КОЛКО ЛУНИ СА В СЛЪНЧЕВАТА СИСТЕМА?

Send

В продължение на хилядолетия човешките същества се взираха в нощното небе и бяха удивени от страховете на Луната. За много древни култури тя представляваше божество и нейните цикли придаваха божествено значение. По времето на класическата античност и средновековието Луната се е считала за небесно тяло, което обикаля около Земята, подобно на другите известни планети на деня (Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн).

Нашето разбиране за луните обаче беше революционно, когато през 1610 г. астрономът Галилео Галилей насочи телескопа си към Юпитер и забеляза „четири скитащи звезди“ около Юпитер. От този момент нататък астрономите разбраха, че планетите, различни от Земята, могат да имат свои луни - в някои случаи няколко десетки или повече. И така, колко луни има в Слънчевата система?

В интерес на истината, отговорът на този въпрос първо изисква малко уточнение. Ако говорим за потвърдени луни, които обикалят около една от планетите на Слънчевата система (т.е. тези, които са в съответствие с определението, прието от IAU през 2006 г.), тогава можем да кажем, че в момента има 173 известни луни. Ако обаче отворим пода за планетите джуджета, които имат предмети в орбита, числото се изкачва до 182.

В Слънчевата система (от януари 2012 г.) обаче са наблюдавани над 200 луни на малки планети. Това включва 76-те известни обекта в астероидния пояс със спътници, четири тропичани Юпитер, 39 обекта в близост до Земята (два с два сателита всеки), 14 Марс-кроссери и 84 природни спътника на Транс-Нептуновите обекти. И около 150 допълнителни малки тела са наблюдавани в пръстените на Сатурн. Ако включим всички тези, тогава можем да кажем, че има Слънчевата система 545 известни спътници.

Вътрешна слънчева система:

Планетите на Вътрешната слънчева система - Меркурий, Венера, Земята и Марс - всички са земни планети, което означава, че са съставени от силикатна скала и минерали, които са диференцирани между метално ядро и силикатна мантия и кора. Поради редица причини в този регион на Слънчевата система съществуват малко спътници.

Всичко казано, само три природни спътника съществуват около орбитни планетни тела във Вътрешната слънчева система - Земята и Марс. Докато учените теоретизират, че около Меркурий и Венера е имало луни в миналото, смята се, че тези луни са се отразили на повърхността много отдавна. Причината за тази оскъдност на спътниците има много общо с гравитационното влияние на Слънцето.

И Меркурий, и Венера са твърде близо до Слънцето (и в случая на Меркурий, твърде слаб по отношение на собственото си гравитационно дърпане), за да се хванат за преминаващ обект или да се задържат върху пръстени от отломки в орбита, които биха могли да се слеят и да образуват спътник във времето. Земята и Марс успяха да задържат спътници, но главно защото са най-отдалечените от Вътрешните планети.

Земята има само един естествен спътник, с който сме запознати - на Луната. Със среден радиус от 1737 км и маса от 7,3477 х 10 ² кг, Луната е 0,273 пъти по-голяма от Земята и 0,0123 като масивна, което е доста голямо за сателит. Това е и втората най-плътна луна в нашата Слънчева система (след Io) със средна плътност 3,3464 g / cm³.

За формирането на Луната са предложени няколко теории. Преобладаващата днес хипотеза е, че системата Земя-Луна се е образувала в резултат на въздействие между новосформираната прото-Земя и обект с размер на Марс (наречен Тея) преди около 4,5 милиарда години. Това въздействие щеше да взриви материал от двата обекта в орбита, където в крайна сметка се натрупа, за да образува Луната.

Междувременно Марс има две луни - Фобос и Деймос. Подобно на нашата собствена Луна, и двете марсиански луни са приковани в Марс, така че те винаги представляват едно и също лице към планетата. В сравнение с нашата Луна, те са груби и астероидни на външен вид, а също и много по-малки. Оттук и преобладаващата теория, че някога те са били астероиди, които са били изхвърлени от Главния пояс чрез гравитацията на Юпитер и са били придобити от Марс.

По-голямата луна е Фобос, чието име идва от гръцката дума, която означава "страх" (т.е. фобия). Фобос е с размери само 22,7 км и има орбита, която го поставя по-близо до Марс от Деймос. В сравнение със собствената Луна на Земята - която орбитира на разстояние 384 403 км от нашата планета - Фобос орбитира на средно разстояние само 9 377 км над Марс.

Втората луна на Марс е Деймос, която получава името си от гръцката дума за паника. Той е още по-малък, с размери само 12,6 км и освен това е с по-малка неправилна форма. Неговата орбита го поставя много по-далеч от Марс, на разстояние 23 466 км, което означава, че на Deimos са необходими 30,35 часа, за да завърши орбита около Марс.

Тези три луни са сумата от луните, които трябва да се намерят във Вътрешната слънчева система (поне, по конвенционалното определение). Но поглеждайки по-далеч в чужбина, виждаме, че това наистина е само върхът на айсберга. Да си помислим, че някога сме вярвали в това на Луната беше единствената по рода си!

Външна слънчева система:

Отвъд пояса на астероидите (и линията на замръзване) нещата стават съвсем различни. В този регион на Слънчевата система всяка планета има съществена система от Луни; в случая с Юпитер и Сатурн, достигайки може би дори до стотиците. Досега общо 170 луни са били потвърдени на орбита около Външните планети, докато няколко стотин повече орбитали малки тела и астероиди.

Поради огромния си размер, маса и гравитационно дърпане, Юпитер има най-много спътници на всяка планета в Слънчевата система. Понастоящем системата на Йовиан включва 67 известни луни, въпреки че се смята, че може да има до 200 луни и луни (по-голямата част от тях тепърва са потвърдени и класифицирани).

Четирите най-големи луновиански луни са известни като Галилейските луни (наречени на техния откривател Галилео Галилей). Те включват: Io, най-вулканично активното тяло в нашата Слънчева система; Европа, за която се подозира, че има масивен подземен океан; Ганимед, най-голямата луна в нашата Слънчева система; и Калисто, за който също се смята, че има подземен океан и разполага с някои от най-старите повърхностни материали в Слънчевата система.

Тогава има Вътрешната група (или групата на Амалтея), която се състои от четири малки луни с диаметър по-малък от 200 км, орбита с радиуси по-малки от 200 000 км и имат орбитални наклони под половин градус. Тази група включва луните на Метис, Адрастея, Амалтея и Тива. Наред с редица все още невиждани вътрешни луни, тези луни попълват и поддържат слабата пръстенна система на Юпитер.

Юпитер има и масив от нерегулярни спътници, които са значително по-малки и имат по-далечни и ексцентрични орбити от останалите. Тези луни са разбити на семейства, които имат сходства в орбита и състав и се смята, че до голяма степен са резултат от сблъсъци от големи предмети, които са били уловени от гравитацията на Юпитер.

Подобно на Юпитер, се смята, че Сатурн има поне 150 луни и луни, но само на 53 от тези луни са дадени официални имена. От тях 34 са с диаметър по-малък от 10 км, а други 14 са с диаметър между 10 и 50 км. Някои от неговите вътрешни и външни луни обаче са доста големи, вариращи от 250 до над 5000 км.

Традиционно повечето луни на Сатурн са кръстени на титаните от гръцката митология и са групирани според размера, орбитите и близостта до Сатурн. Всички най-вътрешни луни и обикновени луни имат малки орбитални наклони и ексцентриситети и програмират орбити. Междувременно нередовните луни в най-отдалечените региони имат орбитални радиуси от милиони километри, орбитални периоди, продължили няколко години, и се движат по ретроградни орбити.

Вътрешните големи луни, които орбитат в рамките на Е пръстен, включват по-големите спътници Мимас Енцелад, Тетис и Диона. Всички тези луни са съставени главно от воден лед и се смята, че са обособени в скалисто ядро и ледена мантия и кора. Големите Външни Луни, които орбитат извън Е-пръстена на Сатурн, са сходни по състав с Вътрешните Луни - т.е. съставени предимно от воден лед и скала.

С диаметър 5150 км и 1350 × 10²⁰ кг маса, Титан е най-голямата луна на Сатурн и представлява повече от 96% от масата в орбита около планетата. Титанът е и единствената голяма луна, която има своя атмосфера, която е студена, плътна и съставена предимно от азот с малка част метан. Учените също отбелязват наличието на полициклични ароматни въглеводороди в горната атмосфера, както и метанови ледени кристали.

Повърхността на Титан, която е трудно да се наблюдава поради постоянна атмосферна мъгла, показва само няколко кратера на удара, доказателства за крио-вулкани и надлъжни дюнови полета, очевидно оформени от приливни ветрове. Титан е и единственото тяло в Слънчевата система до Земята с течни тела на повърхността си, под формата на етан от метан-етан в северните и южните полярни райони на Титан.

Уран има 27 известни спътника, които са разделени на категориите на по-големи луни, вътрешни луни и нередовни луни (подобно на други газови гиганти). Най-големите луни на Уран са по големина Миранда, Ариел, Умбриел, Оберон и Титания. Тези луни варират в диаметър и маса от 472 км и 6,7 × 10¹⁹ кг за Миранда до 1578 км и 3,5 × 10²¹ кг за Титания. Всяка от тези луни е особено тъмна, с ниска връзка и геометрични албедо. Ариел е най-ярката, докато Умбриел е най-мрачният.

Смята се, че всички големи луни на Уран са се образували в акреционния диск, който е съществувал около Уран известно време след неговото формиране или е резултат от голямото въздействие, претърпено от Уран в началото на неговата история. Всяка от тях се състои от приблизително равни количества скала и лед, с изключение на Миранда, която е направена предимно от лед.

Леденият компонент може да включва амоняк и въглероден диоксид, докато скалистият материал се състои от въглероден материал, включително органични съединения (подобни на астероиди и комети). Смята се, че техните композиции са диференцирани, с ледена мантия, заобикаляща скално ядро.

Нептун има 14 известни спътника, всички с изключение на един, които са кръстени на гръцки и римски божества на морето (с изключение на S / 2004 N 1, който в момента е неназован). Тези луни са разделени на две групи - редовни и неправилни луни - въз основа на тяхната орбита и близостта им с Нептун. Редовните луни на Нептун - Наяд, Таласа, Деспина, Галатея, Лариса, S / 2004 N 1 и Протей - са тези, които са най-близо до планетата и следват кръгови, програмирани орбити, лежащи в екваториалната равнина на планетата.

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, следвайки 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.

Със среден диаметър около 2700 km (mi) и маса 214080 ± 520 x 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.

Тези луни съставляват лъвския дял на природните спътници, открити в Слънчевата система. Въпреки това, благодарение на непрекъснатите проучвания и подобрения, направени в нашата апаратура, сателитите се откриват и в орбита около малки тела.

Планетите джуджета и други органи:

Както вече беше отбелязано, в Слънчевата система има няколко планети джуджета, TNOs и други тела, които също имат свои луни. Те се състоят главно от природните спътници, които са били потвърдени в орбита на Плутон, Ерис, Хаумея и Макемаке. С пет орбитни спътника Плутон има най-потвърдените луни (макар че това може да се промени с по-нататъшно наблюдение).

Най-голямата и най-близка по орбита до Плутон е Харон. Тази луна е идентифицирана за първи път през 1978 г. от астронома Джеймс Кристи, използвайки фотографски табели от Военноморската обсерватория на САЩ (USNO) във Вашингтон, D.C. Отвъд Харон се намират и четирите други циркулационни луни - Styx, Nix, Kerberos и Hydra.

Никс и Хидра бяха открити едновременно през 2005 г. от екипа за търсене на спътници Плутон с помощта на космическия телескоп Хъбъл. Същият екип откри Kerberos през 2011 г. Петият и последен спътник, Styx, беше открит от космическия апарат New Horizons през 2012 г., докато заснемаше изображения на Плутон и Харон.

Харон, Стикс и Керберос са достатъчно масивни, че са се сринали в сфероидна форма под собствената си гравитация. Междувременно Никс и Хидра имат продълговата форма. Системата Плутон-Харон е необичайна, тъй като е една от малкото системи в Слънчевата система, чийто барицентър се намира над повърхността на първичния. Накратко, Плутон и Харон се въртят в орбита помежду си, което кара някои учени да твърдят, че това е „система с двойно джудже“, вместо планета джудже и орбитна луна.

В допълнение, необичайно е, че всяко тяло е приковано вдясно към другото. Харон и Плутон винаги представят едно и също лице един към друг; и от всяка позиция на всяко тяло, другото винаги е в същото положение на небето или винаги е затъмнено. Това също означава, че периодът на въртене на всеки е равен на времето, необходимо на цялата система да се върти около общия си център на тежест.

През 2007 г. наблюденията на обсерваторията на Близнаци върху пластири на амонячни хидрати и водни кристали по повърхността на Харон предполагат наличието на активни крио-гейзери. Това може да показва, че Плутон има подземен океан, който е топъл с температура и че ядрото е геологично активно. Смята се, че луните на Плутон са образувани от сблъсък между Плутон и тяло с подобни размери в началото на историята на Слънчевата система. Сблъсъкът пусна материал, който се консолидира в луните около Плутон.

На второ място е Хаумея, която има две известни луни - Hi'iaka и Namaka - които са кръстени на дъщерите на хавайската богиня. И двете бяха открити през 2005 г. от екипа на Браун, докато провеждаха наблюдения на Haumea в W.M. Обсерватория Кек. Hi'iaka, който първоначално бе наречен "Rudolph" от екипа на Caltech, беше открит на 26 януари 2005 г.

Той е външният и с диаметър приблизително 310 км - по-големият и по-ярък от двете, и орбитира Haumea по почти кръгова пътека на всеки 49 дни. Инфрачервените наблюдения показват, че повърхността му е почти изцяло покрита от чист кристален воден лед. Поради това Браун и неговият екип спекулираха, че Луната е фрагмент от Хаумея, който се откъсна по време на сблъсък.

Намака, най-малкият и най-вътрешният от двата, е открит на 30 юни 2005 г. и получи прякора „Блицен“. Това е една десета маса от Hi'iaka и орбитира Haumea за 18 дни в силно елиптична орбита. И двете луни кръжат Haumea е силно ексцентрични орбити. Все още не са направени оценки за тяхната маса.

Ерис има една луна, наречена Дисномия, която е кръстена на дъщерята на Ерис в гръцката митология, която за първи път е наблюдавана на 10 септември 2005 г. - няколко месеца след откриването на Ерис. Луната беше забелязана от екип, използващ телескопите Keck в Хавай, които бяха заети с наблюдението на четирите най-ярките TNOs (Плутон, Макемаке, Хаумея и Ерис) по това време.

През април 2016 г. наблюдения, използващи Космически телескоп Хъбъл„Широка полева камера 3“ разкри, че Макемаке има естествен спътник - обозначен S / 2015 (136472) 1 (прякор MK 2 от екипа за откриване). Смята се, че е с диаметър 175 км (110 мили) км и има полу-основна ос, най-малко 21 000 км (13 000 мили) от Макемаке.

Най-големи и най-малки луни:

Заглавието за най-голяма луна в Слънчевата система отива при Ганимед, който е с диаметър 5262,4 километра (3270 мили). Това не само го прави по-голям от Земната Луна, но и по-голям дори от планетата Меркурий - въпреки че има само половината от масата на Меркурий. Що се отнася до най-малкия спътник, това е равенство между S / 2003 J 9 и S / 2003 J 12. Тези два спътника, и двата от които орбитат Юпитер, са с диаметър около 1 км (0,6 мили).

Важно нещо, което трябва да се отбележи при обсъждането на броя на известните луни в Слънчевата система е, че ключовата дума тук е „известна“. С всяка изминала година се потвърждават все повече спътници, а по-голямата част от тези, за които сега знаем, бяха открити едва през последните няколко десетилетия. Докато нашите усилия за проучване продължават и нашите инструменти се подобряват, може да открием, че има още стотици дебнещи отвън!

Тук сме писали много интересни статии за луните на Слънчевата система. Ето коя е най-голямата луна в Слънчевата система? Какви са планетите на Слънчевата система ?, Колко луни има Земята ?, Колко луни има Марс ?, Колко луни има Юпитер ?, Колко луни има Сатурн ?, Колко луни има Уран ?, Колко луни има Нептун?

За повече информация не забравяйте да разгледате страницата на НАСА за изследване на слънчевата система.

Записахме цяла поредица от подкасти за Слънчевата система на Astronomy Cast. Вижте ги тук.

Източници: