Księżyce Neptuna

Neptun, ten lodowaty gazowy olbrzym, który jest ośmioma planetami od naszego Słońca, został odkryty w 1846 roku przez dwóch astronomów – Urbaina Le Verriera i Johanna Galle., Zgodnie z konwencją nazewnictwa planetarnego, Neptun został nazwany na cześć rzymskiego boga morza (odpowiednika greckiego Posejdona). Zaledwie siedemnaście dni po jej odkryciu astronomowie zaczęli zauważać, że również ona posiada system księżyców.

początkowo można było zaobserwować tylko Tryton – największy księżyc Neptuna. Jednak do połowy XX wieku i później, dzięki ulepszeniom teleskopów naziemnych i rozwojowi robotycznych sond kosmicznych, odkryto o wiele więcej księżyców., Neptun ma teraz 14 uznanych satelitów, a na cześć ich planety macierzystej wszystkie są nazwane na cześć pomniejszych bóstw wodnych w mitologii greckiej.

Odkrycie i nazwanie:

Tryton, będący największym i najbardziej masywnym księżycem Neptuna, był pierwszym odkrytym. Zaobserwował ją William Lassell 10 października 1846 roku, zaledwie siedemnaście dni po odkryciu Neptuna. Minie prawie sto lat, zanim jakiekolwiek inne księżyce zostaną odkryte.

pierwszym był Nereid, drugi co do wielkości i najbardziej masywny księżyc Neptuna, odkryty 1 maja 1949 roku przez Gerarda P., Kuipera (od którego pochodzi nazwa Pasa Kuipera) przy użyciu płyt fotograficznych z McDonald Observatory w Fort Davis w Teksasie. Trzeci księżyc, nazwany później Larisą, po raz pierwszy zaobserwowali Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky i David J. Tholen 24 maja 1981 roku.

odkrycie tego Księżyca było czysto przypadkowe i nastąpiło w wyniku trwających poszukiwań pierścieni podobnych do tych odkrytych wokół Urana cztery lata wcześniej. Gdyby pierścienie faktycznie istniały, jasność gwiazdy zmniejszyłaby się nieco tuż przed najbliższym zbliżeniem planety., Obserwując zbliżającą się gwiazdę do Neptuna, jasność gwiazdy zmalała, ale tylko na kilka sekund. Wskazuje to na obecność księżyca, a nie pierścienia.

do czasu przelotu sondy Voyager 2 przez Neptuna w 1989 roku nie znaleziono żadnych księżyców. W trakcie przelotu przez układ sonda kosmiczna ponownie odkryła Larissę i odkryła pięć dodatkowych księżyców wewnętrznych: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea i Proteus.,

w 2001 roku w dwóch badaniach przy użyciu dużych teleskopów naziemnych-Międzyamerykańskiego Obserwatorium Cerro Tololo i teleskopów Kanada – Francja-Hawaje-znaleziono pięć dodatkowych księżyców zewnętrznych, co daje łącznie trzynaście. Kolejne badania przeprowadzone przez dwa zespoły w latach 2002 i 2003 ponownie zaobserwowały wszystkie pięć z tych księżyców-Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia i Neso.

a następnie 15 lipca 2013 roku zespół astronomów pod kierownictwem marka R., Showalter z SETI Institute ujawnił, że odkryli nieznany wcześniej księżyc na zdjęciach wykonanych przez Kosmiczny Teleskop Hubble ' a w latach 2004-2009. Jak dotąd nienazwany czternasty księżyc, obecnie oznaczony jako S/2004 n 1, mierzy nie więcej niż 16-20 km średnicy.

zgodnie z astronomiczną konwencją księżyce Neptuna pochodzą z mitologii greckiej i rzymskiej., W tym przypadku wszystkie są nazwane dla bogów morza lub dla dzieci Posejdona (do których należą Tryton, Proteus, Depsina i Thalassa), pomniejszych greckich Diet wodnych (Naiad i Nereid) lub Nereidów, nimf wodnych w mitologii greckiej (Halimede, Galatea , Neso, Sao, Laomedeia i Psamathe).

jednak wiele księżyców nie było oficjalnie nazwanych aż do XX wieku. Nazwa Triton została pierwotnie zasugerowana przez Camille ' a Flammariona w jego książce Astronomie Populaire z 1880 roku, ale nie była powszechnie używana aż do lat 30.,

wewnętrzne Księżyce (regularne):

wewnętrzne księżyce są ściśle związane z układem wąskich pierścieni Neptuna. Dwa najbardziej wewnętrzne satelity, Naiad i Thalassa, krążą między pierścieniami Galle ' a i Leverriera, podczas gdy Despina krąży tuż wewnątrz pierścienia Leverriera. Następny księżyc, Galatea, krąży tuż wewnątrz najbardziej widocznego pierścienia Adamsa, a jego grawitacja pomaga utrzymać pierścień, zawierając jego cząstki.

na podstawie danych obserwacyjnych i zakładanych gęstości, Naiad mierzy 96 × 60 × 52 km i waży około 1,9 x 1017 kg. Tymczasem Thalassa mierzy 108 x 100 × 52 km i waży 3.,5 x 1017 kg; Despina mierzy 180 x 148 x 128 i waży 21 x 1017 kg; Galatea mierzy 204 x 184 x 144 i waży 37,5 x 1017 kg; Larissa mierzy 216 x 204 x 168 i waży 49,5 x 1017 kg; S/2004 N1 mierzy 16-20 km średnicy i waży 0,5 ± 0,4 x 1017 kg; a Proteus mierzy 436 x 416 x 402 i waży 50,35 x 1017 kg.

tylko dwa największe księżyce regularne zostały zobrazowane z rozdzielczością wystarczającą do rozróżnienia ich kształtów i cech powierzchni., Uważa się jednak, że z wyjątkiem Larissy i Proteusa (które są w dużej mierze zaokrąglone) wszystkie wewnętrzne księżyce Neptuna mają wydłużony kształt. Ponadto wszystkie wewnętrzne księżyce ciemnych obiektów, z geometrycznym albedo w zakresie od 7 do 10%.

ich widmo wskazywało również, że są one zbudowane z lodu wodnego zanieczyszczonego jakimś bardzo ciemnym materiałem, prawdopodobnie związkami organicznymi. Pod tym względem wewnętrzne Księżyce Neptuna są podobne do wewnętrznych księżyców Urana.

zewnętrzne (nieregularne) Księżyce:

nieregularne księżyce Neptuna składają się z pozostałych satelitów planety (w tym Trytona)., Na ogół poruszają się po pochyłych ekscentrycznych i często wstecznych orbitach daleko od Neptuna; jedynym wyjątkiem jest Tryton, który krąży blisko planety po orbicie kołowej, choć wstecznej i nachylonej.

w kolejności ich odległości od planety, nieregularne księżyce to: Tryton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso i Psamathe, grupa obejmująca zarówno obiekty progowe, jak i wstecznie. Z wyjątkiem Trytona i Nereidy, nieregularne księżyce Neptuna są podobne do księżyców innych planet-olbrzymów i uważa się, że zostały przechwycone grawitacyjnie przez Neptuna.,

pod względem wielkości i masy, nieregularne księżyce są stosunkowo spójne, od około 40 km średnicy i 4 x 1016 kg masy (Psamathe) do 62 km i 16 x 1016 kg dla Halimede.

Tryton i Nereid:

Tryton i Nereid są nietypowymi, nieregularnymi satelitami i dlatego są traktowane oddzielnie od pozostałych pięciu nieregularnych księżyców Neptuna. Pomiędzy tymi dwoma a pozostałymi nieregularnymi księżycami zaobserwowano cztery główne różnice.

Po pierwsze, Są to największe dwa znane nieregularne księżyce w Układzie Słonecznym., Sam Tryton jest prawie o rząd wielkości większy niż wszystkie inne znane księżyce nieregularne i zawiera ponad 99,5% całej masy znanej orbicie Neptuna (w tym pierścienie planety i trzynaście innych znanych księżyców).

Po Drugie, oba mają Nietypowo małe półgłówkowe osie, przy czym Tryton jest o rząd wielkości mniejszy od wszystkich innych znanych księżyców nieregularnych. Po trzecie, obie mają nietypowe ekscentryczności orbitalne: Nereid ma jeden z najbardziej ekscentrycznych Orbit spośród wszystkich znanych nieregularnych satelitów, a Orbita Tritona to prawie idealny okrąg., W końcu Nereid ma również najniższe nachylenie ze wszystkich znanych nieregularnych satelitów

o średniej średnicy około 2700 km i masie 214080 ± 520 x 1017 kg, Tryton jest największym z księżyców Neptuna i jedynym wystarczająco dużym, aby osiągnąć równowagę hydrostatyczną (tzn. ma kulisty kształt). W odległości 354,759 km od Neptuna, znajduje się również pomiędzy wewnętrznymi i zewnętrznymi księżycami planety.

Triton podąża za orbitą wsteczną i quasi-kołową, składa się głównie z azotu, metanu, dwutlenku węgla i wody., Z geometrycznym albedo wynoszącym ponad 70% i Albedo wiązania wynoszącym aż 90%, jest również jednym z najjaśniejszych obiektów w Układzie Słonecznym. Powierzchnia ma czerwonawy odcień, będący efektem oddziaływania promieniowania ultrafioletowego i metanu, powodując powstawanie tholinów.

Tryton jest również jednym z najzimniejszych księżyców w Układzie Słonecznym, o temperaturze powierzchni około 38 K (235,2 °C). Jednak ze względu na aktywność geologiczną księżyca (co skutkuje kriowulkanizmem) i wahania temperatury powierzchni, które powodują sublimację, Tryton jest jednym z zaledwie dwóch księżyców w Układzie Słonecznym, które mają znaczną atmosferę., Podobnie jak jego powierzchnia, atmosfera ta składa się głównie z azotu z niewielkimi ilościami metanu i tlenku węgla, i z szacowanym ciśnieniem około 14 ?bar.

Tryton ma stosunkowo dużą gęstość wynoszącą około 2 g / cm3, co wskazuje, że skały stanowią około dwie trzecie jego masy, a lód (głównie lód wodny) pozostałą jedną trzecią. W głębi Trytonu może też znajdować się warstwa ciekłej wody, tworząca podziemny ocean., Cechy powierzchni obejmują dużą Południową czapę polarną, starsze Kraterowe płaszczyzny poprzecinane grabenem i szkarpami, a także młodzieńcze cechy spowodowane endogenicznym wynurzeniem.

ze względu na wsteczną orbitę i względną bliskość Neptuna (bliżej niż Księżyc jest Ziemi), Tryton jest zgrupowany z nieregularnymi księżycami planety (patrz niżej). Ponadto uważa się, że jest to przechwycony obiekt, prawdopodobnie planeta karłowata, która była kiedyś częścią pasa Kuipera. Jednocześnie te cechy orbitalne są powodem, dla którego Tryton doświadcza spowolnienia pływowego., i w końcu spirali do wewnątrz i zderzyć się z planetą w około 3,6 miliarda lat.

Nereid jest trzecim co do wielkości księżycem Neptuna. Ma on progresywną, ale bardzo ekscentryczną orbitę i uważa się, że jest byłym regularnym satelitą, który został rozproszony na swoją obecną orbitę w wyniku oddziaływań grawitacyjnych podczas przechwytywania Trytona. Lód wodny został spektroskopowo wykryty na jego powierzchni., Nereid wykazuje duże, nieregularne różnice w widocznej wielkości, które są prawdopodobnie spowodowane wymuszoną precesją lub chaotycznym obrotem połączonym z wydłużonym kształtem i jasnymi lub ciemnymi plamami na powierzchni.

formacja:

biorąc pod uwagę nierówny rozkład masy jego księżyców, powszechnie uważa się, że Tryton został przechwycony po uformowaniu się pierwotnego systemu satelitarnego Neptuna – wiele z nich uległoby zniszczeniu podczas przechwytywania., Na przestrzeni lat zaproponowano wiele teorii dotyczących mechanizmów jej przechwytywania.Tryton jest jednym z najszerzej akceptowanych obiektów pasa Kuipera, które zostały zakłócone spotkaniem z Neptunem. W tym scenariuszu przechwycenie Tritona było wynikiem spotkania trzech ciał, w którym spadł na wsteczną orbitę, podczas gdy drugi obiekt został zniszczony lub wyrzucony w trakcie.,Orbita Trytona po przechwyceniu byłaby bardzo ekscentryczna i spowodowałaby chaotyczne perturbacje na orbitach oryginalnych wewnętrznych satelitów Neptuna, powodując ich zderzenie i redukcję do dysku gruzu. Dopiero po tym, jak Orbita Trytona ponownie stała się kołowa, część gruzu mogła ponownie powrócić do obecnych księżyców regularnych. Oznacza to, że jest prawdopodobne, że obecne wewnętrzne satelity Neptuna nie są pierwotnymi ciałami, które uformowały się wraz z Neptunem.

symulacje numeryczne pokazują, że istnieje 0.,41 prawdopodobieństwo, że Księżyc Halimede zderzył się kiedyś z Nereidem. Chociaż nie wiadomo, czy doszło do kolizji, oba księżyce wydają się mieć podobne („szare”) kolory, co sugeruje, że Halimede może być fragmentem Nereidy.

biorąc pod uwagę jego odległość od Słońca, jedyną misją, która kiedykolwiek badała Neptuna i jego księżyce z bliska, była misja Voyager 2. Chociaż obecnie nie są planowane misje, złożono kilka propozycji, w których zrobotyzowana sonda zostanie wysłana do systemu pod koniec 2020 lub na początku 2030.

---