Neptun, den iskalla gasjätten som är den åttonde planeten från vår sol, upptäcktes 1846 av två astronomer - Urbain Le Verrier och Johann Galle. I överensstämmelse med konventionen om planetariska nomenklaturer namnges Neptunus efter den romerska havsguden (motsvarande den grekiska Poseidon). Och bara sjutton dagar efter det upptäcktes började astronomer att märka att det också hade ett system med månar.
Ursprungligen kunde bara Triton - Neptuns största måne - observeras. Men i mitten av 1900-talet och efter, tack vare förbättringar i markbaserade teleskop och utvecklingen av robotrymdsonder, skulle många fler månar upptäckas. Neptun har nu 14 erkända satelliter, och för att hedra sin moderplanet, alla namnges för mindre vattengudar i grekisk mytologi.
Upptäckt och namngivning:
Triton, som var den största och mest massiva av Neptuns månar, var den första som upptäcktes. Det observerades av William Lassell den 10 oktober 1846, bara sjutton dagar efter att Neptunus upptäcktes. Det skulle gå nästan ett sekel innan några andra månar upptäcktes.
Den första var Nereid, Neptuns näst största och massivaste måne, som upptäcktes den 1 maj 1949 av Gerard P. Kuiper (för vilken Kuiper Belt heter) med fotografiska plattor från McDonald Observatory i Fort Davis, Texas. Den tredje månen, senare benämnd Larissa, observerades först av Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky och David J. Tholen den 24 maj 1981.
Upptäckten av denna måne var rent framgångsrik och inträffade som ett resultat av den pågående sökningen efter ringar liknande de som upptäcktes runt Uranus fyra år tidigare. Om ringar faktiskt var närvarande skulle stjärnans ljusstyrka minska något strax innan planetens närmaste tillvägagångssätt. Medan man observerade en stjärns nära tillvägagångssätt till Neptune sjönk stjärnans ljusstyrka, men bara i flera sekunder. Detta indikerade närvaron av en måne snarare än en ring.
Inga fler månar hittades förr Voyager 2 flög av Neptun 1989. Under loppet av systemet upptäckte rymdsonden Larissa och upptäckte ytterligare fem inre månar: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea och Proteus.
2001 fann två undersökningar med stora markbaserade teleskoper - Cerro Tololo interamerikanska observatoriet och Kanada-Frankrike-Hawaii-teleskop - ytterligare fem yttre månar som sammanlagt uppgår till tretton. Uppföljningsundersökningar gjorda av två team 2002 respektive 2003 åter observerade alla fem månarna - som var Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia och Neso.
Och den 15 juli 2013 avslöjade ett team av astronomer under ledning av Mark R. Showalter från SETI Institute att de hade upptäckt en tidigare okänd fjortonde måne i bilder tagna av Hubble Space Telescope 2004–2009. Den ännu inte nämnda fjortonde månen, för närvarande identifierad som S / 2004 N 1, tros mäta högst 16–20 km i diameter.
I överensstämmelse med astronomisk konvention är Neptunes månar alla hämtade från grekisk och romersk mytologi. I det här fallet namnges alla till havsgudar eller till Poseidons barn (som inkluderar Triton, Proteus, Depsina och Thalassa), mindre grekiska vattendieter (Naiad och Nereid) eller Nereider, vattennymferna i grekisk mytologi ( Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia och Psamathe).
Många av månarna utnämndes dock inte officiellt förrän på 1900-talet. Namnet Triton, som ursprungligen föreslogs av Camille Flammarion i hans bok från 1880 Astronomi Populaire, men inte till vanlig användning förrän på minst 1930-talet.
Inre (vanliga) månar:
Neptuns vanliga månar är de som ligger närmast planeten och som följer cirkulära prograbanor som ligger i planetens ekvatorplan. De är, i avstånd från Neptun: 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) ) och Proteus (117,646 km). Alla utom de yttre två ligger inom Neptunusynkron bana (vilket innebär att bana Neptun är långsammare än det är omloppsperioden (0,6713 dagar) och blir därför tidigt retarderad.
De inre månarna är nära förknippade med Neptunes smala ringsystem. De två innersta satelliterna, Naiad och Thalassa, går i bana mellan Galle- och LeVerrier-ringarna, medan Despina kretsar precis innanför LeVerrier-ringen. Nästa måne, Galatea, kretsar precis innanför den mest framstående Adams-ringen och dess tyngdkraft hjälper till att bibehålla ringen genom att innehålla dess partiklar.
Baserat på observationsdata och antagna densiteter mäter Naiad 96 × 60 × 52 km och väger cirka 1,9 x 1017 kg. Under tiden mäter Thalassa 108 x 100 × 52 km och väger 3,5 x 1017 kg; Despina mäter 180 x 148 x 128 och väger 21 x 1017 kg; Galatea mäter 204 x 184 x 144 och väger 37,5 x 1017 kg; Larissa mäter 216 x 204 x 168 och väger 49,5 x 1017 kg; S / 2004 N1 mäter 16-20 km i diameter och väger 0,5 ± 0,4 x 1017 kg; och Proteus mäter 436 x 416 x 402 och väger 50,35 x 1017 kg.
Endast de två största vanliga månarna har avbildats med en upplösning som är tillräcklig för att urskilja deras former och ytfunktioner. Ändå, med undantag av Larissa och Proteus (som till stor del är rundade) tros alla Neptuns inre månar vara långsträckta i form. Dessutom är alla inre månar mörka föremål, med geometrisk albedo från 7 till 10%.
Deras spektra indikerade också att de är tillverkade av vattenis som är förorenad av något mycket mörkt material, förmodligen organiska föreningar. I detta avseende liknar de inre Neptunian-månarna de inre månarna i Uranus.
Yttre (oregelbundna) månar:
Neptuns oregelbundna månar består av planetens återstående satelliter (inklusive Triton). De följer i allmänhet lutande excentriska och ofta retrogradade banor långt från Neptun; det enda undantaget är Triton, som kretsar runt planeten efter en cirkulär bana, även om retrograd och lutande.
I orden på deras avstånd från planeten är de oregelbundna månarna Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso och Psamathe, en grupp som inkluderar både prograd och retrograderade objekt. Med undantag för Triton och Nereid liknar Neptunes oregelbundna månar de som för andra jätteplaneter och tros ha fångats på gravitation av Neptunus.
När det gäller storlek och massa är de oregelbundna månarna relativt konstanta och sträcker sig från cirka 40 km i diameter och 4 x 1016 kg i massa (Psamathe) till 62 km och 16 x 1016 kg för Halimede.
Triton och Nereid:
Triton och Nereid är ovanliga oregelbundna satelliter och behandlas därmed separat från de övriga fem oregelbundna Neptuniska månarna. Mellan dessa två och de andra oregelbundna månarna har fyra stora skillnader noterats.
Först och främst är de de största två kända oregelbundna månarna i solsystemet. Triton i sig är nästan en storleksordning större än alla andra kända oregelbundna månar och omfattar mer än 99,5% av all massan som är känd för att kretsa runt Neptun (inklusive planetens ringar och tretton andra kända månar).
För det andra har de båda atypiskt små halv-stora axlar, där Triton är över en storleksordning mindre än de för alla andra kända oregelbundna månar. För det tredje har de båda ovanliga orbital excentricities: Nereid har en av de mest excentriska banorna av någon känd oregelbunden satellit, och Tritons bana är en nästan perfekt cirkel. Slutligen har Nereid också den lägsta lutningen för någon känd oregelbunden satellit
Med en medeldiameter på cirka 2700 km och en massa på 214080 ± 520 x 1017 kg, Triton är den största av Neptunes månar, och den enda som är tillräckligt stor för att uppnå hydrostatisk jämvikt (dvs. är sfärisk i form). På ett avstånd av 354 759 km från Neptune sitter det också mellan planetens inre och yttre månar.
Triton följer en retrograd och kvasirkulär bana och består till stor del av kväve, metan, koldioxid och vatten-is. Med en geometrisk albedo på mer än 70% och en Bond-albedo så hög som 90% är det också ett av de ljusaste föremålen i solsystemet. Ytan har en rödaktig nyans som äger interaktionen mellan ultraviolett strålning och metan, vilket orsakar toliner.
Triton är också en av de kallaste månarna i solsystemet, med en yttemperatur på cirka 38 K (? 235,2 ° C). På grund av att månen är geologiskt aktiv (vilket resulterar i kryovolkanism) och variationer på yttemperatur som orsakar sublimering, är Triton en av endast två månar i solsystemet som har en väsentlig atmosfär. Liksom ytan består denna atmosfär främst av kväve med små mängder metan och kolmonoxid och med ett uppskattat tryck på cirka 14 bar.
Triton har en relativt hög densitet på cirka 2 g / cm3 vilket indikerar att stenar utgör ungefär två tredjedelar av dess massa och isar (främst vattenis) den återstående en tredjedel. Det kan också finnas ett lager flytande vatten djupt inne i Triton och bildar ett underjordiskt hav. Ytfunktioner inkluderar den stora södra polarlocket, äldre kraterplan som är snittade av graben och scarps, liksom ungdomliga funktioner som orsakas av endogen ytbehandling.
På grund av dess retrogradiga omloppsbana och relativa närhet till Neptune (närmare än månen är jorden), grupperas Triton med planetens oregelbundna månar (se nedan). Dessutom tros det vara ett fångat objekt, möjligen en dvärgplanet som en gång var en del av Kuiper Belt. Samtidigt är dessa orbitalegenskaper orsaken till att Triton upplever tidvattenbromsning. och kommer så småningom att spiral inåt och kollidera med planeten på cirka 3,6 miljarder år.
Nereid är Neptuns tredje största måne. Den har en prograd men mycket excentrisk bana och tros vara en tidigare vanlig satellit som spriddes till sin nuvarande bana genom gravitationsinteraktioner under Tritons fångst. Vattenis har detekterats spektroskopiskt på ytan. Nereid visar stora, oregelbundna variationer i dess synliga storlek, som förmodligen orsakas av tvingad prcession eller kaotisk rotation i kombination med en långsträckt form och ljusa eller mörka fläckar på ytan.
Bildning:
Med tanke på den massiva spridningen av massan i månarna tros det allmänt att Triton fångades efter bildandet av Neptuns ursprungliga satellitsystem - varav mycket skulle ha förstörts under processen med fångst. Många teorier har erbjudits om mekanismerna för dess fångst genom åren.
Det mest accepterade är att Triton är en överlevande medlem av ett binärt Kuiper Belt-objekt som stördes av ett möte med Neptun. I detta scenario var Tritons fångade resultatet av ett möte med tre kroppar, där det föll i en retrograd bana medan det andra objektet antingen förstördes eller kastades ut i processen.
Tritons omlopp vid fångst skulle ha varit mycket excentriskt och skulle ha orsakat kaotiska störningar i banorna till de ursprungliga inre Neptunian-satelliterna, vilket fått dem att kollidera och reducera till en skrot. Först efter att Tritons omloppsbana blev cirkulär igen, kunde en del av spillroret ackumuleras till dagens reguljära månar. Det betyder att det är troligt att Neptunes nuvarande inre satelliter inte är de ursprungliga kropparna som bildades med Neptune.
Numeriska simuleringar visar att det finns en sannolikhet på 0,41 att månen Halimede kolliderade med Nereid någon gång i det förflutna. Även om det inte är känt om någon kollision har ägt rum verkar båda månarna ha liknande ("grå") färger, vilket antyder att Halimede kan vara ett fragment av Nereid.
Med tanke på dess avstånd från solen var det enda uppdraget att någonsin studera Neptunus och dess månar på nära håll Voyager 2-uppdraget. Och även om inga uppdrag för närvarande planeras, har flera förslag lagts fram som skulle se en robotprob sändas till systemet någon gång i slutet av 2020-talet eller i början av 2030-talet.
Vi har många intressanta artiklar om Neptune, Neptunes månar och den transneptuniska regionen här i Space Magazine. Här är en fullständig artikel om Neptuns Moon Triton, Naiad och Nereid och S / 2004 N 1.
Här är en härlig artikel om de senaste transneptuniska föremål som ska upptäckas, och hur astronomen förutsäger minst två större planeter i solsystemet
Mer information finns på NASA: s undersökningssida för solsystem med titeln "Neptune: The Windiest Planet".
