Neptuna, tistega ledenega plinskega velikana, ki je osmi planet z našega Sonca, so 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 (enakovredno grškemu Posejdonu). In le sedemnajst dni po odkritju so astronomi začeli opažati, da ima tudi on sistem lune.
Sprva je bilo mogoče opazovati samo Triton - največjo Neptunovo luno. Toda do sredine 20. stoletja in pozneje, zahvaljujoč izboljšavam zemeljskih teleskopov in razvoju robotskih vesoljskih sond, bi odkrili še veliko več lun. Neptun ima zdaj 14 priznanih satelitov in v čast njihovega matičnega planeta so v grški mitologiji vsi imenovani za manjša vodna božanstva.
Odkritje in poimenovanje:
Triton, ki je bil največja in najbolj množična od Neptunovih lun, je bil prvič odkrit. William Lassell ga je opazil 10. oktobra 1846, le sedemnajst dni po odkritju Neptuna. Minilo bi skoraj stoletje, preden bi odkrili še katero drugo luno.
Prvi je bil Nereid, druga največja in najbolj množična luna Neptuna, ki jo je 1. maja 1949 odkril Gerard P. Kuiper (po katerem je poimenovan Kuiperjev pas) s pomočjo fotografskih plošč iz McDonald Observatorija v Fort Davisu v Teksasu. Tretjo luno, kasneje imenovano Larissa, so 24. maja 1981 prvič opazili Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky in David J. Tholen.
Odkritje te lune je bilo čisto naključno in se je zgodilo kot rezultat nenehnega iskanja obročev, podobnih tistim, ki so jih odkrili okoli Urana štiri leta prej. Če bi bili obročki dejansko prisotni, bi se svetilnost zvezde nekoliko zmanjšala tik pred najbližjim približanjem planeta. Medtem ko smo opazovali zvezden bližnji Neptun, se je svetilnost zvezde zmanjšala, vendar le za nekaj sekund. To je kazalo na prisotnost lune in ne prstana.
Dotlej ni bilo najdenih nadaljnjih lun Voyager 2 letalo je z Neptunom leta 1989. Med prehodom skozi sistem je vesoljska sonda ponovno odkrila Larisso in odkrila pet dodatnih notranjih lun: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea in Proteus.
Leta 2001 sta v dveh raziskavah z uporabo velikih zemeljskih teleskopov - Medameriški observatorij Cerro Tololo in teleskopi Kanada-Francija-Havaji - odkrili pet dodatnih zunanjih lun, ki so skupno prispevale trinajst. Nadaljnje raziskave dveh skupin v letih 2002 in 2003 so ponovno opazile vseh pet teh mesecev - Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia in Neso.
Nato je 15. julija 2013 skupina astronomov pod vodstvom Marka R. Showalterja iz inštituta SETI razkrila, da so odkrili prej neznano štirinajsto luno na slikah, posnetih s Hubblovim teleskopom od leta 2004 do leta 2009. Šteje se, da še neimenovana štirinajsta luna, ki je trenutno označena kot S / 2004 N 1, meri v premeru največ 16–20 km.
V skladu z astronomsko konvencijo so Neptunove lune vzete iz grške in rimske mitologije. V tem primeru so vsi imenovani za bogove morja ali za otroke Posejdona (kamor sodijo Triton, Proteus, Depsina in Thalassa), manjše grške vodne diete (Naiad in Nereid) ali Nereidi, vodne nimfe v grški mitologiji ( Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia in Psamathe).
Vendar mnoge lune niso bile uradno imenovane šele v 20. stoletju. Ime Triton, ki ga je v svoji knjigi iz leta 1880 prvotno predlagal Camille Flammarion Astronomie Populaire, vendar vsaj v trideseta leta 20. stoletja v splošno uporabo.
Notranje (redne) lune:
Neptunove navadne lune so tiste, ki se nahajajo najbližje planetu in sledijo krožnim programiranim orbitam, ki ležijo v ekvatorialni ravnini planeta. V razdalji 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, sta znotraj neptunske sinhrone orbite (kar pomeni, da je v orbito Neptuna počasneje kot v orbitalnem obdobju (0,6713 dni) in se zato počasi upočasnjuje.
Notranje lune so tesno povezane z Neptunovim ozkim obročnim sistemom. Dva najbolj vroča satelita, Naiad in Thalassa, orbitata med obročema Galle in LeVerrier, medtem ko Despina kroži tik znotraj obroča LeVerrier. Naslednja luna, Galatea, kroži v notranjosti najvidnejšega Adamovega obroča in njegova gravitacija pomaga ohranjati obroč tako, da vsebuje njegove delce.
Na podlagi podatkov o opazovanju in predvidenih gostotah Naiad meri 96 × 60 × 52 km in tehta približno 1,9 x 1017 kg. Thalassa medtem meri 108 x 100 × 52 km in tehta 3,5 x 1017 kg; Despina meri 180 x 148 x 128 in tehta 21 x 1017 kg; Galatea meri 204 x 184 x 144 in tehta 37,5 x 1017 kg; Larissa meri 216 x 204 x 168 in tehta 49,5 x 1017 kg; S / 2004 N1 meri v premeru 16–20 km in tehta 0,5 ± 0,4 x 1017 kg; in Proteus meri 436 x 416 x 402 in tehta 50,35 x 1017 kg.
Le dve največji navadni luni sta bili posneti z ločljivostjo, ki je dovolj za razpoznavanje njihovih oblik in površinskih značilnosti. Kljub temu pa z izjemo Larise in Proteusa (ki sta v veliki meri zaobljeni) velja, da so vse Neptunove notranje lune podolgovate oblike. Poleg tega so vsi notranji luni temni predmeti, z geometrijskim albedom v razponu od 7 do 10%.
Njihovi spektri so tudi pokazali, da so narejeni iz vodnega ledu, onesnaženega z nekaj zelo temnim materialom, verjetno organskimi spojinami. V tem pogledu so notranje neptunske lune podobne notranjim lunam Urana.
Zunanje (nepravilne) lune:
Neptunove nepravilne lune sestavljajo preostali sateliti na planetu (vključno s Tritonom). Na splošno sledijo nagnjeni ekscentrični in pogosto retrogradni orbiti daleč od Neptuna; edina izjema je Triton, ki kroži blizu planeta po krožni orbiti, čeprav retrogradni in nagnjeni.
Neredne lune so glede na oddaljenost od planeta Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso in Psamathe, skupina, ki vključuje tako programe kot retrogradne objekte. Z izjemo Tritona in Nereida so nepravilne lune Neptuna podobne kot druge orjaške planete in verjamejo, da jih je gravitacijsko zajel Neptun.
Glede na velikost in maso so nepravilne lune sorazmerno konsistentne in se gibljejo v premeru približno 40 km in 4 x 1016 kg mase (Psamathe) do 62 km in 16 x 1016 kg za Halimede.
Triton in Nereid:
Triton in Nereid sta nenavadna nepravilna satelita in sta zato obravnavana ločeno od ostalih petih nepravilnih neptunskih lun. Med tema dvema in drugimi nepravilnimi lunami so bile opažene štiri velike razlike.
Najprej sta največji dve znani nepravilni luni v Osončju. Sam Triton je skoraj na red večji kot vse druge znane nepravilne lune in obsega več kot 99,5% vse mase, ki je znana v orbiti z Neptunom (vključno z obročki planeta in trinajstimi drugimi znanimi lunami).
Drugič, oba imata netipično majhne pol-glavne sekire, pri čemer je Triton presegel velikost kot pri vseh drugih znanih nepravilnih lunah. Tretjič, oba imata nenavadne orbitalne ekscentričnosti: Nereid ima eno najbolj ekscentričnih orbitov 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 1017 kg, Triton je največji od Neptunovih lun in edini dovolj velik, da lahko dosežemo hidrostatično ravnovesje (tj. je sferične oblike). Na 354.759 km od Neptuna sedi tudi med notranjo in zunanjo luno planeta.
Triton sledi retrogradni in kvazikrožni orbiti in je večinoma sestavljen iz dušikovega, metana, ogljikovega dioksida in vode. Z več kot 70-odstotnim geometrijskim albedom in Bondovim albedom do 90% je tudi eden najsvetlejših predmetov v Osončju. Površina ima rdečkast odtenek, ki je posledica interakcije ultravijoličnega sevanja in metana, kar povzroča toline.
Triton je tudi ena najhladnejših lun v Osončju s površinsko temperaturo približno 38 K (? 235,2 ° C). Ker pa je Luna geološko aktivna (kar ima za posledico kriovolkanizem) in temperaturne razlike v površini, ki povzročajo sublimacijo, je Triton ena od le dveh lun v Osončju, ki ima veliko atmosfero. Tako kot na površini je ta atmosfera sestavljena predvsem iz dušika z majhnimi količinami metana in ogljikovega monoksida in z ocenjenim tlakom približno 14 bar.
Triton ima relativno visoko gostoto približno 2 g / cm3 kar kaže na to, da kamnine predstavljajo približno dve tretjini svoje mase, preostale tretjine pa ioni (v glavnem vodni led). V Tritonu je lahko tudi plast tekoče vode, ki tvori podzemeljski ocean. Površinske značilnosti vključujejo velik južni polarni pokrovček, starejše zabojne ravnine, ki jih presekajo graben in škarpe, pa tudi mladostne lastnosti, ki jih povzroča endogena ponovitev.
Zaradi svoje retrogradne orbite in relativne bližine Neptuna (bližje kot je Luna do Zemlje) je Triton združen z nepravilnimi lunami planeta (glej spodaj). Poleg tega naj bi bil ujet objekt, morda pritlikav planet, ki je bil nekoč del Kuiperjevega pasu. Obenem so te orbitalne značilnosti razlog, da pri Tritonu pride do upočasnjevanja plimovanja. in se bo sčasoma spirala navznoter in trčila v planet v približno 3,6 milijarde let.
Nereid je tretja največja luna Neptuna. Ima prodirano, vendar zelo ekscentrično orbito in verjame se, da gre za nekdanji reden satelit, ki se je med Tritonovim zajemom razkropil na svojo sedanjo orbito. Vodni led je bil spektroskopski zaznan na njegovi površini. Nereid kaže velike, nepravilne razlike v vidni velikosti, ki jih verjetno povzroča prisilna precesija ali kaotično vrtenje v kombinaciji s podolgovato obliko in svetlimi ali temnimi pikami na površini.
Formacija:
Glede na nespremenjeno porazdelitev mase v njenih lunah je splošno mnenje, da je bil Triton ujet po nastanku Neptunovega prvotnega satelitskega sistema - večina tega bi bila v procesu zajemanja uničena. Številne teorije so bile ponujene o mehanizmih zajemanja tekom let.
Najbolj splošno sprejeto je, da je Triton preživeli član binarnega predmeta Kuiperjevega pasu, ki ga je zmotilo srečanje z Neptunom. V tem scenariju je bil Tritonov ujet rezultat srečanja s tremi telesi, kjer je padel v retrogradno orbito, medtem ko je bil drug objekt v procesu uničen ali izvržen.
Tritonova orbita ob zajetju bi bila zelo ekscentrična in bi povzročila kaotična vznemirjenja v orbitah prvotnih notranjih neptunskih satelitov, zaradi česar bi se lahko trčila in zmanjšala na disk ruševin. Šele po tem, ko je Tritonova orbita spet postala krožna, se je lahko nekaj ruševin ponovno vtisnilo v današnje redne lune. To pomeni, da sedanji sateliti Neptuna niso prvotna telesa, ki so nastala z Neptunom.
Številčne simulacije kažejo, da obstaja 0,41 verjetnost, da je luna Halimede nekoč v preteklosti trčila v Nereid. Čeprav ni znano, ali je prišlo do kakršnega koli trka, se zdi, da imata obe luni podobne (sive) barve, kar pomeni, da bi bil Halimede lahko drobec Nereida.
Glede na oddaljenost od Sonca je bila misija Voyager 2 edina misija, ki je kdajkoli proučevala Neptun in njegove lune. In čeprav trenutno ni načrtovanih nobenih misij, je bilo podanih več predlogov, ki bi robotsko sondo poslali v sistem nekje v poznih 2020-ih ali začetku 2030-ih.
V reviji Space Magazine imamo veliko zanimivih člankov o Neptunu, Neptunovih lunah in transneptunski regiji. Tu je celotni članek o Neptunovih Lunah Triton, Naiad in Nereid in S / 2004 N 1.
Tukaj je čudovit članek o najnovejših trans-neptunskih objektih, ki jih je treba odkriti, in kako astronomi napovedujejo najmanj še dva velika planeta osončja
Če želite več informacij, obiščite NASA-ino stran za raziskovanje osončja z naslovom "Neptun: najbolj uspešen planet".
