Ljudje so tisočletja strmeli v nočno nebo in Luna je bila v strahu. V mnogih starodavnih kulturah je predstavljalo božanstvo in njeni cikli so si pripisali božji pomen. V času klasične antike in srednjega veka je Luna veljala za nebeško telo, ki je krožilo na Zemljo, podobno kot drugi znani planeti tistega dne (Merkur, Venera, Mars, Jupiter in Saturn).
Vendar pa je bilo naše razumevanje lun spremenjeno, ko je leta 1610 astronom Galileo Galilei s teleskopom usmeril na Jupiter in opazil "štiri lutajoče zvezde" okoli Jupitra. Od tega trenutka naprej so astronomi razumeli, da lahko planeti, razen Zemlje, imajo svoje lune - v nekaterih primerih tudi nekaj deset ali več. Koliko lun je torej v Osončju?
V resnici je za odgovor na to vprašanje najprej potrebno nekoliko pojasniti. Če govorimo o potrjenih lunah, ki krožijo po katerem koli od planetov Osončja (tj. Tistih, ki so skladni z definicijo, ki jo je IAU sprejel leta 2006), potem lahko rečemo, da trenutno obstajajo 173 znane lune. Če pa odpremo tla pritlikavim planetom, ki imajo orbite v njih, se številka povzpne na 182.
Vendar pa je bilo v Osončju (od januarja 2012) opaženih že več kot 200 lune manjšega planeta. Sem spada 76 znanih predmetov v asteroidnem pasu s sateliti, štirje Jupitrovi trojanci, 39 objektov blizu Zemlje (dva po dva satelita), 14 Mars-križnikov in 84 naravnih satelitov trans-neptunskih objektov. In okoli Saturna je bilo opaziti približno 150 dodatnih majhnih teles. Če vključimo vse to, potem lahko rečemo, da ima Osončje 545 znanih satelitov.
Notranji osončje:
Planeti notranjega osončja - Merkur, Venera, Zemlja in Mars - so vsi kopenski planeti, kar pomeni, da so sestavljeni iz silikatnih kamnin in mineralov, ki se razlikujejo med kovinskim jedrom ter silikatnim plaščem in skorjo. Zaradi številnih razlogov je na tem območju Osončja malo satelitov.
Povedano je, da v notranjosti osončja - Zemlja in Mars krožijo le tri naravni sateliti. Medtem ko znanstveniki teoretizirajo, da so bile v preteklosti lune okoli Merkurja in Venere, je verjetno, da so te lune pred časom vplivale na površje. Razlog za to redkost satelitov ima veliko povezave z gravitacijskim vplivom Sonca.
Tako Merkur kot Venera sta preblizu Soncu (in v primeru Merkurja prešibka glede na lastno gravitacijsko vleko), da bi se zagrabila za mimoidoči objekt ali se držala obročkov naplavin v orbiti, ki bi se lahko združili v obliko satelita čez čas. Zemlja in Mars sta lahko obdržala satelite, vendar predvsem zato, ker sta najbolj oddaljena od notranjih planetov.
Zemlja ima samo en naravni satelit, ki ga poznamo - the Luna. S povprečnim polmerom 1737 km in maso 7,3477 x 10 ² kg je Luna 0,273-krat večja od Zemlje in 0,0123 kot masivna, kar je za satelit precej veliko. Je tudi druga najgostejša luna v našem Osončju (po Io) s povprečno gostoto 3,3464 g / cm³.
Za oblikovanje Lune je predlaganih več teorij. Prevladujoča hipoteza danes je, da se je sistem Zemlja-Luna oblikoval kot posledica udarca med novo nastalo proto-Zemljo in objektom velikosti Marsa (imenovan Theia) pred približno 4,5 milijarde let. Ta vpliv bi material iz obeh predmetov izstrelil v orbito, kjer se je sčasoma nakopičil za oblikovanje Lune.
Mars ima medtem dve luni - Phobos in Deimos. Tako kot naša Luna sta tudi obe Marsovski luni na Marsu tesno priklenjeni, zato imata planet ves čas enak obraz. V primerjavi z našo Luno so po videzu grobe in asteroidom, pa tudi veliko manjše. Iz tega izhaja prevladujoča teorija, da so bili nekoč asteroidi, ki jih je Jupitrova gravitacija z glavnega pasu vrgla iz glavnega pasu in jih je nato pridobil Mars.
Večja luna je Phobos, katerega ime izvira iz grške besede, ki pomeni "strah" (t.j. fobija). Phobos meri le 22,7 km in ima orbito, ki ga postavlja bližje Marsu kot Deimosu. V primerjavi z Zemljino Luno - ki kroži na razdalji 384 403 km od našega planeta - Fobos kroži na povprečni razdalji le 9,377 km nad Marsom.
Marsova druga luna je Deimos, ki je po grški besedi dobila ime zaradi panike. Še manjši je, v dolžino meri le 12,6 km, prav tako pa je manj nepravilne oblike. Njegova orbita ga oddaljuje precej dlje od Marsa, na razdalji 23.460 km, kar pomeni, da Deimosu potrebuje 30,35 ure, da opravi orbito okoli Marsa.
Te tri lune so vsota lun, ki jih najdemo v notranjosti osončja (vsaj po običajni definiciji). Toda če pogledamo dalje v tujino, vidimo, da je to res samo vrh ledene gore. Da bi mislili, da smo nekoč temu verjeli the Luna je bila edina te vrste!
Zunanji Osončje:
Izven pasu asteroidov (in linije Frost) stvari postanejo precej drugačne. V tej regiji Osončja ima vsak planet pomemben sistem Lune; v primeru Jupitra in Saturna, ki segajo morda celo na stotine. Doslej je bilo na orbiti zunanjih planetov potrjenih skupno 170 lun, medtem ko je nekaj sto več orbitov manjših teles in asteroidov.
Zaradi svoje ogromne velikosti, mase in gravitacijskega vleka ima Jupiter največ satelitov katerega koli planeta v Osončju. Trenutno je v sistemu Jovian vključenih 67 znanih lun, čeprav se ocenjuje, da ima lahko do 200 lun in lune (večina tega še ni potrjena in razvrščena).
Štiri največje lune Jovia so znane kot Galilejske lune (poimenovane po njihovem odkrittelju Galileu Galilei). Vključujejo: Io, najbolj vulkansko aktivno telo v našem Osončju; Europa, za katero se sumi, da ima velik podzemni ocean; Ganymede, največja luna v našem Osončju; in Callisto, za katerega se domneva, da ima tudi podzemni ocean in ima nekaj najstarejšega površinskega materiala v Osončju.
Potem je tu notranja skupina (ali skupina Amalthea), ki jo sestavljajo štiri majhne lune, katerih premer je manjši od 200 km, orbite v polmeru manj kot 200.000 km in imajo orbitalne naklone manj kot pol stopinje. V to skupino spadajo lunice Metis, Adrastea, Amalthea in Thebe. Skupaj s številnimi še nevidnimi notranjimi lunami ti luni dopolnjujejo in vzdržujejo Jupitrov šibki prstanski sistem.
Jupiter ima tudi niz nepravilnih satelitov, ki so bistveno manjši in imajo bolj oddaljene in ekscentrične orbite od ostalih. Te lune so razdeljene na družine, ki imajo podobnosti v orbiti in sestavi, verjamejo pa, da so v veliki meri posledica trkov velikih predmetov, ki jih je zajela Jupitrova gravitacija.
Podobno kot Jupiter, ocenjujejo, da ima Saturn vsaj 150 lun in lune, vendar je le 53 od teh lun dobilo uradna imena. Od tega jih je 34 s premerom manj kot 10 km, še 14 pa s premerom 10 do 50 km. Vendar so nekatere njegove notranje in zunanje lune precej velike, saj segajo od 250 do več kot 5000 km.
Tradicionalno je večina luk Saturna dobila ime po grški mitologiji Titanov in so razvrščena glede na njihovo velikost, orbite in bližino Saturna. Vse notranje lune in navadne lune imajo majhne orbitalne naklone in ekscentričnosti ter programirane orbite. Medtem imajo neredne lune v najbolj oddaljenih regijah orbitalni polmer milijonov kilometrov, orbitalna obdobja, ki trajajo več let, in se gibljejo po retrogradni orbiti.
Notranje velike lune, ki krožijo znotraj E obroča, vključujejo večje satelite Mimas Enceladus, Tethys in Dione. Vse te lune so v glavnem sestavljene iz vodnega ledu, verjamejo pa, da so ločene v kamnito jedro ter ledeni plašč in skorjo. Velike zunanje lune, ki krožijo zunaj Saturnovega obroča E, so po sestavi podobne Notranjim Lunam - tj. Sestavljene predvsem iz vodnega ledu in kamnin.
V premeru 5150 km in 1350 × 1020 kg v masi, Titan je največja luna Saturna in obsega več kot 96% mase v orbiti okoli planeta. Titan je tudi edina velika luna, ki ima svoje ozračje, ki je hladno, gosto in sestavljeno predvsem iz dušika z majhnim deležem metana. Znanstveniki so opazili tudi prisotnost policikličnih aromatičnih ogljikovodikov v zgornji atmosferi, pa tudi kristalov metana v ledu.
Površina Titana, ki jo je zaradi obstojne atmosferske megle težko opaziti, kaže le nekaj udarnih kraterjev, dokazov o krio-vulkanih in vzdolžnih sipinskih poljih, ki so jih očitno oblikovali plimovalni vetrovi. Titan je tudi edino telo v Osončju poleg Zemlje s telesi tekočine na njegovi površini v obliki jezer metana in etana v severnem in južnem polarnem območju Titana.
Uran ima 27 znanih satelitov, ki jih delimo v kategorije večjih lunov, notranjih lunov in nepravilnih lunov (podobno kot pri drugih plinskih velikankah). Največje lune Urana so po velikosti Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon in Titania. Te lune se gibljejo v premeru in masi od 472 km in 6,7 × 1019 kg za Mirando na 1578 km in 3,5 × 1021 kg za Titanijo. Vsaka od teh lun je še posebej temna, z nizko vezjo in geometrijskimi albedami. Ariel je najsvetlejši, Umbriel pa najtemnejši.
Verjame se, da so vse velike lune Urana nastale v akrektorskem disku, ki je obstajal okoli Urana nekaj časa po nastanku, ali pa je bil posledica velikega vpliva, ki ga je Uran utrpel v zgodnji zgodovini. Vsak je sestavljen iz približno enakih količin kamnin in ledu, razen Mirande, ki je v glavnem iz ledu.
Sestavina ledu lahko vključuje amonijak in ogljikov dioksid, medtem ko je skalni material sestavljen iz ogljikovega materiala, vključno z organskimi spojinami (podobno kot asteroidi in kometi). Menijo, da so njihove skladbe različne, z ledenim plaščem, ki obdaja kamnito jedro.
Neptun ima 14 znanih satelitov, vsi razen enega pa so poimenovani po grških in rimskih božanskih morjih (razen za S / 2004 N 1, ki je trenutno neimenovan). Te lune so razdeljene v dve skupini - redne in nepravilne lune - glede na njihovo orbito in bližino Neptuna. Neptunove redne lune - Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 in Proteus - so tiste, ki so najbližje planetu in sledijo krožnim, programiranim orbitam, ki ležijo v ekvatorialni ravnini planeta.
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 retrograd. Z izjemo Tritona in Nereida so nepravilne lune Neptuna podobne kot druge orjaške planete in verjamejo, da jih je gravitacijsko zajel Neptun.
S povprečnim premerom približno 2700 km (mi) 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.
Te lune predstavljajo levji delež naravnih satelitov, ki jih najdemo v Osončju. Toda zahvaljujoč nenehnemu raziskovanju in izboljšavam našega instrumentacije se sateliti odkrivajo v orbiti tudi okoli manjših teles.
Pritlikavi planeti in druga telesa:
Kot smo že zapisali, je v Osončju več planetov, TNO-jev in drugih teles, ki imajo tudi svoje lune. Ti so sestavljeni večinoma iz naravnih satelitov, ki so bili v orbiti Plutona, Erisa, Haumea in Makemake. S petimi orbiti sateliti ima Pluton najbolj potrjene lune (čeprav se to lahko spremeni z nadaljnjim opazovanjem).
Največja in najbližja orbita Plutona je Charon. To luno je leta 1978 astronom James James Christy prvič identificiral na fotografskih ploščah iz ameriškega pomorskega observatorija (USNO) v Washingtonu, D.C. onkraj Charona, ležijo še štiri krožne lune - Styx, Nix, Kerberos in Hydra.
Nix in Hydra sta leta 2005 s pomočjo vesoljskega teleskopa Hubble odkrila iskalna skupina Plutona. Ista ekipa je Kerberosa odkrila leta 2011. Peti in zadnji satelit Styx so leta 2012 odkrili vesoljski plovili New Horizons, medtem ko so zajemali slike Plutona in Charona.
Charon, Styx in Kerberos so dovolj masivni, da so se pod lastno gravitacijo strnili v sferoidno obliko. Nix in Hydra sta medtem podolgovate oblike. Sistem Pluton-Charon je nenavaden, saj je eden redkih sistemov osončja, katerega barcenter leži nad površino primarnega dela. Skratka, Pluton in Charon krožita drug ob drugem, zaradi česar nekateri znanstveniki trdijo, da gre za "sistem dvojnih pritlikav" namesto pritlikavega planeta in luči v orbiti.
Poleg tega je nenavadno, da je vsako telo priklenjeno na drugo. Charon in Pluton drug drugemu vedno predstavljata isti obraz; in iz katerega koli položaja na katerem koli telesu je drugo vedno na istem položaju na nebu ali vedno prikrito. To pomeni tudi, da je obdobje vrtenja vsakega od njih enako času, ki ga potrebuje celotni sistem, da se vrti okoli svojega skupnega težišča.
Leta 2007 so opazovanja Geminijevih opazov za hidrate amoniaka in vodne kristale na Charonovi površini nakazovala na prisotnost aktivnih kriogejzirjev. To bi lahko kazalo, da ima Pluton podzemni ocean, ki je topel po temperaturi, in da je jedro geološko aktivno. Lune Plutona so nastale s trkom med Plutonom in podobnim telesom podobne velikosti v zgodnji zgodovini Osončja. Trk je sprostil material, ki se je utrdil v luni okoli Plutona.
Na drugo mesto je Haumea, ki ima dve znani luni - Hi'iaka in Namaka -, ki sta poimenovani po hčera havajske boginje. Oboje je leta 2005 odkrila Brownova ekipa, ko je opazovala Haumea na W.M. Keck observatorij. Hi'iaka, ki jo je Caltech ekipa sprva imenovala "Rudolph", je bila odkrita 26. januarja 2005.
Zunanja in s premerom približno 310 km - večja in svetlejša od obeh, kroži Haumea v skoraj krožni poti na vsakih 49 dni. Infrardeča opazovanja kažejo, da je njegova površina skoraj v celoti prekrita s čistim kristalnim vodnim ledom. Zaradi tega sta Brown in njegova ekipa ugibali, da je luna drobec Haumea, ki se je med trkom odlomil.
Namaka, manjši in najbolj notranji od njih, je bil odkrit 30. junija 2005 in se je prijel vzdevek "Blitzen". To je desetina mase Hi'iake in orbite Haumea v 18 dneh v zelo eliptični orbiti. Obe luni krožita Haumea je zelo ekscentrična orbita. O njihovi masi še ni bilo ocen.
Eris ima eno luno, imenovano Dysnomia, ki je v grški mitologiji dobila ime po hčerki Eris, ki so jo prvič opazili 10. septembra 2005 - nekaj mesecev po odkritju Erisa. Luno je opazila ekipa, ki je uporabljala teleskope Keck na Havajih, ki so bili takrat zaposleni pri opazovanju štirih najsvetlejših TNO-jev (Plutona, Makemakea, Haumea in Erisa).
Aprila 2016, opažanja z uporabo Hubble vesoljski teleskopKamera s širokim poljem 3 je razkrila, da je Makemake imel naravni satelit - imenovan je bil S / 2015 (136472) 1 (odkrila ga je ekipa MK 2). V premeru naj bi znašal 175 km (110 milj) km in ima pol-glavno os od Makemakea najmanj 21.000 km.
Največje in najmanjše lune:
Naziv za največjo luno v Osončju gre Ganymedeju, ki v premeru meri 5262,4 kilometra. Zaradi tega ni večja od Zemljine Lune, ampak tudi večja od planeta Merkurja, čeprav ima le polovico mase živega srebra. Kar zadeva najmanjši satelit, to je vez med S / 2003 J 9 in S / 2003 J 12. Ta dva satelita, oba od katerih kroži Jupiter, v premeru merita približno 1 km.
Pri razpravi o številu znanih lun v Osončju je treba opozoriti, da je tu ključna beseda "znana". Z vsakim letom se potrjuje vse več satelitov, velika večina tistih, ki jih zdaj poznamo, pa je bila odkrita šele v zadnjih nekaj desetletjih. Ko se naša prizadevanja za raziskovanje nadaljujejo in se naši instrumenti izboljšujejo, bomo morda ugotovili, da tam na stotine skriva še več!
O vesolju osončja smo tukaj napisali veliko zanimivih člankov pri vesoljski reviji. Tukaj je največja luna v osončju? Kaj so planeti osončja ?, Koliko mesecev ima Zemlja ?, Koliko mesecev ima Mars ?, Koliko mesecev ima Jupiter ?, Koliko mesecev ima Saturn ?, Koliko mesecev ima Uran ?, Koliko mesecev ima Neptun?
Če želite več informacij, preverite Nasino stran za raziskovanje osončja.
Na Astronomy Cast smo posneli celo vrsto podkastov o Osončju. Oglejte si jih tukaj.
Viri:
- NASA Sončev sistem
- Wikipedija
- Nasino raziskovanje osončja
- Windows v vesolje
- Johnstonov arhiv - Asteroidi s sateliti
