Нептун, этот ледяной газовый гигант, который является восьмой планетой от нашего Солнца, был открыт в 1846 году двумя астрономами - Урбаном Ле Верье и Иоганном Галле. В соответствии с соглашением о планетарной номенклатуре, Нептун был назван в честь римского бога моря (эквивалент греческого Посейдона). И только через семнадцать дней после того, как он был обнаружен, астрономы начали замечать, что у него тоже была система лун.
Первоначально можно было наблюдать только Тритон - самую большую луну Нептуна. Но к середине 20-го века и позже, благодаря усовершенствованиям наземных телескопов и разработке роботизированных космических зондов, будет открыто гораздо больше лун. В настоящее время Нептун имеет 14 признанных спутников, и в честь своей родительской планеты все они названы в честь греческих мифов в качестве малых водных божеств.
Обнаружение и Наименование:
Тритон, самый крупный и массивный спутник Нептуна, был обнаружен первым. Это было замечено Уильямом Ласселлом 10 октября 1846 года, всего через семнадцать дней после обнаружения Нептуна. Пройдет почти столетие, прежде чем будут обнаружены другие луны.
Первым был Нереид, вторая по величине и самой массивной луне Нептуна, которая была обнаружена 1 мая 1949 года Джерардом П. Кейпером (в честь которого назван пояс Койпера) с помощью фотопластин из обсерватории Макдональд в Форт-Дэвисе, штат Техас. Третью луну, позже названную Ларисой, впервые наблюдали Гарольд Дж. Рейтсема, Уильям Б. Хаббард, Ларри А. Лебофски и Дэвид Дж. Толен 24 мая 1981 года.
Открытие этой луны было чисто случайным и произошло в результате продолжающегося поиска колец, подобных тем, которые были обнаружены вокруг Урана четырьмя годами ранее. Если бы на самом деле присутствовали кольца, яркость звезды немного уменьшилась бы перед самым близким приближением планеты. Наблюдая за близким приближением звезды к Нептуну, ее яркость уменьшалась, но только на несколько секунд. Это указывало на присутствие луны, а не кольца.
Лун не было найдено до Вояджер 2 пролетел над Нептуном в 1989 году. В процессе прохождения через систему космический зонд заново открыл Ларису и обнаружил пять дополнительных внутренних лун: Найад, Таласса, Деспина, Галатея и Протеус.
В 2001 году в ходе двух исследований с использованием больших наземных телескопов - Межамериканской обсерватории Серро-Тололо и телескопов Канада-Франция-Гавайи - было обнаружено пять дополнительных внешних спутников, в результате чего общее число таких спутников достигло тринадцати. Последующие опросы, проведенные двумя командами в 2002 и 2003 годах, соответственно, позволили повторно изучить все пять из этих лун - это были Халимед, Сан, Псамате, Лаомедея и Несо.
А затем 15 июля 2013 года группа астрономов во главе с Марком Р. Шоуолтером из Института SETI обнаружила, что они обнаружили ранее неизвестную четырнадцатую луну на снимках, сделанных космическим телескопом Хаббла в 2004–2009 годах. Предполагается, что диаметр еще не названной четырнадцатой луны, в настоящее время идентифицируемой как S / 2004 N 1, составляет не более 16–20 км.
В соответствии с астрономическим соглашением спутники Нептуна все взяты из греческой и римской мифологии. В этом случае все названы в честь богов моря или детей Посейдона (в том числе Тритона, Протея, Депсины и Талассы), незначительных греческих водных диет (наяд и нереидов) или нерейдов, водных нимф в греческой мифологии ( Халимед, Галатея, Несо, Сан, Лаомедея и Псамате).
Тем не менее, многие из лун не были официально названы до 20-го века. Имя Тритон, которое было первоначально предложено Камилем Фламмарионом в его книге 1880 года Astronomie Populaire, но не для общего пользования, по крайней мере, до 1930-х
Внутренние (регулярные) луны:
Регулярные спутники Нептуна - это те, которые расположены ближе всего к планете и которые следуют круговым круговым виткам, которые лежат в экваториальной плоскости планеты. Они расположены в порядке расстояния от Нептуна: Найад (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, кроме двух внешних, находятся в пределах Нептун-синхронной орбиты (это означает, что орбита Нептуна медленнее, чем его орбитальный период (0,6713 дней) и, таким образом, приливно замедляется.
Внутренние спутники тесно связаны с узкой кольцевой системой Нептуна. Два самых внутренних спутника, Naiad и Thalassa, вращаются между кольцами Галле и Леверье, тогда как Деспина вращается прямо внутри кольца Леверье. Следующая луна, Галатея, вращается вокруг самого выдающегося кольца Адамса, и ее гравитация помогает поддерживать кольцо, удерживая его частицы.
На основании данных наблюдений и предполагаемой плотности Naiad измеряет 96 × 60 × 52 км и весит приблизительно 1,9 × 1017 кг. Между тем, Таласса имеет размеры 108 х 100 х 52 км и весит 3,5 х 1017 кг; Деспина имеет размеры 180 х 148 х 128 и весит 21 х 1017 кг; Галатея имеет размеры 204 х 184 х 144 и весит 37,5 х 1017 кг; Лариса имеет размеры 216 х 204 х 168 и весит 49,5 х 1017 кг; S / 2004 N1 имеет размеры 16-20 км в диаметре и весит 0,5 ± 0,4 х 1017 кг; и Proteus имеет размеры 436 x 416 x 402 и весит 50,35 x 1017 кг.
Только две самые большие регулярные луны были получены с разрешением, достаточным, чтобы различить их формы и особенности поверхности. Тем не менее, за исключением Ларисы и Протея (которые в основном округлены), все внутренние луны Нептуна считаются вытянутыми по форме. Кроме того, все внутренние лунные темные объекты с геометрическим альбедо колеблются от 7 до 10%.
Их спектры также показали, что они сделаны из водяного льда, загрязненного каким-то очень темным материалом, вероятно, органическими соединениями. В этом отношении внутренние нептуновские спутники похожи на внутренние спутники Урана.
Внешние (нерегулярные) луны:
Нерегулярные спутники Нептуна состоят из оставшихся спутников планеты (включая Тритон). Они обычно следуют наклонным эксцентрическим и часто ретроградным орбитам вдали от Нептуна; единственное исключение - Тритон, который вращается близко к планете после круговой орбиты, хотя и ретроградный и наклонный.
В порядке их расстояния от планеты, неправильными лунами являются Тритон, Нереид, Халимед, Сан, Лаомедея, Несо и Псаматэ, группа, которая включает в себя как проградные, так и ретроградные объекты. За исключением Тритона и Нереиды, нерегулярные спутники Нептуна похожи на спутники других планет-гигантов, и считается, что Нептун гравитационно захватил их.
По размеру и массе нерегулярные луны относительно непротиворечивы, начиная примерно с 40 км в диаметре и 4 х 1016 кг массы (Псамате) до 62 км и 16 х 1016 кг для Halimede.
Тритон и Нереид:
Тритон и Нереид являются необычными нерегулярными спутниками и поэтому рассматриваются отдельно от других пяти нерегулярных нептуновых лун. Между этими двумя и другими нерегулярными лунами было отмечено четыре основных различия.
Прежде всего, они являются двумя крупнейшими известными неправильными лунами в Солнечной системе. Сам Тритон почти на порядок больше, чем все другие известные нерегулярные луны, и составляет более 99,5% всей массы, известной на орбите Нептуна (включая кольца планеты и тринадцать других известных лун).
Во-вторых, они оба имеют нетипично малые большие полуоси, причем у Тритона он на порядок меньше, чем у всех других известных нерегулярных лун. В-третьих, у них обоих необычные орбитальные эксцентриситеты: у Нереиды одна из самых эксцентричных орбит среди всех известных нерегулярных спутников, а орбита Тритона - почти идеальная окружность. Наконец, у Нереиды также самый низкий наклон из всех известных нерегулярных спутников.
Со средним диаметром около 2700 км и массой 214080 ± 520 х 1017 кг, Тритон - самый большой из лун Нептуна и единственный, достаточно большой для достижения гидростатического равновесия (то есть имеет сферическую форму). На расстоянии 354 759 км от Нептуна он также находится между внутренним и внешним спутниками планеты.
Тритон следует по ретроградной и квазикруглой орбите и состоит в основном из азота, метана, углекислого газа и водяного льда. С геометрическим альбедо более 70% и альбедо Бонда до 90%, он также является одним из самых ярких объектов в Солнечной системе. Поверхность имеет красноватый оттенок, обусловленный взаимодействием ультрафиолетового излучения и метана, вызывающих образование толинов.
Тритон также является одной из самых холодных лун в Солнечной системе с температурой поверхности около 38 К (? 235,2 ° C). Однако из-за геологической активности Луны (что приводит к криовулканизму) и колебаний температуры поверхности, которые вызывают сублимацию, Тритон является одним из двух спутников в Солнечной системе, который имеет существенную атмосферу. Как и ее поверхность, эта атмосфера состоит в основном из азота с небольшим количеством метана и окиси углерода, а расчетное давление составляет около 14 бар.
Тритон имеет относительно высокую плотность около 2 г / см.3 что указывает на то, что камни составляют около двух третей его массы, а льды (в основном, водяной лед) - на оставшуюся треть. В глубине Тритона также может быть слой жидкой воды, образующий подземный океан. Поверхностные особенности включают большую южную полярную шапку, более старые изогнутые плоскости, изрезанные грабеном и скарпами, а также юношеские особенности, вызванные эндогенной шлифовкой.
Из-за своей ретроградной орбиты и относительной близости к Нептуну (ближе, чем Луна к Земле), Тритон группируется с неправильными лунами 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 конечном итоге будет вращаться внутрь и сталкиваться с планетой примерно через 3,6 миллиарда лет.
Нереида - третья по величине луна Нептуна. Он имеет прогрессивную, но очень эксцентричную орбиту и считается бывшим регулярным спутником, который был рассеян на его нынешнюю орбиту благодаря гравитационным взаимодействиям во время захвата Тритона. Водяной лед был обнаружен спектроскопически на его поверхности. Нереида демонстрирует большие нерегулярные изменения в видимой величине, которые, вероятно, вызваны вынужденной прецессией или хаотическим вращением в сочетании с удлиненной формой и яркими или темными пятнами на поверхности.
Образование:
Учитывая неравномерное распределение массы в его лунах, широко распространено мнение, что Тритон был захвачен после формирования первоначальной спутниковой системы Нептуна - большая часть которой была бы уничтожена в процессе захвата. Много теорий было предложено относительно механизмов его захвата за эти годы.
Наиболее широко признанным является то, что Тритон является выжившим членом бинарного Объекта пояса Койпера, который был разрушен при столкновении с Нептуном. В этом сценарии плен Тритона был результатом столкновения с тремя телами, когда он упал на ретроградную орбиту, в то время как другой объект был либо уничтожен, либо выброшен в процессе.
Орбита Тритона при захвате была бы очень эксцентричной и вызывала бы хаотические возмущения на орбитах исходных внутренних нептунских спутников, заставляя их сталкиваться и превращаться в обломки диска. Только после того, как орбита Тритона снова стала круговой, некоторые из обломков могли вновь нарастить в современные регулярные спутники. Это означает, что вполне вероятно, что нынешние внутренние спутники Нептуна не являются исходными телами, которые сформировались с Нептуном.
Численное моделирование показывает, что существует вероятность 0,41, что лунный Галимед столкнулся с Нереидой в прошлом. Хотя неизвестно, произошло ли какое-либо столкновение, обе луны, похоже, имеют схожие («серые») цвета, подразумевая, что Халимед мог быть фрагментом Нереиды.
Учитывая его удаленность от Солнца, единственной миссией, которая когда-либо изучала Нептун и его спутники вблизи, была миссия Voyager 2. И хотя в настоящее время никаких миссий не планируется, было выдвинуто несколько предложений, согласно которым роботизированный зонд будет отправлен в систему в конце 2020-х или начале 2030-х годов.
У нас есть много интересных статей о Нептуне, Лунах Нептуна и регионе Транс-Нептуна здесь, в журнале Space. Вот полная статья о Лунном Тритоне, Наяде и Нереиде Нептуна и S / 2004 N 1.
Вот прекрасная статья о последних обнаруженных транс-нептунских объектах и о том, как астроном предсказывает, как минимум, две большие планеты в Солнечной системе
Для получения дополнительной информации посетите страницу исследования Солнечной системы НАСА под названием «Нептун: самая ветреная планета».
