Lunile lui Neptun

De Sabine Stanley, Ph.D., Universitatea Johns Hopkins

În câteva săptămâni de la descoperirea lui Neptun, a fost găsită o singură lună în 1846. Deși Uranus și Neptun sunt destul de asemănătoare în termeni de compoziție și structură, sistemele lor de lună sunt foarte diferite. Se știe acum că Neptun are cel puțin 14 luni, dar doar una dintre aceste luni, Triton, este suficient de mare pentru a fi sferică. Comparați asta cu patru luni rotunde la Jupiter, șapte la Saturn și cinci la Uranus.

Aflați mai multe despre Mercur, planeta mică extremă.

Dimensiunea Tritonului

În ceea ce privește dimensiunea, Triton este cea de-a șaptea cea mai mare lună din solar sistem. Este aproape dublu cu diametrul Titaniei (cea mai mare lună a lui Uranus), dar mai mică decât Luna Pământului; și are un diametru de aproximativ 10% mai mic decât Europa, cea mai mică dintre cele patru luni rotunde ale lui Jupiter. Triton are doar aproximativ jumătate din diametrul Ganymedei lui Jupiter sau Titanului lui Saturn. Cu toate acestea, Triton este cu aproximativ 10% mai dens decât luna Titan a lui Saturn, ceea ce sugerează o fracțiune de rocă mai mare în Triton și o fracțiune mai mică de gheață – poate roca și gheață.

Aflați mai multe despre Venus, planeta de seră voalată.

Triton, un satelit neregulat

Gheața este motivul pentru care atât Titan, cât și Triton sunt mult mai puțin dense decât Luna Pământului. Ceea ce face Triton cu adevărat extraordinar în comparație cu toate celelalte luni rotunde mari din sistemul solar este că este un satelit neregulat. Asta înseamnă că nu s-a format dintr-un disc de acumulare care înconjoară Neptun. În schimb, Triton a fost capturat de gravitatea lui Neptun la un moment dat în trecut. Știm că Triton este o lună capturată, deoarece orbita sa este retrogradă.

Triton orbitează Neptun în direcția opusă în care se învârte Neptun. Acesta este un semn cheie că Triton nu s-a format dintr-un disc de acumulare din jurul Neptunului. Orbita lui Triton este, de asemenea, înclinată cu aproximativ 23 ° față de ecuatorul lui Neptun – un alt semn că Triton este un obiect capturat.

De unde a venit Triton?

Deci, de unde a venit Triton? Cel mai probabil, a venit din centura Kuiper. Aceasta este regiunea sistemului solar chiar dincolo de orbita lui Neptun, care găzduiește multe alte corpuri de gheață cunoscute, asemănătoare cu dimensiunile lui Triton. Cel mai faimos rezident al centurii Kuiper este Pluto. Unele obiecte ale centurii Kuiper, inclusiv Pluto, sunt cunoscute ca având orbite eliptice care traversează orbita lui Neptun. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că unul dintre aceste obiecte ar fi putut avea o întâlnire cu Neptun în trecut și ar fi fost capturat de gravitația lui Neptun.

Aflați mai multe despre explorarea sistemului Pământ-Lună. h3> Impactul capturării lui Triton asupra Neptunului

Acum, capturarea lui Triton și-ar fi influențat atât Tritonul, cât și sistemul Neptun. S-ar putea să nu fie o coincidență faptul că Neptun nu are nicio lună regulată sferică.

Imaginați-vă dacă Neptun a avut inițial un sistem de luni regulate care s-au format dintr-un disc de acumulare. Apoi, Triton vine în picioare, iar interacțiunile gravitaționale dintre Triton și aceste luni ar fi perturbat probabil orbitele lor: probabil oferindu-le mari excentricități sau înclinații, provocându-i să se prăbușească în Neptun sau să scape cu totul de sistemul Neptun.

Nereida, o lună mică a lui Neptun poate fi dovada acestui lucru. Nereida îndepărtată are o orbită extrem de excentrică care poate fi rezultatul interacțiunilor gravitaționale în timpul capturării lui Triton.

Aceasta este o transcriere din seria video A Field Guide to planetele. Urmăriți-l acum, pe The Great Courses Plus.

Impactul captivant asupra Triton

Și cum a mers de la un zbor liber Obiectul centurii Kuiper asupra unei luni capturate îl afectează pe Triton? De la capturare, forțele de maree ale lui Neptun au acționat pentru a aduce rotația lui Triton într-o rezonanță de orbită de spin. Triton păstrează acum o față către Neptun în orice moment, la fel cum face Luna noastră cu Pământul și călătorește pe o orbită foarte circulară.

Triton orbitează foarte aproape de Neptun – cu aproximativ 10% mai aproape decât Luna noastră orbitează Pământul. Și întrucât Neptun are un diametru de aproximativ patru ori mai mare decât Pământul – având în vedere că Triton este cu aproximativ 20% mai mic în diametru decât Luna Pământului – acest lucru înseamnă că Triton apare aproape de aceeași dimensiune pe cer de pe suprafața lui Neptun ca Luna Pământului cu noi. Este foarte neobișnuit ca o lună neregulată să orbiteze atât de aproape de planeta sa gazdă.

Predicțiile pentru Orbita lui Triton

Forțele de maree care acționează asupra lui Triton atât de aproape de Neptun au două efecte importante asupra luna. În primul rând, forțele mareelor schimbă orbita lui Triton.Triton este încet în spirală spre Neptun. Predicțiile sugerează că va atinge limita Roche a lui Neptun în aproximativ 3,5 miliarde de ani. În acel moment, Triton va începe să se despartă de forțele maree copleșitoare ale lui Neptun.

Deci, în câteva miliarde de ani, dacă v-ați gândi să vă mutați la Triton în jurul valorii de timp, Soarele nostru se transformă într-o stea uriașă roșie și Pământul nostru nu mai este locuibil, nu vă mirați dacă găsiți o nou sistem de inele în jurul Neptunului, mai degrabă decât o lună.

Suprafața Tritonului

Forțele mareelor nu doar îl trag pe Triton spre interior. Aceste interacțiuni ale mareelor se întind și flexează interiorul lui Triton, provocând încălzire. Această încălzire a dus la activitate geologică pe suprafața lui Triton. Cele mai bune vederi ale noastre despre Triton au venit de la flyby-ul Voyager 2. Cea mai apropiată abordare a fost la 40.000 de kilometri de lună, iar Voyager a reușit să imagineze 40% din suprafața lui Triton.

Celelalte 60% au rămas un mister. Dar acest 40% dezvăluie o lume bogată și variată din punct de vedere geologic. Peste jumătate din suprafață este acoperită cu azot înghețat. Restul este o combinație de gheață de apă și dioxid de carbon înghețat – adică gheață uscată.

Nuanță roz sau Tholins of Triton

Suprafața are o nuanță roz, datorită prezenței compușilor organici la suprafață. Acestea pot fi tholins, așa cum am văzut pe luna lui Saturn, Titan. Ele pot fi cauzate atunci când metanul este rupt de lumina soarelui și componentele sale sunt apoi reasamblate în molecule organice mai mari.

Craterele și alte modificări geologice pe suprafața lui Triton

Suprafața este acoperită cu semne de schimbare geologică, dar nu sunt multe cratere pe Triton. Numărarea craterelor indică faptul că suprafața lui Triton este foarte tânără, cu cele mai vechi regiuni vechi de aproximativ 50 de milioane de ani. Se estimează că cele mai tinere regiuni au aproximativ șase milioane de ani. Cu toate acestea, Triton afișează creste, jgheaburi, stânci și câmpii vulcanice pe care le vedem pe alte lumi.

Forme asemănătoare melodiilor în emisfera vestică a Tritonului

Dar există și un teren care nu este văzut nicăieri altundeva în sistemul solar. În partea de emisferă vestică care a fost realizată, Triton arată ca un melodiu! Un tipar neregulat de gropi sau depresiuni, de aproximativ 30 de kilometri lățime, și creste înalte de câteva sute de metri acoperă suprafața aici. În unele locuri, crestele amintesc de suprafața lunii Europa a lui Jupiter și indică mișcarea tectonică a cochiliei de gheață.

Nu știm cum s-a format terenul melodiei. O ipoteză este că crestele și gropile se formează acolo unde panourile de gheață solidă mai caldă s-au împins în sus pe suprafață, provocând zonele ridicate din jurul gropilor.

Terenul diferit al regiunii polare sud Triton

Regiunea polară sudică Triton prezintă un teren foarte diferit. Aici, vedem o calotă de gheață cu azot înghețată acoperită de gheizere. Acești gheizere aruncă azot în atmosfera lui Triton. Voyager 2 a prins chiar erupții în curs, cu pene care atingeau opt kilometri înălțime! Aceste erupții cu azot îl plasează pe Triton într-un grup select de lumi ale sistemului solar în care am observat erupții active. Celelalte sunt lunile lui Jupiter Io, care erupe magma bogată în sulf; și Europa, care erupe gheața de apă; și luna lui Saturn, Encelad, care erupe gheața de apă; și bineînțeles, Pământul, care erupe magma.

Dovezi de vânturi și nori pe Triton

Voyager 2 a văzut și pete de nori de azot la aproximativ un kilometru deasupra suprafeței lui Triton. Avem și dovezi ale vânturilor pe Triton. Nu putem măsura vânturile direct, dar nuanțele de azot gazos din gheizerele de pe Triton sunt suflate de vânturi.

Penele colectează praful și particulele organice din atmosferă, apoi sunt suflate de vânt și, în cele din urmă, cad la suprafață. Putem vedea urme de praf suflat de vânt, în jur de 150 de kilometri de gheizere. Și traseele sunt toate pe aceeași parte a gheizerelor, ceea ce înseamnă că putem măsura chiar și direcția vântului pe Triton.

Anotimpurile lui Triton

Triton experimentează și anotimpurile foarte lungi ale lui Neptun, fiecare având aproximativ 40 de ani pe Pământ. Deoarece Triton are o orbită înclinată despre Neptun, geometria funcționează astfel încât, în anumite părți ale anului Neptun, polul lui Triton să indice spre Soare. Acest lucru menține o emisferă în lumina zilei constantă și cealaltă în noaptea constantă. Acest lucru este similar cu scenariul lui Uranus și al unora dintre lunile sale, dar continuă și mai mult.

Observații ale modificărilor sezoniere pe Triton

Am observat deja indicii ale modificărilor sezoniere pe Triton. În primul rând, luna pare să devină mai palidă sau mai puțin roșie. Acest lucru se poate datora noilor straturi de azot înghețate care cad și acoperă tolinele de la suprafață.Există, de asemenea, indicii că atmosfera devine din ce în ce mai groasă, probabil din cauza încălzirii suprafeței care provoacă evaporarea a mai mult azot.

Celelalte Luni ale Neptunului

Triton și Nereida au fost singurele luni cunoscute care orbitează Neptun până când Voyager 2 a vizitat planeta. Voyager a găsit încă șase luni mici, apoi altele au fost descoperite folosind telescoape bazate pe Pământ. Cele patru cele mai interioare luni ale orbitei lui Neptun din inelele lui Neptun pot avea unele influențe de păstorire asupra păstrării unora dintre inele destul de înguste, similar cu ceea ce se vede în unele dintre inelele lui Saturn și Uranus.

Inelele lui Neptun

Inelele lui Neptun sunt destul de întunecate, asemănătoare cu inelele lui Uranus. Dar particulele care alcătuiesc inelele lui Neptun sunt mai degrabă praf de dimensiuni micrometrice decât particule de inel de la baschet, de dimensiuni casnice, la Uranus. Acest lucru face ca inelele lui Neptun să fie mai asemănătoare cu cele de la Jupiter. Descoperirea accidentală a inelelor lui Uranus din studiile de ocultare din 1977 este motivul pentru care oamenii de știință au folosit o metodă similară pentru a încerca să găsească inele în jurul Neptunului.

Dar detectarea inelelor la Neptun s-a dovedit a fi mai provocatoare pentru studiile de ocultare. În cele din urmă, flyby-ul Voyager 2 din 1989 a găsit în mod concludent cinci inele în jurul Neptunului. Trei dintre inele sunt înguste, iar celelalte două sunt mult mai largi.

Întrebări frecvente despre Lunile lui Neptun