СКОЛЬКО ЛУН В СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЕ?

Send

В течение тысячелетий люди смотрели на ночное небо и трепетали перед Луной. Для многих древних культур он представлял собой божество, и его циклам придавалось божественное значение. Ко времени античной античности и средневековья Луна считалась небесным телом, которое вращалось вокруг Земли, так же, как другие известные планеты того времени (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн).

Однако наше понимание лун было коренным образом изменено, когда в 1610 году астроном Галилео Галилей направил свой телескоп на Юпитер и заметил «четыре блуждающие звезды» вокруг Юпитера. С этого момента астрономы поняли, что планеты, отличные от Земли, могут иметь свои собственные луны - в некоторых случаях несколько десятков и более. Так сколько же лун в Солнечной системе?

По правде говоря, ответ на этот вопрос требует сначала немного разъяснений. Если мы говорим о подтвержденных спутниках, которые вращаются вокруг любой из планет Солнечной системы (то есть тех, которые соответствуют определению, принятому МАС в 2006 г.), то мы можем сказать, что в настоящее время существуют 173 известные луны. Однако, если мы откроем пол карликовым планетам, у которых есть объекты, вращающиеся вокруг них, число возрастет до 182.

Тем не менее, более 200 лун малых планет также наблюдались в Солнечной системе (по состоянию на январь 2012 года). Сюда входят 76 известных объектов в поясе астероидов со спутниками, четыре троянца Юпитера, 39 околоземных объектов (по два с двумя спутниками в каждом), 14 кроссоверов Марса и 84 естественных спутника Транснептуновых объектов. И еще около 150 малых тел были обнаружены в кольцах Сатурна. Если мы включим все это, то мы можем сказать, что Солнечная система имеет 545 известные спутники.

Внутренняя Солнечная Система:

Планеты Внутренней Солнечной системы - Меркурий, Венера, Земля и Марс - являются планетами земного типа, что означает, что они состоят из силикатной породы и минералов, которые различаются между металлическим ядром и силикатной мантией и земной корой. По ряду причин в этом регионе Солнечной системы существует несколько спутников.

В целом, только три естественных спутника существуют на орбите планетных тел во Внутренней Солнечной системе - Земля и Марс. В то время как ученые предполагают, что в прошлом вокруг Меркурия и Венеры были спутники, считается, что эти спутники воздействовали на поверхность очень давно. Причина этой редкости спутников во многом связана с гравитационным влиянием Солнца.

И Меркурий, и Венера находятся слишком близко к Солнцу (а в случае Меркурия слишком слабы с точки зрения собственного гравитационного притяжения), чтобы схватиться за проходящий объект или удержать кольца обломков на орбите, которые могли бы объединиться для образования спутника. через некоторое время. Земля и Марс смогли сохранить спутники, но в основном потому, что они являются самой внешней из Внутренних планет.

Земля имеет только один естественный спутник, с которым мы знакомы - Луна. При среднем радиусе 1737 км и массе 7,3477 x 10²² кг Луна в 0,273 раза больше Земли и массой 0,0123, что довольно много для спутника. Это также вторая самая плотная луна в нашей Солнечной системе (после 10) со средней плотностью 3,3464 г / см3.

Несколько теорий были предложены для формирования Луны. Сегодня преобладающей гипотезой является то, что система Земля-Луна сформировалась в результате удара между недавно сформированной прото-Землей и объектом размером с Марс (названным Тейей) примерно 4,5 миллиарда лет назад. В результате этого удара материал с обоих объектов вырвался бы на орбиту, где он в конечном итоге нарастал, образуя Луну.

Марс, между тем, имеет две луны - Фобос и Деймос. Как и наша собственная Луна, оба марсианских спутника приливно привязаны к Марсу, поэтому они всегда представляют одно и то же лицо на планете. По сравнению с нашей Луной они грубые и похожи на астероиды, а также намного меньше. Отсюда преобладающая теория, что когда-то они были астероидами, которые были выбиты из Главного Пояса гравитацией Юпитера, а затем были приобретены Марсом.

Большая луна - Фобос, чье имя происходит от греческого слова, которое означает «страх» (то есть фобия). Ширина Фобоса составляет всего 22,7 км, и его орбита расположена ближе к Марсу, чем к Деймосу. По сравнению с собственной Луной Земли, которая вращается на расстоянии 384 403 км от нашей планеты, Фобос вращается на среднем расстоянии всего 9 377 км над Марсом.

Вторая луна Марса - Деймос, которая берет свое название от греческого слова для паники. Он еще меньше, его длина составляет всего 12,6 км, а также он имеет менее неправильную форму. Его орбита размещает его намного дальше от Марса, на расстоянии 23 460 км, что означает, что Деймосу требуется 30,35 часа, чтобы завершить орбиту вокруг Марса.

Эти три луны представляют собой общую сумму лун, которые можно найти во Внутренней Солнечной системе (по крайней мере, по общепринятому определению). Но заглядывая дальше за границу, мы видим, что это действительно только верхушка айсберга. Думать мы когда-то верили Луна была единственной в своем роде!

Внешняя Солнечная Система:

За Поясом Астероидов (и Ледяной линией) все становится совсем по-другому. В этом регионе Солнечной системы каждая планета имеет существенную систему Лун; в случае Юпитера и Сатурна, достигающих, возможно, даже сотен. До настоящего времени было подтверждено, что на Луну Внешних Планет поступило 170 лун, а еще несколько сотен орбит малых тел и астероидов.

Благодаря своим огромным размерам, массе и гравитационному притяжению Юпитер имеет наибольшее количество спутников среди всех планет Солнечной системы. В настоящее время в систему Юпитера входит 67 известных лун, хотя, по оценкам, в ней может быть до 200 лун и лунек (большинство из которых еще не подтверждено и не классифицировано).

Четыре самых больших спутника Юпитера известны как Галилеевы спутники (названные в честь их первооткрывателя Галилея Галилея). К ним относятся: Ио, самое вулканически активное тело в нашей Солнечной системе; Европа, которая подозревается в наличии огромного подземного океана; Ганимед, самая большая луна в нашей Солнечной системе; и Каллисто, который, как также полагают, имеет подземный океан и имеет некоторые из самых старых поверхностных материалов в Солнечной системе.

Кроме того, существует Внутренняя группа (или группа Амальтеи), которая состоит из четырех небольших лун диаметром менее 200 км, орбиты с радиусами менее 200 000 км и наклонами орбиты менее половины градуса. В эту группу входят спутники Метиса, Адрастеи, Амальтеи и Фивы. Наряду с множеством пока невидимых внутренних лун, эти луны пополняют и поддерживают слабую систему колец Юпитера.

Юпитер также имеет массив нерегулярных спутников, которые значительно меньше и имеют более отдаленные и эксцентричные орбиты, чем другие. Эти луны разбиты на семейства, которые имеют сходство по орбите и составу и, как полагают, в значительной степени являются результатом столкновений крупных объектов, которые были захвачены гравитацией Юпитера.

По оценкам, подобно Юпитеру, у Сатурна есть по меньшей мере 150 лун и лун, но только 53 из этих лун были названы официальными именами. Из них 34 имеют диаметр менее 10 км, а еще 14 имеют диаметр от 10 до 50 км. Тем не менее, некоторые из его внутренних и внешних лун довольно большие, от 250 до 5000 км.

Традиционно, большинство спутников Сатурна были названы в честь титанов греческой мифологии и сгруппированы по размеру, орбитам и близости к Сатурну. У самых внутренних лун и регулярных лун есть небольшие наклонения орбиты и эксцентриситеты и продвинутые орбиты. Между тем нерегулярные спутники во внешних областях имеют орбитальные радиусы в миллионы километров, периоды обращения, продолжающиеся несколько лет, и движутся по ретроградным орбитам.

Внутренние Большие Луны, которые вращаются внутри кольца E, включают в себя более крупные спутники Мимас Энцелад, Тетис и Диона. Все эти луны состоят в основном из водяного льда и, как полагают, дифференцируются в скалистое ядро и ледяную мантию и кору. Большие Внешние Луны, которые вращаются вокруг E-кольца Сатурна, по составу аналогичны Внутренним Лунам, то есть состоят в основном из водяного льда и камня.

На 5150 км в диаметре и 1350 × 10²⁰ Масса Титана - самая большая луна Сатурна, и его масса составляет более 96% массы на орбите вокруг планеты. Титан также является единственной большой луной, которая имеет свою собственную атмосферу, которая является холодной, плотной и состоит в основном из азота с небольшой долей метана. Ученые также отметили наличие полициклических ароматических углеводородов в верхних слоях атмосферы, а также метановых кристаллов льда.

Поверхность Титана, которую трудно наблюдать из-за постоянной атмосферной дымки, показывает лишь несколько ударных кратеров, признаки криовулканов и продольных полей дюн, которые, по-видимому, были сформированы приливными ветрами. Титан также является единственным телом в Солнечной системе рядом с Землей, на поверхности которого находятся тела жидкости в форме метаноэтановых озер в северной и южной полярных областях Титана.

У Урана есть 27 известных спутников, которые подразделяются на категории более крупных лун, внутренних лун и нерегулярных лун (аналогично другим газовым гигантам). Самые большие спутники Урана - в порядке размера Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Диаметр и масса этих лун варьируются от 472 км до 6,7 × 10.¹⁹ кг для Миранды до 1578 км и 3,5 × 10²¹ кг для Титании. Каждая из этих лун особенно темная, с низкой связью и геометрическими альбедо. Ариэль самый яркий, а Умбриэль самый темный.

Считается, что все большие луны Урана сформировались в аккреционном диске, который существовал вокруг Урана в течение некоторого времени после его образования, или в результате большого воздействия, которому подвергался Уран в начале его истории. Каждый состоит из примерно равного количества камня и льда, за исключением Миранды, которая состоит в основном из льда.

Ледяной компонент может включать аммиак и диоксид углерода, в то время как считается, что скальный материал состоит из углеродистого материала, включая органические соединения (аналогично астероидам и кометам). Их составы, как полагают, дифференцированы с ледяной мантией, окружающей скалистое ядро.

Нептун имеет 14 известных спутников, все из которых, кроме одного, названы в честь греческого и римского морских божеств (за исключением S / 2004 N 1, который в настоящее время не назван). Эти луны делятся на две группы - регулярные и неправильные луны - в зависимости от их орбиты и близости к Нептуну. Регулярные спутники Нептуна - Наяда, Таласса, Деспина, Галатея, Лариса, S / 2004 N 1 и Протей - это те, которые находятся ближе всего к планете и следуют круговым, прогрессирующим орбитам, которые лежат в экваториальной плоскости планеты.

Нерегулярные спутники Нептуна состоят из оставшихся спутников планеты (включая Тритон). Они обычно следуют наклонным эксцентрическим и часто ретроградным орбитам вдали от Нептуна. Единственное исключение - это Тритон, который вращается вокруг планеты, следуя круговой орбите, 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.

Со средним диаметром около 2700 км (ми) 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.

Эти луны составляют львиную долю естественных спутников, находящихся в Солнечной системе. Тем не менее, благодаря постоянным исследованиям и улучшениям, сделанным в нашем оборудовании, спутники обнаруживаются также на орбите вокруг малых тел.

Карликовые планеты и другие тела:

Как уже отмечалось, в Солнечной системе есть несколько карликовых планет, TNO и других тел, которые также имеют свои собственные луны. Они состоят в основном из естественных спутников, которые были подтверждены на орбите Плутона, Эриды, Хаумеа и Макемаке. С пятью орбитальными спутниками Плутон имеет наиболее подтвержденные спутники (хотя это может измениться при дальнейшем наблюдении).

Самый большой и самый близкий на орбите к Плутону - Харон. Эта луна была впервые идентифицирована в 1978 году астрономом Джеймсом Кристи с использованием фотографических пластин из Военно-морской обсерватории США (USNO) в Вашингтоне, округ Колумбия. За Хароном находятся четыре других околоземных спутника - Стикс, Никс, Кербер и Гидра, соответственно.

Nix и Hydra были открыты одновременно в 2005 году поисковой командой Плутона, используя космический телескоп Хаббл. Та же команда обнаружила Kerberos в 2011 году. Пятый и последний спутник, Styx, был обнаружен космическим кораблем New Horizons в 2012 году во время съемки изображений Плутона и Харона.

Харон, Стикс и Керберос достаточно массивны, чтобы под действием собственной силы тяжести упасть в форму сфероида. Между тем Никс и Гидра имеют продолговатую форму. Система Плутон-Харон необычна, поскольку она является одной из немногих систем в Солнечной системе, барицентр которой находится над поверхностью первичной поверхности. Короче говоря, Плутон и Харон вращаются вокруг друг друга, заставляя некоторых ученых утверждать, что это «система двойных карликов» вместо планеты-карлика и орбитальной луны.

Кроме того, это необычно тем, что каждое тело приливно привязано к другому. Харон и Плутон всегда представляют одно и то же лицо друг другу; и из любой позиции на одном теле, другой всегда находится в том же положении на небе, или всегда скрыт. Это также означает, что период вращения каждого из них равен времени, которое требуется всей системе для вращения вокруг ее общего центра тяжести.

В 2007 году наблюдения обсерватории Близнецов на участках гидратов аммиака и кристаллов воды на поверхности Харона позволили предположить наличие активных криогейзеров. Казалось бы, это указывает на то, что у Плутона есть подповерхностный океан с теплой температурой и что ядро является геологически активным. Считается, что спутники Плутона образовались в результате столкновения Плутона с телом подобного размера в начале истории Солнечной системы. Столкновение выпустило материал, который консолидировался в спутники вокруг Плутона.

На втором месте - Хаумеа с двумя известными лунами - Хиаака и Намака, названные в честь дочерей гавайской богини. Оба были обнаружены в 2005 году командой Брауна при проведении наблюдений за Хаумеа в W.M. Кекская обсерватория. Hi’iaka, которую команда Caltech первоначально назвала «Рудольфом», была обнаружена 26 января 2005 года.

Он является внешним и - примерно 310 км в диаметре - более крупным и ярким из двух, и вращается вокруг Хаумеа почти по кругу каждые 49 дней. Инфракрасные наблюдения показывают, что его поверхность почти полностью покрыта чистым кристаллическим водяным льдом. Из-за этого Браун и его команда предположили, что луна является осколком Хаумеа, который сломался во время столкновения.

Намака, самый маленький и самый внутренний из них, был обнаружен 30 июня 2005 года и получил прозвище «Блитцен». Это десятая часть массы Хисяки, и за 18 дней она движется по высокоэллиптической орбите. Обе луны окружают Хаумеа высоко эксцентричными орбитами. Оценки их массы пока не сделаны.

У Эриды есть одна луна под названием Дисномия, которая названа в честь дочери Эриды в греческой мифологии, которая впервые появилась 10 сентября 2005 года, через несколько месяцев после открытия Эриды. Луна была замечена командой, использующей телескопы Keck на Гавайях, которые занимались наблюдением за четырьмя самыми яркими TNO (Плутон, Макемэйк, Хаумеа и Эрис) в то время.

В апреле 2016 года наблюдения с использованием Космический телескоп ХабблШирокая полевая камера 3 показала, что у Makemake был естественный спутник, который был обозначен S / 2015 (136472) 1 (по прозвищу MK 2 исследовательской группой). По оценкам, он составляет 175 км (110 миль) в диаметре и имеет большую полуось, по крайней мере, в 21 000 км (13 000 миль) от Макемаке.

Самые большие и самые маленькие луны:

Титул самой большой луны в Солнечной системе принадлежит Ганимеду, диаметр которого составляет 5262,4 километра (3270 миль). Это не только делает его больше, чем Луна Земли, но и даже больше, чем планета Меркурий - хотя она имеет только половину массы Меркурия. Что касается самого маленького спутника, то это связь между S / 2003 J 9 и S / 2003 J 12. Эти два спутника, оба из которых вращаются вокруг Юпитера, имеют диаметр около 1 км (0,6 миль).

При обсуждении количества известных лун в Солнечной системе важно отметить, что ключевое слово здесь - «известный». С каждым годом подтверждается все больше спутников, и подавляющее большинство тех, о которых мы теперь знаем, были обнаружены только в последние несколько десятилетий. По мере того, как наши усилия по разведке продолжаются, а наши инструменты совершенствуются, мы можем обнаружить, что вокруг них скрываются сотни людей!

Мы написали много интересных статей о лунах Солнечной системы здесь, в журнале Space. Вот что такое самая большая луна в Солнечной системе? Что такое планеты Солнечной системы? Сколько лун у Земли? Сколько лун у Марса? Сколько лун у Юпитера? Сколько лун у Сатурна? Сколько лун у Урана ?, Сколько лун у Нептуна есть?

Для получения дополнительной информации обязательно посетите страницу исследования солнечной системы НАСА.

Мы записали целую серию подкастов о Солнечной системе в Astronomy Cast. Проверьте их здесь.

Источники: