Księżyce nieregularne

Księżyce nieregularne – niewielkie satelity krążące wokół planety po orbitach wydłużonych, odległych i często silnie nachylonych do płaszczyzny jej równika^[1]. Często poruszają się one ruchem przeciwnym do obrotu planety, czyli po orbitach wstecznych. Te cechy świadczą, że nie powstały one z dysku materii otaczającego formującą się planetę, jak księżyce regularne, lecz pierwotnie krążyły wokół Słońca i zostały przechwycone.

Orbity niektórych księżyców nieregularnych Jowisza, czerwona linia reprezentuje orbitę planety.

Febe – największy księżyc nieregularny Saturna, jedyne ciało tego rodzaju bezpośrednio badane przez sondę kosmiczną.

W Układzie Słonecznym księżyce nieregularne odkryto wokół gazowych olbrzymów – Jowisza (87), Saturna (122), Urana (9) i Neptuna (7)^[2].

Klasyfikacja

Nie ma jednej powszechnie przyjętej definicji tego pojęcia, jednak różne próby zdefiniowania prowadzą do spójnej klasyfikacji niemal wszystkich znanych księżyców^[1]. Problem stanowi status Trytona, który jest jednym z największych księżyców w Układzie Słonecznym i krąży wokół Neptuna po stosunkowo bliskiej, kołowej orbicie, jednak porusza się ruchem wstecznym i nie mógł powstać jednocześnie z planetą. Obecnie sądzi się, że jest to przechwycony obiekt z pasa Kuipera.

Orbity

Księżyce nieregularne poruszają się po orbitach ruchem prostym lub (częściej) wstecznym. Ich orbity mają często duże nachylenie do płaszczyzny równika okrążanej planety, jednak nie są znane żadne satelity o nachyleniu orbity z przedziału od 57° do 131°. Odpowiedzialne są za to perturbacje orbity w układzie planeta-Słońce, opisane przez mechanizm Kozai. Dla ciała o orbicie nachylonej powyżej granicznej wielkości (tzw. kąta Kozai) mimośród orbity rośnie, prowadząc do zderzenia z planetą, innym księżycem lub nawet opuszczenia strefy Hilla planety^[3].

Powstawanie

Rozważa się trzy hipotezy wychwytu:

1. Hamowanie aerodynamiczne – według niej planetozymale miałyby być wyhamowane w powstającej, rozdętej atmosferze planety.
2. Wychwyt przez ściąganie – powstająca planeta przyciąga gaz i bardzo szybko zwiększa swoją masę. Jej grawitacja szybko się zwiększa i wychwytuje planetozymale, które znalazły się w powiększającej się strefie Hilla.
3. Oddziaływania trzyciałowe – dwa planetozymale przelatujące w pobliżu planety prawie się zderzają. Jeden z nich traci energię i zostaje schwytany, drugi ją zyskuje i ucieka. W przeciwieństwie do dwu poprzednich, mechanizm ten działa również w przypadku uformowanych już ostatecznie planet.

Pierwsze dwie hipotezy nie tłumaczą obecności księżyców nieregularnych wokół Urana i Neptuna. Planety te powstawały w zewnętrznych obszarach dysku protoplanetarnego, gdzie gęstość materii była znacznie mniejsza niż w miejscach powstawania Jowisza i Saturna, przez co ich jądra rosły znacznie wolniej. Zanim osiągnęły one odpowiednią masę większość materii dysku została skupiona w Słońcu i większych planetach gazowych, lub została rozproszona w przestrzeni międzygwiazdowej. Obie planety nie przechodziły też etapu błyskawicznego wzrostu.

Przypisy

1. David Jewitt – Irregular vs Regular Satellites.
2. Scott S.S.S. Sheppard Scott S.S.S., The Giant Planet Satellite and Moon Page [online] [dostęp 2023-05-14].
3. Andrzej Karoń. Wszystkie księżyce duże i małe. „Urania – Postępy Astronomii”. 78 (1), 2007. (pol.).brak numeru strony

Bibliografia

• DavidD. Jewitt DavidD., Scott S.S.S. Sheppard Scott S.S.S., JanJ. Kleyna JanJ., Najdziwniejsze księżyce pod Słońcem, „Świat Nauki”, Prószyński Media, wrzesień 2006. Brak numerów stron w czasopiśmie