Neptun, tega ledenega plinastega velikana, ki je osmi planet od našega Sonca, sta leta 1846 odkrila dva astronoma – Urbain Le Verrier in Johann Galle. V skladu s konvencijo planetarne nomenklature je bil Neptun poimenovan po rimskem bogu morja (ekvivalentno grškemu Pozejdonu). In samo sedemnajst dni po tem, ko so ga odkrili, so astronomi začeli opažati, da ima tudi sistem lun.
Sprva je bilo mogoče opazovati le Triton - največjo Neptunovo luno. Toda do sredine 20. stoletja in pozneje, zahvaljujoč izboljšavam zemeljskih teleskopov in razvoju robotskih vesoljskih sond, bi bilo odkritih veliko več lun. Neptun ima zdaj 14 priznanih satelitov in v čast njihovega matičnega planeta so vsi poimenovani po manjših vodnih božanstvih v grški mitologiji.
Odkritje in poimenovanje:
Triton , ki je bila največja in najbolj masivna Neptunova luna, je bila prva odkrita. Opazil ga je William Lassell 10. oktobra 1846, le sedemnajst dni po odkritju Neptuna. Minilo bi skoraj stoletje, preden bi odkrili katero koli drugo luno.
Prvi je bil Nereid , Neptunova druga največja in najbolj masivna luna, ki jo je 1. maja 1949 odkril Gerard P. Kuiper (za katerega Cooperjev pas je poimenovan) z uporabo fotografskih plošč iz observatorija McDonald v Fort Davisu v Teksasu. Tretja luna, kasneje imenovana Larisa , so prvič opazili Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky in David J. Tholen 24. maja 1981.
Sestavljena slika vesoljskega teleskopa Hubble, ki prikazuje lokacijo na novo odkrite lune, označena s S/2004 N 1. Zasluge: NASA, ESA in M. Showalter (Inštitut SETI).
Odkritje te lune je bilo povsem naključno in se je zgodilo kot posledica nenehnega iskanja prstanov, podobnih ki so jih odkrili okoli Urana štiri leta prej. Če bi bili obroči dejansko prisotni, bi se svetilnost zvezde nekoliko zmanjšala tik pred najbližjim približevanjem planeta. Med opazovanjem bližine zvezde Neptunu se je svetilnost zvezde zmanjšala, vendar le za nekaj sekund. To je kazalo na prisotnost lune in ne na prstan.
Do takrat ni bilo mogoče najti nobene druge lune Potovanje 2 letela mimo Neptuna leta 1989. Med prehodom skozi sistem je vesoljska sonda ponovno odkrila Lariso in odkrila pet dodatnih notranjih lun: Naiad , Thalassa, Despina, Galatea in Proteus.
Leta 2001 sta dve raziskavi z velikimi zemeljskimi teleskopi – Medameriški observatorij Cerro Tololo in teleskopi Kanada-Francija-Havaji – odkrili pet dodatnih zunanjih lun, s čimer se je skupno povečalo na trinajst. Nadaljnje raziskave dveh skupin v letih 2002 oziroma 2003 so ponovno opazovale vseh pet teh lun – to so bile Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia in Neso.
In potem je 15. julija 2013 skupina astronomov pod vodstvom Marka R. Showalterja z inštituta SETI razkrila, da so odkrili prej neznana štirinajsta luna na slikah, ki jih je posnel vesoljski teleskop Hubble v letih 2004–2009. Še neimenovana štirinajsta luna, ki je trenutno označena kot S/2004 N 1, naj bi v premeru merila največ 16–20 km.
V skladu z astronomsko konvencijo so vse Neptunove lune vzete iz grške in rimske mitologije. V tem primeru so vsi poimenovani po bogovih morja ali po otrocih Posejdona (ki vključujejo Tritona, Proteja, Depsina in Thalassa), manjših grških vodnih diet (Najada in Nereida) ali Nereid, vodnih nimf v grški mitologiji ( Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia in Psamathe).
Vendar pa mnoge lune niso bile uradno poimenovane šele v 20. stoletju. Ime Triton, ki ga je prvotno predlagala Camille Flammarion v svoji knjigi iz leta 1880 Priljubljena astronomija , vendar ne v splošno uporabo vsaj v tridesetih letih prejšnjega stoletja.
Notranje (navadne) lune:
Neptunove redne lune so tiste, ki se nahajajo najbližje planetu in sledijo krožnim progradnim orbitam, ki ležijo v ekvatorialni ravnini planeta. Po oddaljenosti od Neptuna so: Naiad (48.227 km), Thalassa (50.074 km), Despina (52.526 km), Galatea (61.953 km), Larissa (73.548 km), S/2004 N 1 (105.300 ± 50 km). ) in Proteus (117.646 km). Vsi, razen zunanjih dveh, so znotraj Neptunove sinhrone orbite (kar pomeni, da je orbita Neptuna počasnejša od njegove orbitalne dobe (0,6713 dneva) in se tako upočasnjujeta plimovanje.
Notranje lune so tesno povezane z Neptunov ozek sistem obročev . Dva najbolj notranja satelita, Naiad in Thalassa, krožita med obročema Galle in LeVerrier, medtem ko Despina kroži tik znotraj obroča LeVerrier. Naslednja luna, Galatea, kroži tik znotraj najvidnejšega Adamsovega obroča in njena gravitacija pomaga vzdrževati obroč tako, da vsebuje njegove delce.
Na podlagi opazovalnih podatkov in predvidenih gostot Naiad meri 96 × 60 × 52 km in tehta približno 1,9 x 1017kg Medtem Thalassa meri 108 x 100 × 52 km in tehta 3,5 x 1017kg; Despina meri 180 x 148 x 128 in tehta 21 x 1017kg; Galatea meri 204 x 184 x 144 in tehta 37,5 x 1017kg; Larissa meri 216 x 204 x 168 in tehta 49,5 x 1017kg; S/2004 N1 meri v premeru 16-20 km in tehta 0,5 ± 0,4 x 1017kg; in Proteus meri 436 x 416 x 402 in tehta 50,35 x 1017kg
Samo dve največji pravilni luni sta bili posneti z ločljivostjo, ki zadostuje za razločevanje njunih oblik in površinskih značilnosti. Kljub temu, z izjemo Larisse in Proteusa (ki sta večinoma zaokrožena), se domneva, da so vse Neptunove notranje lune podolgovate oblike. Poleg tega so vse notranje lune temni predmeti, z geometrijskim albedom v razponu od 7 do 10%.
Njihovi spektri so tudi pokazali, da so narejeni iz vodnega ledu, onesnaženega z zelo temnim materialom, verjetno organskimi spojinami. V tem pogledu so notranje neptunove lune podobne notranjim lunam Urana.
Zunanje (nepravilne) lune:
Neptunove nepravilne lune so sestavljene iz preostalih satelitov planeta (vključno s Tritonom). Na splošno sledijo nagnjenim ekscentričnim in pogosto retrogradnim orbitam daleč od Neptuna; edina izjema je Triton, ki kroži blizu planeta po krožni orbiti, čeprav retrogradno in nagnjeno.
Po vrstnem redu njihove oddaljenosti od planeta so nepravilne lune Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso in Psamathe, skupina, ki vključuje tako napredne kot retrogradne objekte. Z izjemo Tritona in Nereide so Neptunove nepravilne lune podobne tistim na drugih velikanskih planetih in naj bi jih Neptun gravitacijsko ujel.
Glede na velikost in maso so nepravilne lune razmeroma konsistentne in segajo od približno 40 km v premeru in 4 x 1016kg mase (Psamathe) na 62 km in 16 x 1016kg za Halimede.
Triton in Nereida:
Triton in Nereid sta nenavadna nepravilna satelita in ju zato obravnavamo ločeno od ostalih petih nepravilnih Neptunovih lun. Med tema dvema in ostalima nepravilnima lunama so bile opažene štiri velike razlike.
Prvič, to sta največji dve znani nepravilni luni v Osončju. Sam Triton je skoraj za red velikosti večji od vseh drugih znanih nepravilnih lun in obsega več kot 99,5 % vse mase, za katero je znano, da kroži okoli Neptuna (vključno z obroči planeta in trinajstimi drugimi znanimi lunami).
Globalni barvni mozaik Tritona, ki ga je posnel Voyager 2 leta 1989. Zasluge: NASA/JPL/USGS
Drugič, oba imata netipično majhne pol-velike osi, pri čemer je Triton več kot red velikosti manjši od osi vseh drugih znanih nepravilnih lun. Tretjič, oba imata nenavadne orbitalne ekscentričnosti: Nereid ima eno najbolj ekscentričnih orbit katerega koli znanega nepravilnega satelita, Tritonova orbita pa je skoraj popoln krog. Končno ima Nereid tudi najmanjši naklon od vseh znanih nepravilnih satelitov
S povprečnim premerom okoli 2700 km in maso 214080 ± 520 x 1017kg, je Triton največja Neptunova luna in edina, ki je dovolj velika, da jo doseže hidrostatično ravnotežje (torej je sferične oblike). Na razdalji 354.759 km od Neptuna se nahaja tudi med notranjimi in zunanjimi lunami planeta.
Triton sledi retrogradni in kvazi krožni orbiti in je v veliki meri sestavljen iz dušika, metana, ogljikovega dioksida in vodnega ledu. Z geometrijskim albedom več kot 70 % in Bondovim albedom kar 90 % je tudi eden najsvetlejših objektov v Osončju. Površina ima rdečkast odtenek, ki je posledica interakcije ultravijoličnega sevanja in metana, ki povzroča tolini .
Triton je tudi ena najhladnejših lun v Osončju, s temperaturo površine približno 38 K (?235,2 °C). Vendar pa je luna geološko aktivna (kar ima za posledico kriovulkanizem ) in nihanja površinske temperature, ki povzročajo sublimacijo, je Triton ena od le dveh lun v Osončju, ki imata veliko atmosfero. Podobno kot njena površina, je to ozračje sestavljeno predvsem iz dušika z majhnimi količinami metana in ogljikovega monoksida ter z ocenjenim tlakom približno 14 ?barov.
Z uporabo instrumenta CRIRES na ESO-jevem zelo velikem teleskopu je skupina astronomov lahko ugotovila, da je poletje na južni polobli Tritona v polnem razmahu. Zasluge: ESO
Triton ima relativno visoko gostoto približno 2 g/cm3kar kaže, da kamnine predstavljajo približno dve tretjini njegove mase, led (predvsem vodni led) pa preostalo tretjino. Obstaja lahko tudi a plast tekoče vode globoko v Tritonu, ki tvori podzemni ocean. Površinske značilnosti vključujejo veliko južno polarno kapo, starejše ravnine s kraterji, ki jih prečno presekajo grabeni in škarpe, pa tudi mladostne značilnosti, ki jih povzroča endogena ponovna postavitev.
Zaradi svoje retrogradne orbite in relativne bližine Neptuna (bližje kot je Luna Zemlji), je Triton združen z nepravilnimi lunami planeta (glej spodaj). Poleg tega naj bi šlo za ujet objekt, morda pritlikavi planet, ki je bil nekoč del Kuiperjevega pasu. Hkrati so te orbitalne značilnosti razlog, zakaj Triton doživlja upočasnitev plimovanja. in bo sčasoma zavila navznoter in trčila v planet v približno 3,6 milijarde let.
Nereida je tretja največja Neptunova luna. Ima napredno, a zelo ekscentrično orbito in domneva se, da je nekdanji redni satelit, ki je bil med Tritonovim zajetjem razpršen na svojo trenutno orbito zaradi gravitacijskih interakcij. Na njegovi površini so spektroskopsko odkrili vodni led. Nereid kaže velike, nepravilne razlike v svoji vidni velikosti, ki so verjetno posledica prisilne precesije ali kaotične rotacije v kombinaciji z podolgovato obliko in svetlimi ali temnimi lisami na površini.
tvorba:
Glede na nagnjeno porazdelitev mase v njegovih lunah je splošno razširjeno prepričanje, da je bil Triton ujet po nastanku prvotnega Neptunovega satelitskega sistema - od katerega bi bil velik del uničen v procesu zajemanja. V preteklih letih je bilo ponujenih veliko teorij o mehanizmih njegovega zajema.
Najbolj splošno sprejeto je, da je Triton preživeli član binarnega predmeta Kuiperjevega pasu, ki je bil moten zaradi srečanja z Neptunom. V tem scenariju je bil Tritonov ujet rezultat srečanja treh teles, kjer je padel v retrogradno orbito, medtem ko je bil drugi predmet med tem uničen ali izvržen.
Tritonova orbita ob zajetju bi bila zelo ekscentrična in bi povzročila kaotične motnje v orbitah prvotnih notranjih Neptunovih satelitov, zaradi česar bi se trčili in se zmanjšali v disk ruševin. Šele potem, ko je Tritonova orbita spet postala krožna, se je lahko del ruševin ponovno nabral v današnje navadne lune. To pomeni, da je verjetno, da sedanji notranji sateliti Neptuna niso prvotna telesa, ki so nastala z Neptunom.
Numerične simulacije kažejo, da obstaja 0,41 verjetnost, da je luna Halimede v nekem času v preteklosti trčila v Nereido. Čeprav ni znano, ali je prišlo do trka, se zdi, da imata obe luni podobni ('sivi') barvi, kar pomeni, da je Halimede lahko delček Nereide.
Glede na oddaljenost od Sonca je bila edina misija, ki je kdaj preučevala Neptun in njegove lune od blizu, misija Voyager 2. In čeprav misije trenutno niso načrtovane, je bilo podanih več predlogov, da bi robotsko sondo poslali v sistem nekje v poznih 2020-ih ali zgodnjih 2030-ih.
Tukaj na Universe Today imamo veliko zanimivih člankov o Neptunu, Neptunovih lunah in transneptunski regiji. Tukaj je celoten članek o Neptunovi luni Triton , Naiad in Nereid in S/2004, št. 1 .
Tukaj je čudovit članek o najnovejšem Trans-neptunski predmeti odkriti in kako Astronomi napovedujejo vsaj še dva velika planeta v Osončju
Za več informacij si oglejte NASA-ino stran za raziskovanje sončnega sistema z naslovom 'Neptun: najbolj vetrovni planet' .