Узнайте сколько спутников у Нептуна, какие их характеристики и почему они делятся на внутренние и внешние спутники этого ледяного гиганта.
Нептун, ледяной газовый гигант, восьмая планета от нашего Солнца, был открыт в 1846 году двумя астрономами – Урбеном Ле Верье и Иоганном Галле. Согласно общепринятой планетной номенклатуре, Нептун был назван в честь римского бога моря (эквивалент греческого Посейдона). И уже через семнадцать дней после его открытия астрономы начали замечать, что он тоже имеет систему спутников.
Сколько спутников у Нептуна?
Сначала можно было наблюдать только Тритон – самый большой спутник Нептуна. Но к середине 20-го века и позже, благодаря совершенствованию наземных телескопов и разработке роботизированных космических зондов, было открыто гораздо больше спутников.
Сейчас Нептун имеет 14 признанных спутников, и в честь своей материнской планеты все они названы в честь малых водных божеств греческой мифологии.
Открытие и наименование спутников Нептуна
Тритон, самый большой и массивный из спутников Нептуна, был открыт первым. Его увидел Уильям Ласселл 10 октября 1846 года, всего через семнадцать дней после открытия Нептуна. Прошло почти столетие, прежде чем были открыты другие спутники.
Что такое Облако Оорта: известные факты
Следующей была Нереида, второй по размеру и массивности спутник Нептуна, который был открыт 1 мая 1949 года Джерардом П. Койпером (в честь которого назван Пояс Койпера) с помощью фотопластинок из обсерватории Макдональда в Форт-Девисе, штат Техас.
Третий спутник, позже названный Ларисой, впервые наблюдали Гарольд Рейцема, Уильям Б. Хаббард, Ларри А. Лебофски и Дэвид Толен 24 мая 1981 года.
Открытие этого спутника было чисто случайным и произошло в результате длительного поиска колец, подобных тем, что были обнаружены вокруг Урана четырьмя годами ранее. Если бы кольца действительно присутствовали, светимость звезды несколько уменьшилась бы непосредственно перед ближайшим сближением с планетой. Во время наблюдения близкого сближения звезды с Нептуном светимость звезды упала, но лишь на несколько секунд. Это указывало на наличие спутника, а не кольца.
Больше не было найдено ни одного спутника, пока “Вояджер-2” не пролетел мимо Нептуна в 1989 году. Во время пролета через систему космический зонд снова открыл Ларису и обнаружил еще пять внутренних спутников: Наяда, Таласса, Деспина, Галатея и Протей.
В 2001 году два исследования с использованием крупных наземных телескопов – межамериканской обсерватории Серро Тололо и телескопов Канада-Франция-Гавайи – обнаружили еще пять внешних спутников, доведя их общее количество до тринадцати. Дальнейшие исследования, проведенные двумя командами в 2002 и 2003 годах, соответственно, позволили повторно наблюдать все пять этих спутников – Галимеда, Сан, Псамате, Лаомедея и Несо.
А 15 июля 2013 года команда астрономов во главе с Марком Р. Шоуолтером (Mark R. Showalter) из Института SETI сообщила, что обнаружила ранее неизвестный четырнадцатый спутник на снимках, сделанных космическим телескопом “Хаббл” в 2004-2009 годах. Пока безымянный четырнадцатый спутник, который сейчас идентифицирован как S/2004 N 1, имеет не более 16-20 км в диаметре.
Согласно астрономической традиции, все спутники Нептуна взяты из греческой и римской мифологии. В этом случае все они названы в честь богов моря или детей Посейдона (к которым относятся Тритон, Протей, Депсина и Таласса), второстепенных греческих водных диет (Наяда и Нереида) или нереид – водных нимф греческой мифологии (Галимеда, Галатея, Несо, Сао, Лаомедея и Псаматея).
Однако многие спутники не получили официальных названий до 20-го века. Имя Тритон, которое первоначально предложил Камиль Фламмарион в своей книге “Популярная астрономия” 1880 года, но не вошло во всеобщее употребление по крайней мере до 1930-х годов.
Внутренние (регулярные) Луны Нептуна
Мы узнали сколько спутников у Нептуна, но какова их классификация?
Регулярные спутники Нептуна – это те, что расположены ближе всего к планете и движутся по круговым орбитам, которые лежат в экваториальной плоскости планеты. Они расположены в порядке удаленности от Нептуна: Наяда (48 227 км), Таласса (50 074 км), Деспина (52 526 км), Галатея (61 953 км), Лариса (73 548 км), S/2004 N 1 (105 300 ± 50 км) и Протей (117 646 км).
Все спутники, кроме двух внешних, находятся на синхронной с Нептуном орбите (это означает, что они вращаются вокруг Нептуна медленнее его орбитального периода (0,6713 суток) и, таким образом, испытывают приливное торможение.
Внутренние спутники тесно связаны с системой узких колец Нептуна. Два внутренних спутника, Наяда и Таласса, вращаются между кольцами Галле и Леверье, тогда как Деспина вращается непосредственно внутри кольца Леверье. Следующий спутник, Галатея, вращается внутри наиболее заметного кольца Адамса, и его гравитация помогает поддерживать кольцо, удерживая его частицы.
Исходя из данных наблюдений и предположений о плотности, Наяда имеет размеры 96 × 60 × 52 км и весит примерно 1,9 × 1017 кг. Между тем Таласса имеет размеры 108 х 100 х 52 км и весит 3,5 х 1017 кг; Деспина – 180 х 148 х 128 и весит 21 х 1017 кг; Галатея – 204 х 184 х 144 и весит 37,5 х 1017 кг; Лариса – 216 х 204 х 168 и весит 49,5 х 1017 кг; S/2004 N1 – 16-20 км в диаметре и весит 0,5 ± 0,4 х 1017 кг; а Протей – 436 х 416 х 402 и весит 50,35 х 1017 кг.
Лишь два крупнейших регулярных спутника были сфотографированы с разрешением, достаточным для того, чтобы различить их формы и особенности поверхности. Однако, за исключением Ларисы и Протея (которые имеют преимущественно округлую форму), считается, что все внутренние спутники Нептуна имеют вытянутую форму. Кроме того, все внутренние спутники темные объекты, с геометрическим альбедо от 7 до 10%.
Их спектры также указывают на то, что они состоят из водяного льда, загрязненного каким-то очень темным материалом, вероятно, органическими соединениями. В этом отношении внутренние спутники Нептуна похожи на внутренние спутники Урана.
Внешние (неправильные) спутники Нептуна
Неправильные спутники Нептуна состоят из остальных спутников планеты (включая Тритон). Обычно они движутся по наклонным эксцентричным и часто ретроградным орбитам вдали от Нептуна; единственным исключением является Тритон, который вращается близко к планете по круговой орбите, хотя и ретроградной и наклонной.
В порядке удаленности от планеты неправильные спутники – Тритон, Нереида, Галимеда, Сао, Лаомедея, Несо и Псамате – группа, которая включает как прогрессивные, так и ретроградные объекты. За исключением Тритона и Нереиды, неправильные спутники Нептуна похожи на спутники других планет-гигантов и, как полагают, были гравитационно захвачены Нептуном.
По размеру и массе неправильные спутники относительно однородны – от примерно 40 км в диаметре и 4 x 1016 кг массы (Псамата) до 62 км и 16 x 1016 кг для Галимеда.
Тритон и Нереида
Тритон и Нереида являются необычными неправильными спутниками и поэтому рассматриваются отдельно от других пяти неправильных спутников Нептуна. Между этими двумя и другими неправильными спутниками есть четыре основных различия.
Прежде всего, они являются крупнейшими из двух известных неправильных спутников в Солнечной системе. Сам Тритон почти на порядок больше всех других известных неправильных спутников и составляет более 99,5% всей массы, вращающейся вокруг Нептуна (включая кольца планеты и тринадцать других известных спутников).
Во-вторых, они оба имеют нетипично малые полуоси, причем у Тритона они на порядок меньше, чем у всех остальных известных неправильных спутников. В-третьих, они оба имеют необычные орбитальные эксцентриситеты: Нереида имеет одну из самых эксцентричных орбит среди всех известных неправильных спутников, а орбита Тритона – почти идеальный круг. Наконец, Нереида также имеет самый низкий наклон среди всех известных нерегулярных спутников.
Имея средний диаметр около 2700 км и массу 214080 ± 520 x 1017 кг, Тритон является крупнейшим из спутников Нептуна и единственным, который имеет достаточно большой размер для достижения гидростатического равновесия (то есть имеет сферическую форму). На расстоянии 354 759 км от Нептуна он расположен между внутренним и внешним спутниками планеты.
Тритон движется по ретроградной квазиколевой орбите и состоит преимущественно из азота, метана, углекислого газа и водяного льда. Имея геометрическое альбедо более 70% и альбедо Бонда до 90%, он также является одним из самых ярких объектов Солнечной системы. Поверхность имеет красноватый оттенок, который возникает в результате взаимодействия ультрафиолетового излучения и метана, что вызывает появление толинов.
Тритон также является одним из самых холодных спутников в Солнечной системе, с температурой поверхности около 38 K (?235,2 °C). Однако, благодаря геологической активности (что приводит к криовулканизму) и колебаниям температуры поверхности, которые вызывают сублимацию, Тритон является одним из двух спутников в Солнечной системе, имеющих значительную атмосферу. Как и поверхность, эта атмосфера состоит преимущественно из азота с небольшими примесями метана и угарного газа, а ее давление составляет около 14 бар.
Тритон имеет относительно высокую плотность – около 2 г/см3, что указывает на то, что горные породы составляют около двух третей его массы, а льды (преимущественно водяной лед) – оставшуюся треть. Глубоко внутри Тритона также может существовать слой жидкой воды, образующий подземный океан. Особенности поверхности включают большую южную полярную шапку, древние кратерные плоскости, изрезанные грабенами и уступами, а также молодые черты, вызванные эндогенным всплытием
Из-за своей ретроградной орбиты и относительной близости к Нептуну (ближе, чем Луна к Земле) Тритон причисляют к группе неправильных спутников планеты (см. ниже). Кроме того, считается, что это захваченный объект, возможно, карликовая планета, которая когда-то была частью пояса Койпера. В то же время эти орбитальные характеристики являются причиной того, что Тритон испытывает приливное замедление. и в конце концов закрутится внутрь и столкнется с планетой примерно через 3,6 миллиарда лет.
Нереида – третий по величине спутник Нептуна. Он имеет поступательную, но очень эксцентричную орбиту и считается бывшим регулярным спутником, который был разбросан на свою нынешнюю орбиту из-за гравитационных взаимодействий во время захвата Тритона. На его поверхности спектроскопически обнаружен водяной лед. Нереида демонстрирует большие, нерегулярные колебания видимой звездной величины, которые, вероятно, вызваны вынужденной прецессией или хаотичным вращением в сочетании с вытянутой формой и яркими или темными пятнами на поверхности.
Учитывая однобокое распределение массы его спутников, считается, что Тритон был захвачен после формирования первоначальной спутниковой системы Нептуна, значительная часть которой была бы разрушена в процессе захвата. В течение многих лет было предложено много теорий относительно механизмов его захвата.
Самая распространенная из них заключается в том, что Тритон является уцелевшим членом бинарного объекта Пояса Койпера, который был разрушен при столкновении с Нептуном. По этому сценарию, Тритон был захвачен в результате столкновения трех тел, где он упал на ретроградную орбиту, тогда как другой объект был либо разрушен, либо выброшен в процессе.
Орбита Тритона при захвате была бы очень эксцентричной и вызвала бы хаотические возмущения на орбитах первоначальных внутренних спутников Нептуна, что привело бы к их столкновению и превращению в диск обломков. Лишь после того, как орбита Тритона снова стала круговой, некоторые обломки смогли снова соединиться в современные регулярные спутники. Это означает, что современные внутренние спутники Нептуна не являются первоначальными телами, которые образовались вместе с Нептуном.
Численное моделирование показывает, что существует вероятность 0,41, что спутник Галимеда когда-то в прошлом столкнулся с Нереидой. Хотя неизвестно, произошло ли столкновение, оба спутника имеют похожий (“серый”) цвет, что свидетельствует о том, что Галимед может быть фрагментом Нереиды.
Как изучались спутники Нептуна
Учитывая расстояние от Солнца, единственной миссией, которая когда-либо изучала Нептун и его спутники вблизи, была миссия “Вояджер-2”. И хотя сейчас никаких миссий не планируется, было сделано несколько предложений, которые предусматривают отправку роботизированного зонда в систему в конце 2020-х или в начале 2030-х годов.
Источник: https://www.universetoday.com
