Ring van Jupiter is asymmetrisch door schaduwresonantie

De schaduwwerking van Jupiter heeft tot gevolg dat zijn lichtzwakke stofring aan de nachtzijde van de planeet altijd wat wijder is dan aan de dagzijde – de ring is in feite asymmetrisch. Dat leiden de Amerikaanse astronoom Douglas Hamilton en zijn Duitse collega Harald Krüger af uit de waarnemingen van Galileo, de Amerikaanse Jupitersonde die van 1996 tot 2003 rond de grootste planeet van het zonnestelsel draaide (Nature, 1 mei). Deze waarnemingen waren enkele jaren geleden al gepubliceerd in twee Duitse proefschriften, maar daarin bleef dit ring-aspect onderbelicht.

De stofring rond Jupiter bestaat uit deeltjes die vrijkomen tijdens de inslagen van meteorieten op de vier binnenste maantjes: Metis, Adrastea, Amalthea en Thebe. Dit viertal bepaalt voor een belangrijk deel ook de structuur en begrenzingen van de ring. Er is een dikke binnenring (of halo-ring) die tot aan het wolkendek van Jupiter reikt, een dunne hoofdring die begrensd wordt door de maantjes Metis en Adrastea en een tweedelige buitenring die begrensd wordt door respectievelijk Amalthea en Thebe. Deze laatste vertoont echter een nog zwakkere voortzetting, de Thebe-extensie, die tot nu toe niet kon worden verklaard.

Galileo doorkruiste in november 2002 en september 2003 het gebied van de buitenring en registreerde daarbij de kenmerken van de stofdeeltjes die hij op zijn pad ontmoette. Daaruit is gebleken dat sommige deeltjes daar banen beschrijven die een hoek van 20 graden ten opzichte van het evenaarsvlak van Jupiter maken. Dat is opmerkelijk omdat de deeltjes in de zichtbare ringdelen hoeken van hooguit één graad met dit vlak maken. Deze en enkele andere waarnemingsdata wijzen er volgens de astronomen op dat de ringdeeltjes in de buitenring onderhevig zijn aan het effect van ‘schaduwresonantie’.

Doordat de ringdeeltjes zich tijdens hun omloop rond Jupiter afwisselend in het zonlicht en in de schaduw bevinden, krijgen zij periodiek een elektrische lading. Daardoor worden zij in het magnetische veld van de planeet blootgesteld aan een periodiek variërende elektromagnetische kracht en die heeft weer tot gevolg dat zowel de hoek als de grootte van hun baan periodiek verandert. Zij kunnen daardoor tot op grotere afstand van het ringvlak komen en ook tot voorbij de baan van Thebe. In feite strekt de buitenring zich hierdoor aan de nachtzijde van Jupiter altijd wat verder uit dan aan de dagzijde. De onderzoekers suggereren dat dit effect ook enkele onbegrepen kenmerken van de ring van Saturnus zou kunnen verklaren. George Beekman