Neptuns måner -Moons of Neptune
Planeten Neptun har 14 kendte måner , som er opkaldt efter mindre vandguder i græsk mytologi . Langt den største af dem er Triton , opdaget af William Lassell den 10. oktober 1846, 17 dage efter opdagelsen af selve Neptun; over et århundrede gik før opdagelsen af den anden naturlige satellit, Nereid . Neptuns yderste måne Neso , som har en omløbsperiode på omkring 26 julianske år , kredser længere fra sin planet end nogen anden måne i solsystemet .
Triton er unik blandt måner med planetmasse , idet dens bane er retrograd til Neptuns rotation og hælder i forhold til Neptuns ækvator, hvilket tyder på, at den ikke dannedes i kredsløb om Neptun, men i stedet blev indfanget af den gravitationsmæssigt. Den næststørste satellit i solsystemet, der mistænkes for at være fanget, Saturns måne Phoebe , har kun 0,03% af Tritons masse. Indfangningen af Triton, der sandsynligvis fandt sted nogen tid efter, at Neptun dannede et satellitsystem, var en katastrofal begivenhed for Neptuns oprindelige satellitter, der forstyrrede deres baner, så de kolliderede og dannede en murbrokker. Triton er massiv nok til at have opnået hydrostatisk ligevægt og til at bevare en tynd atmosfære, der er i stand til at danne skyer og dis.
Indenfor Triton er syv små regelmæssige satellitter , som alle har prograde kredsløb i fly, der ligger tæt på Neptuns ækvatorialplan; nogle af disse kredser blandt Neptuns ringe . Den største af dem er Proteus . De blev samlet igen fra murbrokkerskiven, der blev genereret efter Tritons erobring, efter at den Tritonske bane blev cirkulær. Neptun har også seks ydre uregelmæssige satellitter mere end Triton, inklusive Nereid, hvis baner er meget længere fra Neptun og med høj hældning: Tre af disse har prograde baner, mens de resterende har retrograde baner. Især Nereid har en usædvanlig tæt og excentrisk bane for en uregelmæssig satellit, hvilket tyder på, at det engang kan have været en almindelig satellit, der var væsentligt forstyrret til sin nuværende position, da Triton blev fanget. De to yderste neptunske irregulære satellitter, Psamathe og Neso , har de største kredsløb af alle naturlige satellitter, der er opdaget i solsystemet til dato.
Historie
Opdagelse
Triton blev opdaget af William Lassell i 1846, blot sytten dage efter opdagelsen af Neptun . Nereid blev opdaget af Gerard P. Kuiper i 1949. Den tredje måne, senere navngivet Larissa , blev først observeret af Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky og David J. Tholen den 24. maj 1981. Astronomerne observerede en stjernes nærme tilnærmelse til Neptun og ledte efter ringe, der ligner dem, der blev opdaget omkring Uranus fire år tidligere. Hvis ringe var til stede, ville stjernens lysstyrke falde lidt lige før planetens nærmeste nærme sig. Stjernens lysstyrke faldt kun i flere sekunder, hvilket betød, at det skyldtes en måne snarere end en ring.
Der blev ikke fundet flere måner, før Voyager 2 fløj ved Neptun i 1989. Voyager 2 genopdagede Larissa og opdagede fem indre måner: Naiad , Thalassa , Despina , Galatea og Proteus . I 2001 fandt to undersøgelser med store jordbaserede teleskoper fem yderligere ydre måner, hvilket bragte det samlede antal til tretten. Opfølgende undersøgelser foretaget af to hold i henholdsvis 2002 og 2003 genobserverede alle fem af disse måner, som er Halimede , Sao , Psamathe , Laomedeia og Neso . En sjette kandidatmåne blev også fundet i 2002-undersøgelsen, men gik tabt derefter.
I 2013 opdagede Mark R. Showalter Hippocamp , mens han undersøgte Hubble Space Telescope-billeder af Neptuns ringbuer fra 2009. Han brugte en teknik svarende til panorering for at kompensere for orbital bevægelse og tillade stabling af flere billeder for at få svage detaljer frem. Efter at have besluttet på et indfald at udvide søgeområdet til radier langt ud over ringene, fandt han en utvetydig prik, der repræsenterede nymånen. Han fandt det derefter gentagne gange i andre arkiv-HST-billeder, der går tilbage til 2004. Voyager 2 , som havde observeret alle Neptuns andre indre satellitter, opdagede det ikke under dets forbiflyvning i 1989 på grund af dets mørke.
Navne
Triton havde ikke et officielt navn før det tyvende århundrede. Navnet "Triton" blev foreslået af Camille Flammarion i hans bog Astronomie Populaire fra 1880 , men det kom først i almindelig brug i 1930'erne. Indtil dette tidspunkt var det normalt blot kendt som "Neptuns satellit". Andre Neptuns måner er også opkaldt efter græske og romerske vandguder , i overensstemmelse med Neptuns position som havets gud: enten fra græsk mytologi , normalt børn af Poseidon , den græske Neptun (Triton, Proteus, Despina, Thalassa); elskere af Poseidon (Larissa); klasser af mindre græske vandguder ( Naiad , Nereid ); eller specifikke Nereider (Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia, Psamathe). Den senest opdagede måne, Hippocamp, blev efterladt unavngiven fra 2013 til 2019, hvor den blev opkaldt efter Hippocamp , et mytologisk væsen, der var halvt hest og halvt fisk.
For de "normale" irregulære satellitter er den generelle konvention at bruge navne, der ender på "a" for prograde satellitter, navne, der ender på "e" for retrograde satellitter, og navne, der ender på "o" for usædvanligt skrånende satellitter, nøjagtigt som konventionen for Jupiters måner . To asteroider deler de samme navne som Neptuns måner: 74 Galatea og 1162 Larissa .
Egenskaber
Neptuns måner kan opdeles i to grupper: regelmæssige og uregelmæssige. Den første gruppe omfatter de syv indre måner, som følger cirkulære prograde baner, der ligger i Neptuns ækvatorialplan. Den anden gruppe består af alle syv andre måner inklusive Triton. De følger generelt skrå excentriske og ofte retrograde baner langt fra Neptun; den eneste undtagelse er Triton, som kredser tæt på planeten efter en cirkulær bane, selvom den er retrograd og skrånende.
Regelmæssige måner
I rækkefølge efter afstand fra Neptun er de regulære måner Naiad , Thalassa , Despina , Galatea , Larissa , Hippocamp og Proteus . Alle undtagen de to ydre er inden for Neptuns synkrone kredsløb (Neptuns rotationsperiode er 0,6713 dag eller 16 timer) og bliver derfor tidevandsretarderet . Naiad, den nærmeste regulære måne, er også den næstmindste blandt de indre måner (efter opdagelsen af Hippocamp), hvorimod Proteus er den største regelmæssige måne og den næststørste måne i Neptun. De første fem måner kredser meget hurtigere end selve Neptuns rotation, der spænder fra 7 timer for Naiad og Thalassa , til 13 timer for Larissa .
De indre måner er tæt forbundet med Neptuns ringe . De to inderste satellitter, Naiad og Thalassa, kredser mellem Galle- og LeVerrier-ringene . Despina kan være en hyrdemåne af LeVerrier-ringen, fordi dens kredsløb ligger lige inden for denne ring. Den næste måne, Galatea , kredser lige inden for den mest fremtrædende af Neptuns ringe, Adams-ringen . Denne ring er meget smal, med en bredde på ikke over 50 km og har fem indlejrede lyse buer . Tyngdekraften af Galatea hjælper med at begrænse ringpartiklerne inden for et begrænset område i radial retning, hvilket bevarer den smalle ring. Forskellige resonanser mellem ringpartiklerne og Galatea kan også have en rolle i at opretholde buerne.
Kun de to største regulære måner er blevet afbildet med en opløsning, der er tilstrækkelig til at skelne deres former og overfladetræk. Larissa, omkring 200 km i diameter, er aflang. Proteus er ikke væsentligt aflang, men heller ikke helt sfærisk: den ligner et uregelmæssigt polyeder med flere flade eller let konkave facetter på 150 til 250 km i diameter. Med en diameter på omkring 400 km er den større end Saturn-månen Mimas , som er fuldt ellipseformet. Denne forskel kan skyldes en tidligere kollisionsafbrydelse af Proteus. Overfladen af Proteus er stærkt krateret og viser en række lineære træk. Dets største krater, Pharos, er mere end 150 km i diameter.
Alle Neptuns indre måner er mørke objekter: deres geometriske albedo varierer fra 7 til 10%. Deres spektre indikerer, at de er lavet af vandis forurenet med noget meget mørkt materiale, sandsynligvis komplekse organiske forbindelser . I denne henseende ligner de indre neptunske måner de indre uranske måner .
Uregelmæssige måner
I rækkefølge efter deres afstand fra planeten er de uregelmæssige måner Triton , Nereid , Halimede , Sao , Laomedeia , Psamathe og Neso , en gruppe der omfatter både prograde og retrograde objekter. De fem yderste måner ligner de uregelmæssige måner på andre gigantiske planeter og menes at være blevet fanget af Neptun med gravitation, i modsætning til de almindelige satellitter, som sandsynligvis er dannet in situ .
Triton og Nereid er usædvanlige irregulære satellitter og behandles således adskilt fra de andre fem irregulære neptunske måner, som mere ligner de ydre irregulære satellitter på de andre ydre planeter. For det første er de de største to kendte uregelmæssige måner i solsystemet, hvor Triton er næsten en størrelsesorden større end alle andre kendte uregelmæssige måner. For det andet har de begge atypisk små semi-hovedakser, hvor Tritons er over en størrelsesorden mindre end alle andre kendte uregelmæssige måner. For det tredje har de begge usædvanlige kredsløbsexcentriciteter: Nereid har en af de mest excentriske kredsløb af enhver kendt uregelmæssig satellit, og Tritons kredsløb er en næsten perfekt cirkel. Endelig har Nereid også den laveste hældning af enhver kendt uregelmæssig satellit.
Triton
Triton følger en retrograd og kvasi-cirkulær bane og menes at være en gravitationsfanget satellit. Det var den anden måne i solsystemet, der blev opdaget at have en betydelig atmosfære , som primært er nitrogen med små mængder metan og kulilte . Trykket på Tritons overflade er omkring 14 μbar . I 1989 observerede Voyager 2 rumfartøjet, hvad der så ud til at være skyer og dis i denne tynde atmosfære. Triton er et af de koldeste legemer i solsystemet med en overfladetemperatur på omkring 38 K (−235,2 °C). Dens overflade er dækket af nitrogen, metan, kuldioxid og vandis og har en høj geometrisk albedo på mere end 70 %. Bond-albedoen er endnu højere og når op til 90%. Overfladetræk inkluderer den store sydlige polarkappe , ældre kraterplaner gennemskåret af graben og scarps , såvel som ungdommelige træk sandsynligvis dannet af endogene processer som kryovulkanisme . Voyager 2- observationer afslørede en række aktive gejsere i polarhætten opvarmet af Solen, som udsender faner til en højde på op til 8 km. Triton har en relativt høj massefylde på omkring 2 g/cm 3 , hvilket indikerer, at klipper udgør omkring to tredjedele af dens masse, og is (hovedsageligt vandis) den resterende tredjedel. Der kan være et lag flydende vand dybt inde i Triton, der danner et underjordisk hav. På grund af sin retrograde bane og relative nærhed til Neptun (tættere end Månen er på Jorden), får tidevandsdeceleration Triton til at spiralere indad, hvilket vil føre til dens ødelæggelse om omkring 3,6 milliarder år.
Nereid
Nereid er Neptuns tredjestørste måne. Den har en prograd, men meget excentrisk bane og menes at være en tidligere almindelig satellit, der blev spredt til sin nuværende bane gennem gravitationsinteraktioner under Tritons fangst. Vandis er blevet detekteret spektroskopisk på dens overflade. Tidlige målinger af Nereid viste store, uregelmæssige variationer i dens synlige størrelse, som blev spekuleret i at være forårsaget af tvungen præcession eller kaotisk rotation kombineret med en aflang form og lyse eller mørke pletter på overfladen. Dette blev modbevist i 2016, da observationer fra Kepler-rumteleskopet kun viste mindre variationer. Termisk modellering baseret på infrarøde observationer fra Spitzer- og Herschel -rumteleskoperne tyder på, at Nereid kun er moderat aflangt, hvilket forhindrer tvungen præcession af rotationen. Den termiske model indikerer også, at overfladeruheden af Nereid er meget høj, sandsynligvis ligner Saturn-månen Hyperion .
Normale uregelmæssige måner
Blandt de resterende uregelmæssige måner følger Sao og Laomedeia prograde baner, mens Halimede, Psamathe og Neso følger retrograde baner. I betragtning af ligheden mellem deres baner blev det foreslået, at Neso og Psamathe kunne have en fælles oprindelse i opbruddet af en større måne. Psamathe og Neso har de største baner af alle naturlige satellitter, der er opdaget i solsystemet til dato. De tager 25 år at kredse om Neptun med et gennemsnit på 125 gange afstanden mellem Jorden og Månen. Neptun har den største bakkekugle i solsystemet, primært på grund af dens store afstand fra Solen; dette giver den mulighed for at bevare kontrollen over sådanne fjerne måner. Ikke desto mindre kredser de jovianske måner i Carme- og Pasiphae-grupperne med en større procentdel af deres primære Hill-radius end Psamathe og Neso.
Dannelse
Massefordelingen af de neptunske måner er den mest skæve af satellitsystemerne på de gigantiske planeter i solsystemet. En måne, Triton, udgør næsten hele systemets masse, mens alle andre måner tilsammen kun udgør en tredjedel af en procent. Dette svarer til Saturns månesystem, hvor Titan udgør mere end 95 % af den samlede masse, men er forskellig fra de mere afbalancerede systemer Jupiter og Uranus. Årsagen til skævheden i det nuværende neptunske system er, at Triton blev fanget et godt stykke efter dannelsen af Neptuns originale satellitsystem, og eksperter formoder, at meget af systemet blev ødelagt under indfangningsprocessen.
Tritons kredsløb ved indfangning ville have været meget excentrisk og ville have forårsaget kaotiske forstyrrelser i de oprindelige indre neptunske satellitters kredsløb, hvilket fik dem til at kollidere og reducere til en murbrokker. Dette betyder, at det er sandsynligt, at Neptuns nuværende indre satellitter ikke er de originale kroppe, der blev dannet med Neptun. Først efter at Tritons kredsløb blev cirkulært, kunne nogle af murbrokkerne samle sig igen i de nuværende regulære måner.
Mekanismen bag Tritons fangst har været genstand for adskillige teorier gennem årene. En af dem postulerer, at Triton blev fanget i et møde med tre kroppe . I dette scenarie er Triton det overlevende medlem af et binært Kuiper-bælteobjekt forstyrret af dets møde med Neptun.
Numeriske simuleringer viser, at der er 0,41 sandsynlighed for, at månen Halimede kolliderede med Nereid på et eller andet tidspunkt i fortiden. Selvom det ikke vides, om nogen kollision har fundet sted, ser begge måner ud til at have lignende ("grå") farver, hvilket antyder, at Halimede kunne være et fragment af Nereid.
Liste
Bekræftede måner
|
‡ Prograder uregelmæssige måner |
♠ Retrograde uregelmæssige måner |
De neptunske måner er opført her efter omløbsperiode, fra korteste til længste. Uregelmæssige (fangede) måner er markeret med farve. Banerne og middelafstandene for de uregelmæssige måner er variable over korte tidsskalaer på grund af hyppige planet- og solforstyrrelser , derfor er gennemsnittet af de anførte orbitale elementer for alle uregelmæssige måner over en 800-årig numerisk integration . Deres orbitale elementer er alle baseret på epoken den 1. januar 2000. Triton, den eneste neptunske måne, der er massiv nok til, at dens overflade er kollapset til en sfæroide , er opmuntret.
| Bestille |
Etiket |
Navn | Udtale ( nøgle ) |
Billede |
Abs. magn. |
Diameter (km) |
Masse ( × 1016 kg ) |
Halvhovedakse (km) |
Omløbsperiode ( d ) |
Orbital hældning ( ° ) |
Excentricitet |
Opdagelsesår _ |
Opdager |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | III | Naiad | / ˈ n eɪ ə d , ˈ n aɪ æ d / |  |
9.6 | 60,4 (96 × 60 × 52) |
≈ 13 | 48 224 | +0,2944 | 4.691 | 0,0047 | 1989 | Voyager Science Team |
| 2 | IV | Thalassa | / θ ə ˈ l æ s ə / |  |
8.7 | 81,4 (108 × 100 × 52) |
≈ 35 | 50 074 | +0,3115 | 0,135 | 0,0018 | 1989 | Voyager Science Team |
| 3 | V | Despina | / d ə ˈ s p aɪ n ə / |  |
7.3 | 156 (180 × 148 × 128) |
≈ 170 | 52 526 | +0,3346 | 0,068 | 0,0004 | 1989 | Voyager Science Team |
| 4 | VI | Galatea | / ˌ ɡ æ l ə ˈ t iː ə / |  |
7.2 | 174,8 (204 × 184 × 144) |
≈ 280 | 61 953 | +0,4287 | 0,034 | 0,0001 | 1989 | Voyager Science Team |
| 5 | VII | Larissa | / l ə ˈ r ɪ s ə / |  |
6.8 | 194 (216 × 204 × 168) |
≈ 380 | 73 548 | +0,5555 | 0,205 | 0,0012 | 1981 | Reitsema et al. |
| 6 | XIV | Hippocamp | / ˈ h ɪ p ə k æ m p / |  |
10.5 | 34,8 ± 4,0 | ≈ 2,2 | 105 283 | +0,9500 | 0,064 | 0,0005 | 2013 | Showalter et al. |
| 7 | VIII | Proteus | / ˈ p r oʊ t i ə s / | .jpg) |
5,0 | 420 (436 × 416 × 402) |
≈ 3900 | 117 646 | +1,1223 | 0,075 | 0,0005 | 1989 | Voyager Science Team |
| 8 | jeg | Triton ♠ | / ˈ t r aɪ t ən / | .jpg) |
–1.2 | 2 705,2 ± 4,8 ( _ 2709 × 2706 × 2705 ) |
2 139 000 | 354 759 | −5,8769 | 156.865 | 0,0000 | 1846 | Lassell |
| 9 | II | Nereid ‡ | / ˈ n ɪər i ə d / |  |
4.4 | 357 ± 13 | ≈ 2400 | 5 504 000 | +360,14 | 5.800 | 0,749 | 1949 | Kuiper |
| 10 | IX | Halimede ♠ | / ˌ h æ l ə ˈ m iː d iː / |  |
10,0 | ≈ 61 | ≈ 12 | 15 753 700 | −1 879 ,55 | 133,8 | 0,566 | 2002 | Holman et al. |
| 11 | XI | Sao ‡ | / ˈ s eɪ oʊ / |  |
11.1 | ≈ 40 | ≈ 3,4 | 22 381 400 | +2 914 ,26 | 48,2 | 0,299 | 2002 | Holman et al. |
| 12 | XII | Laomedeia ‡ | / ˌ l eɪ ə m ə ˈ d iː ə / |  |
10.8 | ≈ 40 | ≈ 3,4 | 23 607 900 | +3 179,59 _ | 34,8 | 0,418 | 2002 | Holman et al. |
| 13 | x | Psamathe ♠ | / ˈ s æ m ə θ iː / |  |
11,0 | ≈ 38 | ≈ 2,9 | 46 701 600 | −9 110 ,44 | 137,1 | 0,451 | 2003 | Sheppard et al. |
| 14 | XIII | Neso ♠ | / ˈ n iː s oʊ / |  |
10.7 | ≈ 60 | ≈ 11 | 50 045 900 | −9 617 ,75 | 132,3 | 0,447 | 2002 | Holman et al. |
Ubekræftede måner
En sjette kandidat til en irregulær satellit af Neptun, betegnet 'c02N4', blev opdaget i en undersøgelse ledet af Matthew J. Holman den 14. august 2002, men blev først set igen af Very Large Telescope den 3. september 2002, før den gik tabt derefter. Yderligere forsøg på at gendanne objektet mislykkedes, hvilket efterlod dets kredsløb ubestemt. Det kan have været en kentaur i stedet for en satellit, selvom dens lille mængde bevægelse i forhold til Neptun over en måned tyder på, at det faktisk var en satellit. Baseret på dets lysstyrke blev objektet anslået til at have en diameter på 33 km og at have været omkring 25,1 millioner km (0,168 AU ) fra Neptun, da det blev fundet.
| Navn | Tilsyneladende størrelse (R) |
Absolut størrelse | Diameter (km) | Observeret afstand (km) | Gruppe | Opdagelsesår | Status |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| c02N4 | 25.3 | ≈ 10,8 | ≈ 33 | ≈ 25 100 000 | ukendt | 2002 | Muligvis en kentaur eller uregelmæssig satellitkandidat; blev opdaget i august og september 2002, før den efterfølgende gik tabt efter mislykkede forsøg på at genoprette objektet |