HUR MåNGA MåNAR HAR SATURNUS?

Send

Saturn är känd för att vara en gasjätt och för sitt imponerande ringsystem. Men skulle det överraska dig att veta att den här planeten också har de näst mest månarna i solsystemet, näst för Jupiter? Ja, Saturnus har minst 150 månar och månar totalt, även om endast 62 har bekräftat banor och endast 53 har fått officiella namn.

De flesta av dessa månar är små, isiga kroppar som är lite mer än delar av dess imponerande ringsystem. I själva verket är 34 av de månar som har namngivits mindre än 10 km i diameter medan ytterligare 14 är 10 till 50 km i diameter. Men några av dess inre och yttre månar är bland de största och mest dramatiska i solsystemet, som mäter mellan 250 och 5000 km i diameter och har några av de största mysterierna i solsystemet.

Saturnus månar har en sådan mångfald av miljöer mellan dem att du skulle förlåtas för att du vill spendera ett helt uppdrag bara titta på dess satelliter. Från den orange och disiga Titan till de isiga plommorna som härstammar från Enceladus, genom att studera Saturnus system ger oss många saker att tänka på. Inte bara det, månfynden fortsätter att komma. Från och med april 2014 finns det 62 kända satelliter av Saturn (naturligtvis exklusive dess spektakulära ringar). Femtiotre av dessa världar heter.

Upptäckt och namngivning:

Före uppfinningen av teleskopfotografering observerades åtta av Saturnus månar med enkla teleskop. Den första som upptäcktes var Titan, Saturns största måne, som observerades av Christiaan Huygens 1655 med ett teleskop av sin egen design. Mellan 1671 och 1684 upptäckte Giovanni Domenico Cassini månarna Tethys, Dione, Rhea och Iapetus - som han tillsammans kallade ”Sider Lodoicea” (latin för ”Louisian Stars”, efter kung Louis XIV av Frankrike).

n 1789 upptäckte William Herschel Mimas och Enceladus, medan fader-och-son astronomer W.C Bond och G.P. Bond upptäckte Hyperion 1848 - som självständigt upptäcktes av William Lassell samma år. I slutet av 1800-talet möjliggjorde uppfinningen av fotografiska plattor med lång exponering upptäckten av fler månar - av vilka den första Phoebe, observerad 1899 av W.H. Pickering.

1966 upptäcktes Saturnus tionde satellit av den franska astronomen Audouin Dollfus, som senare fick namnet Janus. Några år senare insåg han att hans iakttagelser endast kunde förklaras om en annan satellit hade funnits med en bana som liknar Janus. Denna elfte måne namngavs senare Epimetheus, som delar samma bana med Janus och är den enda kända orbitalen i solsystemet.

År 1980 upptäcktes ytterligare tre månar och bekräftades senare av Voyager prober. De var trojanmånarna (se nedan) av Helene (som kretsar kring Dione) samt Telesto och Calypso (som kretsar kring Tethys).

Studien av de yttre planeterna har sedan dess revolutionerats genom användning av obemannade rumsonder. Detta började med ankomsten av Voyager rymdskepp till det croniska systemet 1980-81, vilket resulterade i upptäckten av ytterligare tre månar - Atlas, Prometheus och Pandora - vilket fick totalen till 17. År 1990 avslöjade arkiverade bilder också existens av Pan.

Detta följdes av Cassini-Huygens uppdrag, som anlände till Saturn sommaren 2004. Ursprungligen Cassini upptäckte tre små inre månar, inklusive Methone och Pallene mellan Mimas och Enceladus, samt den andra lagrangiska månen Dione - Polydeuces. I november 2004 Cassini forskare meddelade att flera månar måste kretsa runt Saturnus ringar. Från denna information har flera månskalor och månarna från Daphnis och Anthe bekräftats.

Studien av Saturnus månar har också hjälpt till införandet av digitala laddningskopplade enheter, som ersatte fotografiska plattor i slutet av 1900-talet. På grund av detta har markbaserade teleskop börjat upptäcka flera nya oregelbundna månar runt Saturnus. År 2000 hittade tre medelstora teleskoper tretton nya månar med excentriska banor som var av stort avstånd från planeten.

2005 tillkännagav astronomer som använde Mauna Kea-observatoriet upptäckten av ytterligare tolv små yttre månar. År 2006 rapporterade astronomer som använde Japans Subaru-teleskop vid Mauna Kea upptäckten av nio fler oregelbundna månar. I april 2007 tillkännagavs Tarqeq (S / 2007 S 1) och i maj samma år rapporterades S / 2007 S 2 och S / 2007 S 3.

De moderna namnen på Saturnus månar föreslogs av John Herschel (William Herschels son) 1847. I linje med nomenklaturen för de andra planeterna föreslog han att de skulle namnges efter mytologiska figurer förknippade med den romerska jordbruksguden och skörden - Saturnus, motsvarande den grekiska Cronus. I synnerhet kallades de sju kända satelliterna efter titanerna, titanesserna och jättarna - bröderna och systrarna till Cronus.

1848 föreslog Lassell att Saturns åttonde satellit skulle namnges Hyperion efter en annan Titan. När titanerna på 1900-talet var uttömda, fick månarna namn efter olika karaktärer i den grekisk-romerska mytologin, eller jättar från andra mytologier. Alla oregelbundna månar (utom Phoebe) är uppkallade efter inuitter och galliska gudar och norröna isjättar.

Saturnus inre stora månar:

Saturnus månar grupperas baserat på deras storlek, banor och närhet till Saturnus. De innersta månarna och vanliga månarna har alla små orbitala lutningar och excentricitet och prograbanor. Under tiden har de oregelbundna månarna i de yttersta randområdena orbitalradie på miljoner kilometer, omloppsperioder som varar flera år och rör sig i retrogradbanor.

Saturnus Inner Large Moons, som går i E-ringen (se nedan), inkluderar de större satelliterna Mimas, Enceladus, Tethys och Dione. Dessa månar består alla främst av vattenis och tros vara differentierade till en stenig kärna och en isig mantel och skorpa. Med en diameter på 396 km och en massa på 0,4 × 10²⁰ kg, Mimas är den minsta och minst massiva av dessa månar. Den är äggformad och kretsar om Saturnus på ett avstånd av 185 539 km med en omloppsperiod på 0,9 dagar.

Vissa människor kallar skämt Mimas "Death Star" -månen på grund av krateret i dess yta som liknar maskinen frånStjärnornas kriguniversum. Herschel-kraterets 140 km (88 mi) är ungefär en tredjedel av själva månen och kunde ha skapat sprickor (chasmata) på månens motsatta sida. Det finns i själva verket kratrar över månens lilla yta, vilket gör den till den mest pockmarked i solsystemet.

Enceladus har under tiden en diameter på 504 km, en massa på 1,1 × 10^{20 km} och är sfärisk i form. Den kretsar kring Saturnus på ett avstånd av 237 948 km och tar 1,4 dagar att slutföra en enda bana. Även om det är en av de mindre sfäriska månarna, är det den enda croniska månen som är endogent aktiv - och en av de minsta kända kropparna i solsystemet som är geologiskt aktiv. Detta resulterar i funktioner som de berömda "tiger stripes" - en serie av kontinuerliga, kantade, lätt böjda och ungefär parallella fel inom månens södra polära breddegrader.

Stora gejsrar har också observerats i den södra polära regionen som med jämna mellanrum släpper vatten, is och gas och damm som fyller Saturns E-ring. Dessa strålar är en av flera indikationer på att Enceladus har flytande vatten under den iskalla jordskorpan, där geotermiska processer släpper tillräckligt med värme för att hålla ett varmt vattenhav närmare sin kärna.

Månen har minst fem olika slags terräng, en "ung" geologisk yta på mindre än 100 miljoner år. Med en geometrisk albedo på mer än 140%, som beror på att den till stor del består av vattenis, är Enceladus ett av de ljusaste kända föremålen i solsystemet.

Vid 1066 km i diameter är Tethys den näst största av Saturns inre månar och den 16: e största månen i solsystemet. Huvuddelen av ytan består av kraftigt krater och kuperad terräng och en mindre och jämnare slättregion. Dess mest framträdande funktioner är den stora slagkratern i Odysseus, som mäter 400 km i diameter, och ett enormt canyonsystem som heter Ithaca Chasma - som är koncentriskt med Odysseus och mäter 100 km bred, 3 till 5 km djup och 2 000 km lång.

Med en diameter och massa av 1.123 km och 11 × 10²⁰ kg, Dione är Saturns största innermåne. Majoriteten av Dionas yta är kraftigt kraterad gammal terräng, med kratrar som mäter upp till 250 km i diameter. Månen är dock också täckt med ett omfattande nätverk av tråg och linjer som indikerar att den tidigare hade global tektonisk aktivitet.

Den är täckt av kanjoner, sprickor och kratrar och är belagd med damm i E-ringen som ursprungligen kom från Enceladus. Platsen för detta damm har fått astronomer att teoretisera att månen snurrades cirka 180 grader från dess ursprungliga disposition tidigare, kanske på grund av en stor påverkan.

Saturns stora yttre månar:

De stora yttre månarna, som går i bana utanför Saturnus E-ring, liknar sammansättningen till de inre månarna - dvs består främst av vattenis och sten. Av dessa är Rhea den näst största - som mäter 1.527 km i diameter och 23 × 10²⁰ kg i massa - och solsystemets nionde största måne. Med en orbitalradie på 527.108 km är den den femte längst av de större månarna och tar 4,5 dagar att slutföra en bana.

Liksom andra Cronian-satelliter har Rhea en ganska kraftigt kraterad yta, och några få stora sprickor på dess bakre halvklot. Rhea har också två mycket stora påverkningsbassänger på dess anti-saturniska halvklot - Tirawa-krateret (liknande Odysseus på Tethys) och en ännu icke namngiven krater - som mäter 400 respektive 500 km tvärs över.

Rhea har minst två större sektioner, den första är ljusa kratrar med kratrar större än 40 km (25 miles) och en andra sektion med mindre kratrar. Skillnaden i dessa funktioner tros vara bevis på en stor händelse på nytt under någon tid i Rheas förflutna.

Vid 5150 km i diameter och 1.350 × 10²⁰ kg i massa, Titan är Saturnus största måne och omfattar mer än 96% av massan i omloppsbana runt planeten. Titan är också den enda stora månen som har sin egen atmosfär, som är kall, tät och består främst av kväve med en liten fraktion av metan. Forskare har också noterat förekomsten av polycykliska aromatiska kolväten i den övre atmosfären, liksom metanis-kristaller.

Ytan på Titan, som är svår att observera på grund av ihållande atmosfärisk dis, visar bara några få slagkratrar, bevis på kryovolkaner och längsgående klippfält som tydligen formades av tidvattenvindar. Titan är också den enda kroppen i solsystemet bredvid jorden med vätskekroppar på ytan, i form av metan-etan-sjöar i Titans nord- och sydpolregioner.

Titan kännetecknas också för att vara den enda croniska månen som någonsin har haft ett sondeland på den. Detta var Huygens landare, som transporterades till den disiga världen av rymdskeppet Cassini. Titans "jordliknande processer" och tjocka atmosfär är bland de saker som gör att denna värld sticker ut för forskare, som inkluderar dess etan och metanregn från atmosfären och flöden på ytan.

Med ett omloppsavstånd på 1 211 870 km är det den näst längsta stora månen från Saturnus och fullbordar en enda bana var 16: e dag. Liksom Europa och Ganymede, tros det att Titan har ett hav som ligger under ytan av vatten blandat med ammoniak, vilket kan bryta ut till månens yta och leda till kryovolkanism.

Hyperion är Titans omedelbara granne. Vid en genomsnittlig diameter på cirka 270 km är den mindre och lättare än Mimas. Den är också oregelbundet formad och ganska konstig i kompositionen. I huvudsak är månen en äggformig, brunfärgad kropp med en extremt porös yta (som liknar en svamp). Ytan på Hyperion är täckt med många slagkratrar, varav de flesta är 2 till 10 km i diameter. Den har också en mycket oförutsägbar rotation utan några väl definierade poler eller ekvator.

Vid 1 470 km i diameter och 18 × 10²⁰ kg i massa är Iapetus den tredje största av Saturns stora månar. Och på ett avstånd av 3 560 820 km från Saturnus är det den mest avlägsna av de stora månarna, och det tar 79 dagar att slutföra en enda bana. På grund av dess ovanliga färg och sammansättning - dess ledande halvklot är mörk och svart medan dess bakre halvklot är mycket ljusare - kallas det ofta "yin och yang" för Saturnus månar.

Saturnus oregelbundna månar:

Bortom dessa större månar finns Saturnus oregelbundna månar. Dessa satelliter är små, har stora radier, är lutande, har mestadels retrogradbanor och tros ha förvärvats av Saturnus tyngdkraft. Dessa månar består av tre grundläggande grupper - Inuit Group, Gallic Group och Norse Group.

Inuit-gruppen består av fem oregelbundna månar som alla namnges från inuit-mytologin - Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq och Tarqeq. Alla har progradbanor som sträcker sig från 11,1 till 17,9 miljoner km och från 7 till 40 km i diameter. De är alla likna utseende (rödaktiga i nyans) och har kretslopp mellan 45 och 50 °.

Den galliska gruppen är en grupp av fyra utvidgade yttre månar namngivna efter karaktärer i gallisk mytologi-Albiorix, Bebhionn, Erriapus och Tarvos. Även här är månarna lika utseende och har banor som sträcker sig från 16 till 19 miljoner km. Deras lutningar ligger i intervallet 35 ° -40 °, deras excentricitet runt 0,53, och de sträcker sig i storlek från 6 till 32 km.

Till sist finns det den norra gruppen, som består av 29 retrograderade yttre månar som tar sina namn från den norska mytologin. Dessa satelliter sträcker sig i storlek från 6 till 18 km, deras avstånd från 12 och 24 miljoner km, deras lutningar mellan 136 ° och 175 ° och deras excentricitet mellan 0,13 och 0,77. Denna grupp kallas också ibland Phoebe-gruppen på grund av närvaron av en enda större måne i gruppen - som mäter 240 km i diameter. Den näst största, Ymir, mäter 18 km tvärs över.

Inom de inre och yttre stora månarna finns det också de som tillhör Alkyonide-gruppen. Dessa månar - Metone, Anthe och Pallene - är uppkallade efter Alkyonides i grekisk mytologi, är belägna mellan banorna Mimas och Enceladus och är bland de minsta månarna runt Saturnus. En del av de större månarna har till och med sina egna månar, som kallas trojanska månar. Till exempel har Tethys två trojaner - Telesto och Calypso, medan Dione har Helene och Polydeuces.

Månformation:

Det tros att Saturns mån av Titan, dess medelstora månar och ringar utvecklats på ett sätt som är närmare de galiliska månarna i Jupiter. Kort sagt skulle detta innebära att de vanliga månarna som bildas av en circumplanetary skiva, en ring av tillträngande gas och fast skräp som liknar en protoplanetärisk skiva. Samtidigt tros de yttre, oregelbundna månarna ha varit föremål som fångades av Saturnus gravitation och förblev i avlägsna banor.

Men det finns vissa variationer på denna teori. I ett alternativt scenario bildades två månar av titanstorlek från en ackretionsskiva runt Saturnus; den andra bryter så småningom upp för att producera ringarna och inre medelstora månar. I en annan smälte två stora månar samman för att bilda Titan, och kollisionen spridda isiga skräp som bildades för att skapa medelstora månar.

Mekaniken för hur månens bildas förblir emellertid ett mysterium för tillfället. Med ytterligare uppdrag monterade för att studera atmosfärerna, kompositionerna och ytorna på dessa månar kan vi kanske börja förstå var de verkligen kom ifrån.

Liksom Jupiter och alla andra gasjättar är Saturns satellitsystem omfattande eftersom det är imponerande. Förutom de större månar som tros ha bildats av ett massivt skräpfält som en gång kretsade om det har det också otaliga mindre satelliter som fångades av dess gravitationsfält under miljarder år. Man kan bara föreställa sig hur många fler som finns kvar som kretsar kring den ringade jätten.

Vi har många fantastiska artiklar om Saturnus och dess mån här i Space Magazine. Här är till exempel hur många månar som Saturnus har? och gör Saturnus en ny måne?

Här är en artikel om upptäckten av Saturnus 60: e måne och en annan artikel om hur Saturnus månar kunde skapa nya ringar.

Vill du ha mer information om Saturnus månar? Kolla in NASA: s Cassini-information om Saturnes månar och mer från NASA: s undersökningsplats för solsystem.

Vi har spelat in två avsnitt av Astronomy Cast precis om Saturnus. Den första är avsnitt 59: Saturnus, och den andra är avsnitt 61: Saturnus månar.

källor: