Нептун, онзи леден газов гигант, който е осмата планета от нашето Слънце, е открит през 1846 г. от двама астрономи - Урбейн Льо Верие и Йохан Гале. В съответствие с конвенцията за планетарната номенклатура, Нептун е кръстен на римския бог на морето (еквивалент на гръцкия Посейдон). И само седемнадесет дни след откриването му астрономите започнаха да забелязват, че и той има система от луни.
Първоначално можеше да се наблюдава само Тритон - най-голямата луна на Нептун. Но до средата на 20 век и след това, благодарение на подобренията в наземните телескопи и развитието на роботизирани космически сонди, ще бъдат открити още много луни. Сега Нептун има 14 признати спътника и в чест на тяхната родителска планета всички са посочени за дребни водни божества в гръцката митология.
Откриване и именуване:
Тритон, като най-големият и най-масивен от луните на Нептун, беше първият открит. Той е наблюдаван от Уилям Ласел на 10 октомври 1846 г., само седемнадесет дни след откриването на Нептун. Щеше да мине почти век, преди да бъдат открити всякакви други луни.
Първият беше Нерейд, втората по големина и най-масивна луна на Нептун, която беше открита на 1 май 1949 г. от Джерард П. Куйпер (за когото е кръстен поясът на Койпер), използвайки фотографски табели от обсерваторията Макдоналд във Форт Дейвис, Тексас. Третата луна, по-късно наречена Лариса, е наблюдавана за първи път от Харолд Дж. Рейтема, Уилям Б. Хъбард, Лари А. Лебофски и Дейвид Дж. Толен на 24 май 1981 г.
Откриването на тази луна беше чисто случайно и се случи в резултат на продължаващото търсене на пръстени, подобни на тези, открити около Уран четири години по-рано. Ако всъщност присъстваха пръстени, светимостта на звездата ще намалее леко преди най-близкия подход на планетата. Докато наблюдавах близкия подход на звездата към Нептун, светимостта на звездата намаля, но само за няколко секунди. Това показваше наличието на луна, а не пръстен.
Досега не бяха открити други луни Вояджър 2 полети от Нептун през 1989 г. В хода на преминаването през системата космическата сонда преоткри Лариса и откри пет допълнителни вътрешни луни: Наяд, Таласа, Деспина, Галатея и Протей.
През 2001 г. две проучвания, използващи големи наземни телескопи - Междуамериканската обсерватория Серо Тололо и телескопите Канада-Франция-Хаваи, откриха пет допълнителни външни луни, като общият им показател достига до тринадесет. Последващи проучвания от два екипа съответно през 2002 и 2003 г. отново наблюдаваха всичките пет луни - които бяха Халимеде, Сао, Псамате, Лаомедия и Несо.
И тогава на 15 юли 2013 г. екип от астрономи, ръководен от Марк Р. Шоултър от института SETI, разкри, че те са открили неизвестна досега четиринадесета луна в изображения, направени от космическия телескоп Хъбъл от 2004–2009 г. Смята се, че все още неназованата четиринадесета луна, понастоящем идентифицирана като S / 2004 N 1, е с диаметър не повече от 16–20 км.
В съответствие с астрономическата конвенция, луните на Нептун са взети от гръцката и римската митология. В този случай всички са наречени за морски богове или за децата на Посейдон (които включват Тритон, Протей, Депсина и Таласа), дребни гръцки водни диети (Наяд и Нерейд) или Нереиди, водните нимфи в гръцката митология ( Халимеде, Галатея, Несо, Сао, Лаомедия и Псамате).
Въпреки това много от луните не бяха официално назовани чак до 20 век. Името Тритон, първоначално предложено от Камил Фламарион в книгата си от 1880 година Astronomie Populaire, но не в обща употреба най-малко през 30-те години.
Вътрешни (редовни) Луни:
Редовните луни на Нептун са тези, които са разположени най-близо до планетата и следват кръгли програмидни орбити, които се намират в екваториалната равнина на планетата. Те са по ред на разстояние от Нептун: Наяд (48 227 км), Таласа (50 074 км), Деспина (52 526 км), Галатея (61 953 км), Лариса (73 558 км), S / 2004 N 1 (105 300 ± 50 км) ) и Протей (117 646 км). Всички, освен външните две, са в синхронна орбита на Нептун (което означава, че орбитата на Нептун е по-бавна от орбиталния период (0,6713 дни) и по този начин се намалява.
Вътрешните луни са тясно свързани с тясната пръстенна система на Нептун. Двата най-вътрешни спътника, Найад и Таласа, орбитират между пръстените Гале и ЛеВерие, докато Деспина орбитира точно вътре в пръстена на ЛеВерие. Следващата луна, Галатея, орбитира точно вътре в най-видния пръстен на Адамс и неговата гравитация помага за поддържането на пръстена, като съдържа неговите частици.
Въз основа на данните от наблюденията и предполагаемата плътност, Naiad измерва 96 × 60 × 52 км и тежи приблизително 1,9 x 1017 килограма. Междувременно Таласа измерва 108 х 100 × 52 км и тежи 3,5 х 1017 килограма; Despina е с размери 180 x 148 x 128 и тежи 21 x 1017 килограма; Галатеята е с размери 204 х 184 х 144 и тежи 37,5 х 1017 килограма; Лариса е с размери 216 х 204 х 168 и тежи 49,5 х 1017 килограма; S / 2004 N1 е с диаметър 16-20 км и тежи 0,5 ± 0,4 х 1017 килограма; и Proteus е с размери 436 x 416 x 402 и тежи 50,35 x 1017 килограма.
Само двете най-големи редовни луни са били изобразени с разделителна способност, достатъчна да различи техните форми и особености на повърхността. Въпреки това, с изключение на Лариса и Протей (които са до голяма степен закръглени), всички вътрешни луни на Нептун се смятат за издължени във форма. В допълнение, всички вътрешни луни тъмни предмети, с геометрично албедо варира от 7 до 10%.
Техните спектри също показват, че са направени от воден лед, замърсен от някакъв много тъмен материал, вероятно органични съединения. В това отношение вътрешните нептунови луни са подобни на вътрешните луни на Уран.
Външни (неправилни) Луни:
Нередоновите луни на Нептун се състоят от останалите спътници на планетата (включително Тритон). Те обикновено следват наклонени ексцентрични и често ретроградни орбити, далеч от Нептун; Единственото изключение е Тритон, който орбитира близо до планетата след кръгова орбита, макар и ретроградна и наклонена.
В зависимост от разстоянието си от планетата, нередовните луни са Тритон, Нереид, Халимеде, Сао, Лаомедия, Несо и Псамате, група, която включва както програмисти, така и ретроградни обекти. С изключение на Тритон и Нерейд, неправилните луни на Нептун са подобни на тези на други гигантски планети и се смята, че са гравитационно превзети от Нептун.
По отношение на размера и масата, неправилните луни са сравнително последователни, вариращи от около 40 км в диаметър и 4 х 1016 kg маса (Psamathe) до 62 km и 16 x 1016 кг за Халимеде.
Тритон и Нерейд:
Тритон и Нерейд са необичайни нередовни спътници и по този начин са третирани отделно от останалите пет нередовни нептунови луни. Между тези две и другите нередовни луни са забелязани четири основни разлики.
На първо място, те са най-големите две известни нередовни луни в Слънчевата система. Самият Тритон е почти с порядък по-голям от всички други известни нередовни луни и съдържа повече от 99,5% от цялата маса, известна за орбита на Нептун (включително пръстените на планетата и тринадесет други известни луни).
Второ, и двамата имат нетипично малки полу-големи оси, като Тритон е с порядък по-малък от този на всички други известни нередовни луни. Трето, и двамата имат необичайни орбитални ексцентриситети: Нереид има една от най-ексцентричните орбити от всеки известен нередовен спътник, а орбитата на Тритон е почти перфектен кръг. И накрая, Nereid има и най-ниския наклон на всеки известен нередовен сателит
Със среден диаметър около 2700 км и маса 214080 ± 520 х 1017 kg, Тритон е най-големият от луните на Нептун и единственият достатъчно голям, за да постигне хидростатично равновесие (т.е. е сферична форма). На разстояние 354,759 км от Нептун той също седи между вътрешните и външните луни на планетата.
Тритонът следва ретроградна и квази-кръгова орбита и е съставен до голяма степен от азот, метан, въглероден диоксид и водни конци. С геометричен албедо над 70% и Bond албедо до 90%, той е и един от най-ярките обекти в Слънчевата система. Повърхността има червеникав оттенък, благодарение на взаимодействието на ултравиолетовата радиация и метана, причинявайки толини.
Тритонът също е един от най-студените луни в Слънчевата система, с повърхностна температура около 38 K (? 235.2 ° C). Поради това, че Луната е геологично активна (което води до криовулканизъм) и температурни промени в повърхността, които причиняват сублимация, Тритон е една от само две луни в Слънчевата система, която има съществена атмосфера. Подобно на повърхността, тази атмосфера е съставена предимно от азот с малки количества метан и въглероден оксид и с приблизително налягане около 14? Bar.
Тритонът има сравнително висока плътност от около 2 g / cm3 което показва, че скалите представляват около две трети от масата му, а останките (главно воден лед), останалата една трета. Възможно е също да има слой течна вода дълбоко вътре в Тритон, образуващ подземен океан. Повърхностните характеристики включват голямата южна полярна шапка, по-старите щайгирани равнини, пресечени от грабен и шалчета, както и младежки черти, причинени от ендогенна резорбция.
Поради своята ретроградна орбита и относителната близост до Нептун (по-близо от Луната до Земята), Тритон е групиран с нередовни луни на планетата (виж по-долу). Освен това се смята, че е заловен обект, вероятно планета джудже, която някога е била част от пояса на Койпер. В същото време тези орбитални характеристики са причината, поради която Тритон изпитва приливно забавяне. и в крайна сметка ще се извие навътре и ще се сблъска с планетата след около 3,6 милиарда години.
Нереид е третата по големина луна на Нептун. Той има програмидна, но много ексцентрична орбита и се смята, че е бивш редовен спътник, който е бил разпръснат до текущата си орбита чрез гравитационни взаимодействия по време на улавянето на Тритон. Водният лед е бил спектроскопски открит на повърхността му. Nereid показва големи, неправилни изменения във видимата си величина, които вероятно са причинени от принудителна прецесия или хаотично въртене, съчетано с удължена форма и ярки или тъмни петна по повърхността.
Образуване:
Като се има предвид еднократното разпределение на масата в нейните луни, широко се смята, че Тритон е превзет след формирането на оригиналната сателитна система на Нептун - голяма част от които биха били унищожени в процеса на улавяне. Предложени са много теории относно механизмите на неговото улавяне през годините.
Най-общоприетото е, че Тритон е оцелял член на двоичен обект на колан на Койпер, който беше прекъснат при среща с Нептун. При този сценарий уловеният Тритон е резултат от среща с три тела, при която той попада в ретроградна орбита, докато другият обект е или унищожен, или изхвърлен в процеса.
Орбитата на Тритон при улавяне би била силно ексцентрична и би причинила хаотични смущения в орбитите на първоначалните вътрешни Нептунови спътници, причинявайки им сблъскване и намаляване на диск от развалини. Едва след като орбитата на Тритон отново стана кръгова, някои от развалините отново се натрупват в днешните редовни луни. Това означава, че съществуващите вътрешни спътници на Нептун не са оригиналните тела, образувани с Нептун.
Числените симулации показват, че има 0,41 вероятност луната Халимеде да се е сблъскала с Нереид по някое време в миналото. Въпреки че не е известно дали е имало сблъсък, и двата луни изглеждат сходни („сиви“) цветове, което предполага, че Халимеде може да бъде фрагмент от Нереид.
Като се има предвид разстоянието му от Слънцето, единствената мисия, която някога е изучавала Нептун и неговите луни отблизо, беше мисията Voyager 2. И макар в момента да не се планират мисии, са направени няколко предложения, които да видят роботизирана сонда, изпратена до системата някъде в края на 2020-те или началото на 2030-те.
Имаме много интересни статии за Нептун, луните на Нептун и региона на Трансптуптън от списание Space. Ето пълна статия за Лунния тритон на Нептун, Наяд и Нерейд и S / 2004 N 1.
Ето една прекрасна статия за най-новите транснептунови обекти, които трябва да бъдат открити, и как астрономите прогнозират най-малко две по-големи планети в Слънчевата система
За повече информация, разгледайте страницата за изследване на Слънчевата система на НАСА, озаглавена „Нептун: Най-успешната планета“.
