海王星の衛星

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September9,2015

マット-ウィリアムズによって、宇宙今日

海王星とその衛星。 Credit:NASA

海王星は、1846年にUrbain Le VerrierとJohann Galleの二人の天文学者によって発見されました。, 惑星の命名法の慣習に従って、海王星はローマの海の神(ギリシャのポセイドンに相当する)にちなんで命名されました。 そして、それが発見されたちょうど十七日後、天文学者はそれも衛星のシステムを持っていたことに気づき始めました。

最初は、海王星の最大の月であるトリトンのみが観測できました。 しかし、20世紀半ば以降には、地上望遠鏡の改良とロボット宇宙探査機の開発のおかげで、より多くの衛星が発見されるでしょう。, 海王星は現在、14の認識された衛星を持っており、それらの親惑星の名誉で、すべてがギリシャ神話のマイナーな水の神にちなんで命名されています。

発見と命名:

海王星の衛星の中で最大かつ最も質量の大きいトリトンが最初に発見されました。 海王星が発見されたちょうど10日後の1846年にウィリアム-ラッセルによって観測された。 他の衛星が発見される前に、それはほぼ世紀になるでしょう。

最初はネレイド、海王星の二番目に大きく、最も巨大な月であり、月1日、1949年にジェラールPによって発見された。, テキサス州フォートデイビスにあるマクドナルド天文台の写真プレートを使ってカイパー(カイパーベルトの名前)が命名された。 後にラリッサと命名された第三の月は、May24th、1981にHarold J.Reitsema、William B.Hubbard、Larry A.Lebofsky、David J.Tholenによって最初に観測されました。

この月の発見は純粋に偶然であり、四年前に天王星の周りで発見されたものと同様のリングの継続的な検索の結果として発生しました。 リングが実際に存在していた場合、星の光度は惑星の最近接する直前にわずかに減少するでしょう。, 星が海王星に近づいているのを観察している間、星の光度は数秒しか低下しませんでした。 これは、リングではなく月の存在を示しました。

ボイジャー2号が1989年に海王星によって飛行するまで、これ以上の衛星は見つからなかった。 システムを通過する過程で、宇宙探査機はラリッサを再発見し、Naiad、Thalassa、Despina、Galatea、Proteusの五つの追加の内月を発見しました。,

2001年には、セロ-トロロ米州天文台とカナダ–フランス-ハワイ望遠鏡を用いた大規模な地上望遠鏡を用いた二つの調査が行われ、合計で五つの外衛星が発見された。 2002年と2003年の二つのチームによるフォローアップ調査では、Halimede、Sao、Psamathe、Laomedeia、Nesoの五つの衛星がそれぞれ再観測された。

そしてJuly15th、2013、Mark Rが率いる天文学者のチーム。, SETI研究所のShowalterは、2004年から2009年にかけてハッブル宇宙望遠鏡によって撮影された画像で、以前に知られていなかった第十四月を発見したことを明らかにした。 現在s/2004N1と同定されている、まだ無名の十四月は、直径が16-20キロメートル以下であると考えられている。

天文学的慣習に沿って、海王星の衛星はすべてギリシャ神話とローマ神話から取られています。, この場合、すべての海の神々、またはポセイドン(トリトン、プロテウス、デプシナ、タラッサを含む)、マイナーなギリシャの水のdieties(NaiadとNereid)またはNereids、ギリシャ神話の水のニンフ(Halimede、Galatea、Neso、Sao、Laomedeia、Psamathe)の子供たちにちなんで命名されています。

しかし、多くの衛星は20世紀まで公式に命名されていなかった。 トリトンという名前は、もともとカミーユ-フラマリオンが1880年の著書”Astronomie Populaire”で提案したものであったが、少なくとも1930年代までは一般的に使われていなかった。,

内側(正)衛星:

内側の衛星は、海王星の狭い環系と密接に関連しています。 最も内側の二つの衛星、NaiadとThalassaは、GalleとLeVerrierリングの間を公転していますが、DespinaはLeVerrierリングのすぐ内側を公転しています。 次の月、ガラテアは、最も顕著なアダムスリングのすぐ内側を周回し、その重力は、その粒子を含むことによってリングを維持するのに役立ちます。

観測データと想定される密度に基づいて、Naiadは96×60×52kmを測定し、重量は約1.9×1017kgです。 一方、Thalassaは108x100x52kmを測定し、重さは3です。,5x1017kg、デスピナ180x148x128、21x1017kg、ガラテア204x184x144、37.5x1017kg、ラリッサ216x204x168、49.5x1017kg、S/2004N1直径16-20km、0.5±0.4x1017kg、プロテウス436x416x402、50.35x1017kg。

二つの最大の規則的な衛星のみが、それらの形状と表面の特徴を識別するのに十分な解像度で画像化されています。, それにもかかわらず、ラリッサとプロテウス(大部分は丸みを帯びている)を除いて、海王星の内月はすべて細長い形をしていると考えられている。 また、7から10%の範囲の幾何学的なアルベドを持つすべての内側の衛星暗いオブジェクト、。

そのスペクトルにもなって水から氷によって汚染されたもの暗黒物質、有機化合物です。 この点で、内側の海王星の衛星は天王星の内側の衛星に似ています。

外側(不規則な)衛星:

海王星の不規則な衛星は、惑星の残りの衛星(トリトンを含む)で構成されています。, 唯一の例外は、逆行性で傾斜しているが、円軌道に続いて惑星に近い軌道を周回するトリトンである。

惑星からの距離の順に、不規則な衛星はTriton、Nereid、Halimede、Sao、Laomedeia、Neso、Psamatheであり、順行天体と逆行天体の両方を含むグループです。 トリトンとネレイドを除いて、海王星の不規則衛星は他の巨大惑星のものと似ており、海王星によって重力的に捕獲されたと考えられている。,

大きさと質量の点では、不規則な衛星は比較的一貫しており、直径が約40km、質量が4x1016kg(Psamathe)から62km、ハリメデでは16x1016kgまでの範囲である。

トリトンとネレイド:

トリトンとネレイドは珍しい不規則衛星であり、したがって他の五つの不規則な海王星衛星とは別に扱われる。 これら二つの不規則な衛星と他の不規則な衛星の間には、四つの大きな違いが注目されています。

まず第一に、彼らは太陽系で最大の二つの既知の不規則な衛星です。, トリトン自体は他のすべての既知の不規則衛星よりもほぼ一桁大きく、海王星を公転することが知られているすべての質量の99.5%以上を占めている(惑星の環やその他の既知の衛星を含む)。

第二に、それらは両方とも非定型に小さな半長軸を持ち、トリトンは他のすべての既知の不規則な衛星のものよりも一桁小さくなっています。 第三に、それらの両方が異常な軌道離心率を持っている:ネレイドは、任意の既知の不規則な衛星の中で最も偏心軌道の一つを持っており、トリトンの軌道はほぼ完全な円である。, 最後に、ネレイドは既知の不規則衛星の中で最も低い傾きを持ち、平均直径は約2700km、質量は214080±520×1017kgであり、トリトンは海王星の衛星の中で最大であり、静水圧平衡を達成するのに十分な大きさの衛星である(すなわち球形である)。 海王星から354,759kmの距離にあり、惑星の内側と外側の衛星の間にも座っています。

トリトンは逆行軌道と準円軌道をたどり、主に窒素、メタン、二酸化炭素、水の氷で構成されています。, 幾何学的アルベドが70%を超え、結合アルベドが90%と高いことから、太陽系で最も明るい天体の一つでもある。 表面には赤みがかった色合いがあり、紫外線とメタンの相互作用によってソリンが引き起こされます。

トリトンは太陽系で最も寒い衛星の一つであり、表面温度は約38K(235.2℃)である。 しかし、月が地質学的に活発であること(凍結放射をもたらす)と昇華を引き起こす表面温度の変化のために、トリトンは太陽系の唯一の大気を持つ二つの衛星の一つである。, 多くのそれの表面のように、この大気はメタンおよび一酸化炭素の少量が付いている窒素から主に構成され、約14の推定圧力とか。バー

トリトンは、岩石がその質量の約三分の二を構成し、氷(主に水の氷)残りの三分の一を構成することを示す約2g/cm3の比較的高い密度を有する。 また、トリトンの奥深くに液体の水の層があり、地下の海を形成することもあります。, 表面の特徴には、大きな南極冠、グラーベンとスカープによって交差した古いクレーター面、および内因性再舗装によって引き起こされる若々しい特徴が含まれる。

その逆行軌道と海王星への相対的な近さ(月が地球に近い)のために、トリトンは惑星の不規則な衛星とグループ化されています(下記参照)。 さらに、それは捕獲された物体であり、おそらくかつてカイパーベルトの一部であった準惑星であると考えられている。 同時に、これらの軌道特性は、トリトンが潮汐減速を経験する理由である。, そして、最終的には約36億年で内側に螺旋状になり、惑星と衝突するでしょう。

ネレイドは海王星の第三位の月です。 軌道は非常に偏心軌道であり、トリトンの捕獲中に重力相互作用によって現在の軌道に散乱された元の規則的な衛星であると考えられている。 水の氷は、その表面に分光的に検出されています。, Nereidは、おそらく細長い形状と表面の明るいまたは暗い斑点と組み合わせた強制的な歳差運動または混沌とした回転によって引き起こされる、その目に見える大きさの大きな不規則な変化を示している。

形成:

その衛星の質量分布が偏っていることを考えると、トリトンは海王星の元の衛星システムの形成後に捕獲されたと広く信じられています–その多くは捕獲の過程で破壊されたでしょう。, その捕獲のメカニズムについては、長年にわたって多くの理論が提供されてきた。

最も広く受け入れられているのは、トリトンが海王星との出会いで破壊された連星カイパーベルト天体の生き残ったメンバーであるということです。 このシナリオでは、トリトンが捕獲されたのは三体の遭遇の結果であり、逆行軌道に落ちたが、他の物体はその過程で破壊されるか放出された。,

捕獲時のトリトンの軌道は非常に偏心しており、元の内側の海王星の衛星の軌道に混沌とした摂動を引き起こし、それらが衝突して瓦礫のディスクに減少させたであろう。 トリトンの軌道が再び円形になった後にのみ、瓦礫の一部が現在の通常の衛星に再accreteすることができました。 これは、海王星の現在の内部衛星は、海王星で形成された元の天体ではない可能性があることを意味します。

数値シミュレーションは、0があることを示しています。,41月ハリメデが過去のある時点でネレイドと衝突した可能性。 衝突が起こったかどうかは分かっていないが、両方の衛星は似たような(”灰色”)色を持っているように見え、ハリメデはネレイドの断片である可能性があることを示唆している。

太陽からの距離を考えると、海王星とその衛星を近くで研究する唯一のミッションはボイジャー2ミッションでした。 現在ミッションは計画されていないが、2020年代後半から2030年代初頭にロボット探査機がシステムに派遣されるといういくつかの提案がなされている。


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