Le lune di Nettuno

Nettuno, quel gigante gassoso ghiacciato che è l’otto pianeta dal nostro Sole, fu scoperto nel 1846 da due astronomi – Urbain Le Verrier e Johann Galle., In linea con la convenzione della nomenclatura planetaria, Nettuno prese il nome dal dio romano del mare (l’equivalente del greco Poseidone). E solo diciassette giorni dopo la sua scoperta, gli astronomi cominciarono a notare che anche lui aveva un sistema di lune.

Inizialmente, solo Tritone – la luna più grande di Nettuno – poteva essere osservata. Ma entro la metà del 20 ° secolo e dopo, grazie ai miglioramenti nei telescopi a terra e allo sviluppo di sonde spaziali robotiche, molte più lune sarebbero state scoperte., Nettuno ha ora 14 satelliti riconosciuti, e in onore del loro pianeta madre, tutti sono chiamati per le divinità minori dell’acqua nella mitologia greca.

Scoperta e denominazione:

Tritone, essendo la più grande e massiccia delle lune di Nettuno, fu la prima ad essere scoperta. Fu osservato da William Lassell il 10 ottobre 1846, appena diciassette giorni dopo la scoperta di Nettuno. Sarebbe passato quasi un secolo prima che altre lune venissero scoperte.

La prima era Nereide, la seconda luna più grande e massiccia di Nettuno, che fu scoperta il 1 maggio 1949 da Gerard P., Kuiper (da cui prende il nome la fascia di Kuiper) utilizzando lastre fotografiche dal McDonald Observatory di Fort Davis, Texas. La terza luna, in seguito chiamata Larissa, fu osservata per la prima volta da Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky e David J. Tholen il 24 maggio 1981.

La scoperta di questa luna è stata puramente fortuita e si è verificata a seguito della continua ricerca di anelli simili a quelli scoperti intorno a Urano quattro anni prima. Se gli anelli fossero infatti presenti, la luminosità della stella diminuirebbe leggermente poco prima dell ” approccio più vicino del pianeta., Durante l”osservazione ravvicinamento di una stella a Nettuno, luminosità della stella immerso, ma solo per alcuni secondi. Questo indicava la presenza di una luna piuttosto che di un anello.

Non furono trovate altre lune fino a quando la Voyager 2 volò da Nettuno nel 1989. Nel corso del passaggio attraverso il sistema, la sonda spaziale riscoprì Larissa e scoprì cinque lune interne aggiuntive: Naiade, Thalassa, Despina, Galatea e Proteus.,

Nel 2001, due indagini con grandi telescopi terrestri-l’Osservatorio interamericano Cerro Tololo e i telescopi Canada – Francia-Hawaii-hanno trovato cinque lune esterne aggiuntive portando il totale a tredici. Indagini di follow-up da due squadre nel 2002 e 2003, rispettivamente, hanno ri-osservato tutte e cinque queste lune-che erano Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia e Neso.

E poi il 15 luglio 2013, un team di astronomi guidato da Mark R., Showalter del SETI Institute ha rivelato di aver scoperto una quattordicesima luna precedentemente sconosciuta in immagini scattate dal telescopio spaziale Hubble dal 2004 al 2009. La quattordicesima luna, ancora senza nome, attualmente identificata come S / 2004 N 1, si pensa che non misuri più di 16-20 km di diametro.

In linea con le convenzioni astronomiche, le lune di Nettuno sono tutte tratte dalla mitologia greca e romana., In questo caso, tutti sono chiamati per divinità del mare, o per i figli di Poseidone (che includono Tritone, Proteus, Depsina e Thalassa), minori dieties acqua greca (Naiade e Nereide) o Nereidi , le ninfe d’acqua nella mitologia greca (Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia e Psamathe).

Tuttavia, molte delle lune non furono ufficialmente nominate fino al 20 ° secolo. Il nome Tritone, che è stato originariamente suggerito da Camille Flammarion nel suo libro 1880 Astronomie Populaire, ma non in uso comune almeno fino al 1930.,

Lune interne (regolari):

Le lune interne sono strettamente associate al sistema di anelli stretti di Nettuno. I due satelliti più interni, Naiad e Thalassa, orbitano tra gli anelli Galle e LeVerrier, mentre Despina orbita appena all’interno dell’anello LeVerrier. La luna successiva, Galatea, orbita proprio all’interno dell’anello Adams più importante e la sua gravità aiuta a mantenere l’anello contenendo le sue particelle.

Sulla base di dati osservazionali e densità presunte, Naiad misura 96 × 60 × 52 km e pesa circa 1,9 x 1017 kg. Nel frattempo, Thalassa misura 108 x 100 × 52 km e pesa 3.,5 x 1017 kg; Despina misure 180 x 148 x 128 e pesa 21 x 1017 kg; Galatea misure 204 x 184 x 144 e pesa 37,5 x 1017 kg; Larissa misure 216 x 204 x 168 e pesa 49,5 x 1017 kg; S/2004 N1 misure 16-20 km di diametro e pesa 0.5 ± 0,4 x 1017 kg; e Proteus misure 436 x 416 x 402 e pesa 50.35 x 1017 kg.

Solo le due lune regolari più grandi sono state riprese con una risoluzione sufficiente a discernere le loro forme e caratteristiche superficiali., Tuttavia, con l”eccezione di Larissa e Proteus (che sono in gran parte arrotondati) tutte le lune interne di Nettuno si crede di essere di forma allungata. Inoltre, tutte le lune interne oggetti scuri, con albedo geometrica che vanno dal 7 al 10%.

I loro spettri hanno anche indicato che sono fatti da ghiaccio d’acqua contaminato da alcuni materiali molto scuri, probabilmente composti organici. A questo proposito, le lune nettuniane interne sono simili alle lune interne di Urano.

Lune esterne (irregolari):

Le lune irregolari di Nettuno sono costituite dai satelliti rimanenti del pianeta (incluso Tritone)., Generalmente seguono orbite inclinate eccentriche e spesso retrograde lontano da Nettuno; l’unica eccezione è Tritone, che orbita vicino al pianeta seguendo un’orbita circolare, anche se retrograda e inclinata.

In ordine di distanza dal pianeta, le lune irregolari sono Tritone, Nereide, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso e Psamathe, un gruppo che comprende sia oggetti progradi che retrogradi. Con l”eccezione di Tritone e Nereide, lune irregolari di Nettuno sono simili a quelli di altri pianeti giganti e si ritiene che siano stati catturati gravitazionalmente da Nettuno.,

In termini di dimensioni e massa, le lune irregolari sono relativamente consistenti, che vanno da circa 40 km di diametro e 4 x 1016 kg di massa (Psamathe) a 62 km e 16 x 1016 kg per Halimede.

Tritone e Nereide:

Tritone e Nereide sono insoliti satelliti irregolari e sono quindi trattati separatamente dalle altre cinque lune nettuniane irregolari. Tra queste due e le altre lune irregolari, sono state notate quattro differenze principali.

Prima di tutto, sono le più grandi due lune irregolari conosciute nel Sistema Solare., Tritone stesso è quasi un ordine di grandezza più grande di tutte le altre lune irregolari conosciute e comprende più del 99,5% di tutta la massa nota per orbitare intorno a Nettuno (compresi gli anelli del pianeta e altre tredici lune conosciute).

In secondo luogo, entrambi hanno assi semi-maggiori atipicamente piccoli, con Tritone che si trova su un ordine di grandezza più piccolo di quelli di tutte le altre lune irregolari conosciute. In terzo luogo, entrambi hanno eccentricità orbitali insolite: Nereide ha una delle orbite più eccentriche di qualsiasi satellite irregolare noto, e l”orbita di Tritone è un cerchio quasi perfetto., Infine, Nereide ha anche la più bassa inclinazione di qualsiasi satellite irregolare conosciuto

Con un diametro medio di circa 2700 km e una massa di 214080 ± 520 x 1017 kg, Tritone è la più grande delle lune di Nettuno e l’unica abbastanza grande da raggiungere l’equilibrio idrostatico (cioè è di forma sferica). Ad una distanza di 354.759 km da Nettuno, si trova anche tra le lune interne ed esterne del pianeta.

Triton segue un’orbita retrograda e quasi circolare, ed è composto in gran parte da azoto, metano, anidride carbonica e acqua ghiacciata., Con un’albedo geometrica superiore al 70% e un’albedo di legame fino al 90%, è anche uno degli oggetti più brillanti del Sistema Solare. La superficie ha una tinta rossastra, che possiede l’interazione della radiazione ultravioletta e del metano, causando tholins.

Tritone è anche una delle lune più fredde del Sistema solare, con una temperatura superficiale di circa 38 K (235,2 °C). Tuttavia, a causa del fatto che la luna è geologicamente attiva (che si traduce in criovolcanismo) e delle variazioni di temperatura superficiale che causano la sublimazione, Tritone è una delle sole due lune del Sistema solare che ha un’atmosfera sostanziale., Proprio come la sua superficie, questa atmosfera è composta principalmente di azoto con piccole quantità di metano e monossido di carbonio, e con una pressione stimata di circa 14 ?bar.

Tritone ha una densità relativamente alta di circa 2 g / cm3 che indica che le rocce costituiscono circa due terzi della sua massa, e ghiacci (principalmente ghiaccio d’acqua) il restante un terzo. Ci può anche essere uno strato di acqua liquida in profondità all’interno Tritone, formando un oceano sotterraneo., Le caratteristiche della superficie includono la grande calotta polare meridionale, i vecchi piani craterizzati tagliati da graben e scarps, così come le caratteristiche giovanili causate dal resurfacing endogeno.

A causa della sua orbita retrograda e della relativa vicinanza a Nettuno (più vicino della Luna alla Terra), Tritone è raggruppato con le lune irregolari del pianeta (vedi sotto). Inoltre, si ritiene che sia un oggetto catturato, probabilmente un pianeta nano che un tempo faceva parte della fascia di Kuiper. Allo stesso tempo, queste caratteristiche orbitali sono il motivo per cui Triton sperimenta la decelerazione delle maree., e finirà per spirale verso l’interno e scontrarsi con il pianeta in circa 3,6 miliardi di anni.

Nereide è la terza più grande luna di Nettuno. Ha un ” orbita prograde ma molto eccentrico e si crede di essere un ex satellite regolare che è stato sparso alla sua orbita attuale attraverso interazioni gravitazionali durante la cattura di Tritone. Il ghiaccio d’acqua è stato rilevato spettroscopicamente sulla sua superficie., Nereide mostra grandi, variazioni irregolari nella sua grandezza visibile, che sono probabilmente causati da precessione forzata o rotazione caotica combinato con una forma allungata e macchie chiare o scure sulla superficie.

Formazione:

Data la distribuzione sbilenco della massa nelle sue lune, è opinione diffusa che Tritone è stato catturato dopo la formazione del sistema satellitare originale di Nettuno – gran parte dei quali sarebbe stato distrutto nel processo di cattura., Molte teorie sono state offerte per quanto riguarda i meccanismi della sua cattura nel corso degli anni.

Il più ampiamente accettato è che Tritone è un membro sopravvissuto di un Oggetto binario della Fascia di Kuiper che è stato interrotto con un incontro con Nettuno. In questo scenario, Tritone catturato è stato il risultato di un incontro a tre corpi, dove cadde in un’orbita retrograda, mentre l”altro oggetto è stato distrutto o espulso nel processo.,

L’orbita di Tritone al momento della cattura sarebbe stata altamente eccentrica e avrebbe causato perturbazioni caotiche nelle orbite dei satelliti nettuniani interni originali, facendoli scontrare e ridurre a un disco di macerie. Solo dopo l”orbita di Tritone è diventato di nuovo circolare potrebbe alcune delle macerie ri-accrete nelle lune regolari attuali. Ciò significa che è probabile che i satelliti interni presenti di Nettuno non sono i corpi originali che si sono formati con Nettuno.

Le simulazioni numeriche mostrano che esiste uno 0.,41 probabilità che la luna Halimede si sia scontrata con Nereide in qualche momento del passato. Anche se non è noto se sia avvenuta una collisione, entrambe le lune sembrano avere colori simili (“grigi”), il che implica che Halimede potrebbe essere un frammento di Nereide.

Data la sua distanza dal Sole, l’unica missione a studiare Nettuno e le sue lune da vicino è stata la missione Voyager 2. E sebbene non siano attualmente in programma missioni, sono state fatte diverse proposte che vedrebbero una sonda robotica inviata al sistema a volte alla fine degli anni 2020 o all’inizio degli anni 2030.

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