From Wikipedia, the free encyclopedia
Во астрономијата, неправилна месечина, неправилен сателит или неправилен природен сателит е природен сателит кој се движи по далечна, наклонета и често занесена и ретроградна орбита. Тие биле уловени од матичната планета, за разлика од правилните сателити, кои се создале во орбитата околу нив. Неправилните месечини имаат стабилна орбита, за разлика од привремените сателити кои често имаат слични неправилни орбити, но на крајот си заминуваат. Терминот не се однесува на обликот бидејќи Тритон е тркалезна месечина, но се смета за неправилна поради неговата орбита.
До ноември 2021 година, познати се 147 неправилни месечини, кои орбитираат околу сите четири надворешни планети (Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун). Најголеми на секоја планета се: Хималија на Јупитер, Феба на Сатурн, Сикоракс на Уран и Тритон на Нептун. Се смета дека неправилните сателити биле уловени од хелиоцентрични орбити во близина на нивната сегашна местоположба, набргу по создавањето на нивната матична планета. Има и друга теорија, според која тие потекнуваат од Кајперовиот појас, која не е поддржана со тековните набљудувања.
Нема општоприфатена прецизна дефиниција за неправилен сателит. Неформално, сателитите се сметаат за неправилни ако се доволно оддалечени од планетата така што прецесијата на нивната орбитална рамнина е првенствено контролирирана од Сонцето.
Во пракса, големата полуоска на сателитот се споредува со радиусот на Хиловата сфера на планетата (т.е. сферата на нејзиното гравитационо влијание), . Неправилните сателити имаат големи полуоски поголеми од 0,05 со апоапси кои се протегаат до 0,65 . [1] Радиусот на Хиловата сфера е прикажан во табелата.
Земјината месечина е исклучок: таа обично не се смета како неправилен сателит, иако нејзината прецесија е првенствено контролирана од Сонцето и нејзината полуглавна оска е поголема од 0,05 од радиусот на Земјината Хилова сфера. Од друга страна, Нептуновиот Тритон обично се смета како неправилен и покрај тоа што е во рамките на 0,05 од радиусот на Хилова сфера на Нептун. Месечините на Нептун - Нереида и на Сатурн - Јапет имаат големи полуоски приближни на 0,05 од радиусот на Хиловата сфера на нивните матични планети: Нереида (со многу занесена орбита) обично се смета како неправилна, но не и Јапет.
Орбитите на познатите неправилни сателити се многу разновидни. Ретроградните орбити се многу почести (83%) од проградните орбити. Не се познати сателити со орбитална наклонетост повисока од 55° (или помала од 130° кај ретроградните сателити). И покрај тоа, може да се групираат, каде што еден голем сателит има слична орбита со неколку помали сателити.
Со оглед на оддалеченоста од планетата, орбитите на надворешните сателити се често растројувани од Сонцето и нивните орбитални елементи во голема мера се менуваат во кратки интервали. Големата полуоска на Пасифаја, на пример, се менува за дури 1,5 гигаметри за две години (една нејзина орбита), наклонот се менува за околу 10° и занесеноста дури за 0,4 за 24 години (две револуции на Јупитер).[2] Следствено, за нивно групирање се користат просечните орбитални елементи (во просек со тек на време) наместо оскулативните елементи во даден момент. (Исто како што се користат заеднички орбитални елементи за да се одредат астероидните семејства.)
Неправилните сателити биле уловени од хелиоцентрични орбити. (Изгледа дека неправилните месечини на џиновските планети, Нептуновите тројанци, Јупитеровите тројанци и телата од сивиот Кајперов појас имаат слично потекло.)[3] За да се случи ова, требало да се случи барем една од следниве три работи:
По уловувањето, некои од сателитите би можеле да се распаднат што ќе доведе до групирање на помали месечини кои имаат слични орбити. Резонанците би можеле дополнително да ги изменат орбитите со што групирањето се отежнува (тешко се препознаваат заедничките својства).
Тековните орбити на неправилните месечини се стабилни, и покрај значителните растројувања во близина на апоцентарот. [5] Причината за оваа стабилност кај голем број неправилни сателити е фактот што тие орбитираат со секуларна или козаиева резонанца.[6]
Освен тоа, преку симулации се заклучило дека:
Зголемената занесеност резултира со помали перицентри и големи апоцентри. Сателитите влегуваат во зоната на редовните (поголеми) месечини и исчезнуваат или се исфрлаат преку судир и блиски средби. Инаку, зголемените растројувања од Сонцето при зголемување на апоцентрите ги туркаат надвор од Хиловата сфера.
Ретроградните сателити се на поголемо растојание од планетата од проградните. Проградните орбити стабилноста може да ја одржуваат сѐ додека нивните големи полуоски не достигнат 0,47 rH (радиус на Хиловата сфера), а кај ретроградни орбити стабилноста се одржува до 0,67 rH .
Границата на полуглавната оска е многу остра за проградните сателити. Сателит со проградна, кружна орбита (наклон=0°) поставен на 0,5 rH ќе го напушти Јупитер за само четириесет години. Ова се објаснува со таканаречената евекциона резонанца. Апоцентарот на сателитот, каде што тежата на планетата врз Месечината е најслаб, се врзува во резонанца со положбата на Сонцето. Ефектите од растројувањата се акумулираат при секој премин, при што сателитот се турка подалеку од планетата.[5]
Асиметријата помеѓу проградните и ретроградните сателити може да се објасни со Корлиосовото забрзување во системот кој ротира со планетата. Кај проградните сателити забрзувањето е насочено кон надвор, а кај ретроградните е насочено навнатре, со што се стабилизира сателитот.[7]
Уловувањето на астероид од хелиоцентрична орбита не секогаш е постојано. Според симулациите, привремените сателити треба да се вообичаен феномен.[8] [9] Единствените забележани примери се 2006 RH120 и 2020 CD3, кои биле привремени сателити на Земјата откриени во 2006 и 2020 година, соодветно.[10] [11] [12]
Бидејќи објектите со дадена големина е потешко да се видат колку е поголема нивната оддалеченост од Земјата, познатите неправилни сателити на Уран и Нептун се поголеми од оние на Јупитер и Сатурн; помали веројатно постојат, но сè уште не се забележани. Имајќи ја предвид оваа набљудувачка пристрасност, дистрибуцијата на големината на неправилните сателити се чини дека е слична за сите четири џиновски планети.
Распределбата на големината на астероидите и многу слични популации може да се изрази како закон за моќ: има многу повеќе мали објекти од големите, и колку е помала големината, толку е побројниот објект. Математичката врска што го изразува бројот на предмети, , со дијаметар помал од одредена големина, , е приближно како:
Вредноста на q се одредува преку набљудување.
За неправилни месечини, се почитува закон за плитка моќност ( q ≃ 2) за големини од 10 до 100 km, † но поостар закон ( q ≃ 3,5) е забележан за објекти помали од 10 км. Анализата на снимките направени од телескопот Канада-Франција-Хаваи во 2010 година покажува дека законот за моќност за популацијата на Јупитер од мали ретроградни сателити, до граница на откривање од ≈ 400 m, е релативно плитко, на q ≃ 2,5. Така може да се екстраполира дека Јупитер треба да има 600+600
300</br> 600+600
300 месечини 400 m во дијаметар или поголем. [13]
За споредба, распределбата на големите објекти на Кајперовиот појас е многу поостра ( q ≈ 4). Односно за секој објект од 1000 km има илјада предмети со дијаметар од 100 km, иако не е познато до каде се протега оваа дистрибуција. Распределбата на големината на популацијата може да обезбеди увид во неговото потекло, без разлика дали е преку фаќање, судир и распаѓање или натрупување.
† За секој објект од 100 км, десет објекти од 10 км може да се најде.</br>
Боите на неправилните сателити може да се проучуваат преку индекси на бои : едноставни мерки на разликите на привидната големина на објектот преку сина (B), видлива т.е. зелено-жолта (V) и црвена (R) филтри . Набљудуваните бои на неправилните сателити варираат од неутрални (сивкави) до црвеникави (но не толку црвени како боите на некои објекти од Кајперовиот појас).
Системот на секоја планета покажува малку различни карактеристики. Неправилните на Јупитер се сиви до малку црвени, во согласност со астероидите од типот C, P и D. [15] Забележано е дека некои групи сателити прикажуваат слични бои (види подоцнежни делови). Неправилните на Сатурн се малку поцрвени од оние на Јупитер.
Големите уранска нерегуларни сателити ( Sycorax и Калибан ) се светло црвена, додека помалите Просперо и Setebos се сиви, како што се Нептунските сателити Nereid и Halimede . [16]
Со сегашната резолуција, видливиот и близу инфрацрвениот спектр на повеќето сателити изгледаат без карактеристики. Досега, воден мраз е заклучен на Фиби и Нерида, а карактеристиките што се припишуваат на водена промена биле пронајдени на Хималија.
Редовните сателити се обично плимно заклучени (односно, нивната орбита е синхрона со нивната ротација, така што тие покажуваат само едно лице кон нивната матична планета). Спротивно на тоа, плимните сили на неправилните сателити се занемарливи со оглед на нивната оддалеченост од планетата, а периодите на ротација во опсег од само десет часа се измерени за најголемите месечини Хималија, Фиби, Сикоракс и Нереида (за споредба со нивните орбитални периоди од стотици денови). Ваквите стапки на ротација се во истиот опсег што е типичен за астероидите .
Некои неправилни сателити се чини дека орбитираат во „групи“, во кои неколку сателити делат слични орбити. Водечката теорија е дека овие објекти сочинуваат семејства на судир, делови од поголемо тело што се распаднало.
Едноставните модели на судир може да се користат за да се процени можната дисперзија на орбиталните параметри со оглед на импулсот на брзина Δ <i id="mwAT0">v</i> . Примената на овие модели на познатите орбитални параметри овозможува да се процени Δ v неопходна за создавање на набљудуваната дисперзија. A Δ v од десетици метри во секунда (5–50 m/s) може да резултира од раскинување. Динамични групирања на неправилни сателити може да се идентификуваат со користење на овие критериуми и да се процени веројатноста за заедничко потекло од распадот. [17]
Кога дисперзијата на орбитите е премногу широка (т.е. ќе бара Δ v во редот на стотици m/s)
Кога се познати боите и спектрите на сателитите, хомогеноста на овие податоци за сите членови на дадена групација е суштински аргумент за заедничко потекло. Сепак, недостатокот на прецизност во достапните податоци често го отежнува извлекувањето на статистички значајни заклучоци. Дополнително, набљудуваните бои не се нужно репрезентативни за масовниот состав на сателитот.
Обично, следните групирања се наведени (динамички тесните групи што прикажуваат хомогени бои се наведени со задебелени букви )
Синопа, понекогаш вклучена во групата Пасифае, е црвена и со оглед на разликата во наклонот, може да се фати независно. [15] [19] Пасифаја и Синопа се исто така заробени во секуларните резонанци со Јупитер. [5] [17]
Следниве групи најчесто се наведени за сателитите на Сатурн:
Планета | r мин [1] |
---|---|
Јупитер | 1.5 км |
Сатурн | 3 км |
Уран | 7 км |
Нептун | 16 км |
Според сегашните сознанија, бројот на неправилни сателити кои орбитираат околу Уран и Нептун е помал од оној на Јупитер и Сатурн. Сепак, се смета дека ова е едноставно резултат на тешкотии при набљудување поради поголемата оддалеченост на Уран и Нептун. Табелата десно го прикажува минималниот радиус (r min ) на сателитите што може да се детектираат со тековната технологија, под претпоставка дека албедото е 0,04; така, речиси сигурно има мали Урани и Нептунски месечини кои сè уште не можат да се видат.
Поради помалите бројки, статистички значајните заклучоци за групирањата се тешки. Единечно потекло за ретроградните неправилни на Уран се чини неверојатно со оглед на дисперзијата на орбиталните параметри што би барале висок импулс (Δ v ≈ 300 км), што значи голем дијаметар на ударното тело (395 km), што пак е некомпатибилно со големината на распределбата на фрагментите. Наместо тоа, се шпекулира постоење на две групирања: [15]
Овие две групи се разликуваат (со 3σ доверба) во нивната оддалеченост од Уран и во нивната занесеност. [20] Сепак, овие групирања не се директно поддржани од набљудуваните бои: Калибан и Сикоракс изгледаат светло-црвени, додека помалите месечини се сиви. [16]
За Нептун, забележано е можно заедничко потекло на Псамат и Несо . [21] Со оглед на сличните (сиви) бои, исто така се сугерираше дека Халимеде може да биде фрагмент од Нереида. [16] Двата сателити имале многу голема веројатност (41%) за судир во текот на староста на Сончевиот систем. [22]
До денес, единствените неправилни сателити кои биле посетени од вселенско летало се Тритон и Фиби, најголемите од неправилните на Нептун и Сатурн, соодветно. Тритон беше снимен од Војаџер 2 во 1989 година и Фиби од сондата Касини во 2004 година. Војаџер 2, исто така, заробени далечна сликата на Нептун Nereid во 1989 година, а Касини заробени далечна, со ниска резолуција на сликата на Јупитер Himalia во 2000 година. Новите хоризонти снимија снимки со ниска резолуција од Хималија и Елара на Јупитер во 2007 година. Нема планирано вселенско летало да посети неправилни сателити во иднина.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.