Neptunus månar
av Matt Williams , universum idag
Neptunus, den isiga gasjätten som är den åtta planeten från vår sol, upptäcktes 1846 av två astronomer – Urbain Le Verrier och Johann Galle., I enlighet med konventionen om planetarisk nomenklatur namngavs Neptunus efter havets romerska Gud (motsvarande den grekiska Poseidon). Och bara sjutton dagar efter det upptäcktes började astronomer märka att det också hade ett system av månar.
inledningsvis kunde endast Triton – Neptunus största måne observeras. Men i mitten av 1900-talet och efter, tack vare förbättringar i markbaserade teleskop och utvecklingen av robot rymdsonder, skulle många fler månar upptäckas., Neptunus har nu 14 erkända satelliter, och för att hedra sin moderplanet är alla namngivna för mindre vattengudar i grekisk mytologi.
upptäckt och namngivning:
Triton, som var den största och mest massiva av Neptunus månar, var den första som upptäcktes. Det observerades av William Lassell den 10 oktober 1846, bara sjutton dagar efter att Neptunus upptäcktes. Det skulle vara nästan ett sekel innan några andra månar skulle upptäckas.
den första var Nereid, Neptunus näst största och mest massiva månen, som upptäcktes den 1 maj 1949 av Gerard P., Kuiper (för vilken Kuiperbältet heter) med fotografiska plattor från McDonald Observatory i Fort Davis, Texas. Den tredje månen, senare kallad Larissa, observerades först av Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky och David J. Tholen den 24 maj 1981.
upptäckten av denna måne var rent fortuitous och inträffade som ett resultat av den pågående sökningen efter ringar som liknar de som upptäcktes runt Uranus fyra år tidigare. Om ringar faktiskt var närvarande skulle stjärnans ljusstyrka minska något strax före planetens närmaste tillvägagångssätt., Medan du observerar en stjärna ” s nära inställning till Neptunus, doppade stjärnan luminositet, men bara i flera sekunder. Detta indikerade närvaron av en måne snarare än en ring.
inga fler månar hittades tills Voyager 2 flög av Neptunus 1989. Under passagen genom systemet återupptäcktes rymdsonden Larissa och upptäckte ytterligare fem inre månar: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea och Proteus.,
under 2001 hittade två undersökningar med hjälp av stora markbaserade teleskop-Cerro Tololo Interamerikanska observatoriet och teleskopen Kanada – Frankrike-Hawaii-ytterligare fem yttre månar, vilket gav totalt tretton. Uppföljningsundersökningar av två lag 2002 respektive 2003 åter observerade alla fem av dessa månar-som var Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia och Neso.
och sedan den 15 juli 2013, ett team av astronomer som leds av Mark R., Showalter från SETI-Institutet avslöjade att de hade upptäckt en tidigare okänd fjortonde måne i bilder tagna av Rymdteleskopet Hubble från 2004-2009. Den ännu inte namngivna fjortonde månen, som för närvarande identifieras som S / 2004 N 1, antas mäta högst 16-20 km i diameter.
i enlighet med astronomiska konventionen är Neptunus månar alla hämtade från grekisk och romersk mytologi., I det här fallet, alla är uppkallade efter gudar i havet, eller för barn Poseidon (som inkluderar Triton, Proteus, Depsina och Thalassa), mindre grekiska vatten dieties (Naiad och Nereid) eller Nereids , vatten nymferna i den grekiska mytologin (Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia och Psamathe).
många av månarna namngavs dock inte officiellt förrän 1900-talet. Namnet Triton, som ursprungligen föreslogs av Camille Flammarion i hans 1880 bok Astronomie Populaire, men inte i gemensam användning förrän åtminstone 1930-talet.,
inre (vanliga) månar:
de inre månarna är nära förknippade med Neptunus smala ringsystem. De två innersta satelliterna, Naiad och Thalassa, bana mellan Galle och LeVerrier ringar, medan Despina banor precis innanför LeVerrier ring. Nästa måne, Galatea, kretsar precis inuti den mest framträdande Adams ringen och dess gravitation hjälper till att upprätthålla ringen genom att innehålla dess partiklar.
På grundval av observationsdata och antagna densiteter mäter Naiad 96 × 60 × 52 km och väger ungefär 1,9 x 1017 kg. Under tiden mäter Thalassa 108 x 100 × 52 km och väger 3.,5 x 1017 kg, Despina åtgärder 180 x 148 x 128 och väger 21 x 1017 kg, Galatea åtgärder 204 x 184 x 144 och väger 37,5 x 1017 kg, Larissa åtgärder 216 x 204 x 168 och väger 49,5 x 1017 kg, S/2004 N1 åtgärder 16-20 km i diameter och väger 0.5 ± 0,4 x 1017 kg. och Proteus åtgärder 436 x 416 x 402 och väger 50.35 x 1017 kg.
endast de två största vanliga månarna har avbildats med en upplösning som är tillräcklig för att urskilja deras former och ytfunktioner., Men med undantag för Larissa och Proteus (som i stor utsträckning är avrundade) tros alla Neptunus inre månar vara långsträckta i form. Dessutom är alla inre månar mörka föremål, med geometrisk albedo som sträcker sig från 7 till 10%.
deras spektra indikerade också att de är gjorda av vattenis förorenad av något mycket mörkt material, förmodligen organiska föreningar. I detta avseende liknar de inre neptuniska månarna Uranus inre månar.
yttre (oregelbundna) månar:
Neptunus oregelbundna månar består av planetens återstående satelliter (inklusive Triton)., De följer i allmänhet lutande excentriska och ofta retrograd banor långt från Neptunus; det enda undantaget är Triton, som kretsar nära planeten efter en cirkulär bana, men bakåtsträvande och lutande.
I ordning efter deras avstånd från planeten, oregelbunden månar är Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso och Psamathe, en grupp som omfattar både prograde och bakåtsträvande objekt. Med undantag för Triton och Nereid liknar Neptunus oregelbundna månar andra jätteplaneter och tros ha fångats gravitationellt av Neptunus.,
När det gäller storlek och massa är de oregelbundna månarna relativt konsekventa, allt från cirka 40 km i diameter och 4 x 1016 kg i massa (psamathe) till 62 km och 16 x 1016 kg för Halimede.
Triton och Nereid:
Triton och Nereid är ovanliga oregelbundna satelliter och behandlas således separat från de andra fem oregelbundna neptuniska månarna. Mellan dessa två och de andra oregelbundna månarna har fyra stora skillnader noterats.
först och främst är de de största två kända oregelbundna månarna i solsystemet., Triton själv är nästan en storleksordning större än alla andra kända oregelbundna månar och omfattar mer än 99,5% av all massa som är känd för att bana Neptunus (inklusive planetens ringar och tretton andra kända månar).
För det andra har de båda atypiskt små semi-stora axlar, med Triton ’ s över en storleksordning mindre än de av alla andra kända oregelbundna månar. För det tredje har de båda ovanliga orbitala excentriciteter: Nereid har en av de mest excentriska banorna i någon känd oregelbunden satellit, och Triton ’ s orbit är en nästan perfekt cirkel., Slutligen har Nereid också den lägsta lutningen hos någon känd oregelbunden satellit
med en medeldiameter på cirka 2700 km och en massa på 214080 ± 520 x 1017 kg, Triton är den största av Neptunus månar, och den enda som är tillräckligt stor för att uppnå hydrostatisk jämvikt (dvs är sfärisk i form). På ett avstånd av 354,759 km från Neptunus ligger det också mellan planetens inre och yttre månar.
Triton följer en bakåtsträvande och kvasi-cirkulär bana, och består till stor del av kväve, metan, koldioxid och vatten ices., Med en geometrisk albedo på mer än 70% och en Bond albedo så hög som 90% är den också ett av de ljusaste föremålen i solsystemet. Ytan har en rödaktig nyans, som äger interaktionen mellan ultraviolett strålning och metan, vilket orsakar tholiner.
Triton är också en av de kallaste månarna i solsystemet, med en yttemperatur på ca 38 K (235.2 °C). På grund av att månen är geologiskt aktiv (vilket resulterar i kryovolkanism) och yttemperaturvariationer som orsakar sublimering är Triton en av endast två månar i solsystemet som har en betydande atmosfär., Ungefär som det ’ s yta, Denna atmosfär består främst av kväve med små mängder metan och kolmonoxid, och med ett uppskattat tryck på ca 14 ?Bar.
Triton har en relativt hög densitet på ca 2 g / cm3 vilket indikerar att stenar utgör ungefär två tredjedelar av dess massa, och ices (huvudsakligen vattenisen) den återstående en tredjedel. Det kan också finnas ett lager av flytande vatten djupt inuti Triton, som bildar ett underjordiskt hav., Surface funktioner inkluderar den stora södra polar cap, äldre cratered plan Cross-cut av graben och scarps, samt ungdomliga funktioner som orsakas av endogen resurfacing.
På grund av dess bakåtsträvande bana och relativa närhet till Neptunus (närmare än månen är till jorden), Triton grupperas med planetens oregelbundna månar (se nedan). Dessutom tros det vara ett fångat föremål, eventuellt en dvärgplanet som en gång var en del av Kuiperbältet. Samtidigt är dessa orbitala egenskaper anledningen till att Triton upplever tidvattenretardation., och kommer så småningom att spiral inåt och kollidera med planeten om cirka 3,6 miljarder år.
Nereid är Neptunus tredje största måne. Den har en prograd men mycket excentrisk bana och tros vara en tidigare vanlig satellit som spreds till sin nuvarande bana genom gravitationsinteraktioner under Tritons fångst. Vatten IS har upptäckts spektroskopiskt på dess yta., Nereid visar stora, oregelbundna variationer i sin synliga storlek, som förmodligen orsakas av forcerad precession eller kaotisk rotation i kombination med en långsträckt form och ljusa eller mörka fläckar på ytan.
Formation:
Med tanke på den sneda massfördelningen i sina månar är det allmänt trott att Triton fångades efter bildandet av Neptunus ursprungliga satellitsystem – varav mycket skulle ha förstörts under fångstprocessen., Många teorier har erbjudits om mekanismerna för dess fångst genom åren.
det mest allmänt accepterade är att Triton är en överlevande medlem av ett binärt kuiperbälte som stördes med ett möte med Neptunus. I detta scenario, Triton”s fångade var resultatet av en tre-kropp möte, där det föll i en bakåtsträvande bana medan det andra objektet antingen förstördes eller utstötts i processen.,
Triton ’ s bana vid fångst skulle ha varit mycket excentrisk och skulle ha orsakat kaotiska störningar i banorna i de ursprungliga inre Neptuniansatelliterna, vilket fick dem att kollidera och minska till en skiva av murar. Först efter att Triton ’ s bana blev cirkulär igen kunde några av spillrorna åter accrete i dagens vanliga månar. Det betyder att det är troligt att Neptunus nuvarande inre satelliter inte är de ursprungliga kropparna som bildades med Neptunus.
numeriska simuleringar visar att det finns en 0.,41 sannolikheten att månen Halimede kolliderade med Nereid någon gång i det förflutna. Även om det inte är känt om någon kollision har ägt rum, verkar båda månarna ha liknande (”grå”) färger, vilket innebär att Halimede kan vara ett fragment av Nereid.
Med tanke på avståndet från solen var det enda uppdraget att någonsin studera Neptunus och dess månar nära Voyager 2-uppdraget. Och även om inga uppdrag för närvarande planeras, har flera förslag lagts fram som skulle se en robotsond skickas till systemet någon gång i slutet av 2020-talet eller början av 2030-talet.