Kerberos (vệ tinh)

Kerberos (còn gọi là S/2011 (134340) 1 hay P4) là một vệ tinh nhỏ của Sao Diêm Vương. Sự tồn tại của vệ tinh này được xác nhận vào ngày 20 tháng 7 năm 2011, khiến cho nó trở thành vệ tinh thứ tư của Sao Diêm Vương được phát hiện, đồng thời cũng là vệ tinh thứ tư [theo khoảng cách] tính từ vị trí của hành tinh lùn này.

Kerberos là một trong hai vệ tinh nhỏ nhất của Sao Diêm Vương cùng với Styx với chiều dài nhất khoảng . Kerberos có suất phản chiếu cao tương đương các vệ tinh nhỏ khác của Sao Diêm Vương. Nguyên nhân được cho là do sự xuất hiện của băng trên bề mặt Kerberos. Vệ tinh này được đặt tên theo Kerberos, con chó ba đầu canh giữ cổng địa ngục của Pluto trong thần thoại La Mã.

Kerberos được New Horizons chụp cùng với Sao Diêm Vương và bốn vệ tinh khác vào tháng 7 năm 2015. Ngày 22 tháng 10 năm 2015, hình ảnh đầu tiên của Kerberos từ chuyến bay ngang qua (flyby) được công bố cho công chúng.

Phát hiện và đặt tên

Phát hiện 

Kerberos được các nhà nghiên cứu của Đội tìm kiếm Thiên thể đồng hành với Sao Diêm Vương (Pluto Companion Search Team) phát hiện thông qua các hình ảnh của Kính viễn vọng không gian Hubble vào ngày 28 tháng 6 năm 2011 sử dụng Camera trường rộng 3 (Wide Field Camera 3) khi họ cố gắng tìm kiếm bất kỳ vành đai nào có thể tồn tại của Sao Diêm Vương. Các nhà nghiên cứu mong muốn việc tìm kiếm các vành đai có thể tồn tại của thiên thể này sẽ giúp New Horizons tránh thiệt hại khi con tàu đi qua hệ Sao Diêm Vương vào tháng 7 năm 2015. Các quan sát sâu hơn được thực hiện vào ngày 3 và 18 tháng 7 năm 2011 đã giúp xác nhận sự tồn tại của một vệ tinh mới, Kerberos, vào ngày 20 tháng 7 năm 2011. Sau đó, các nhà thiên văn đã dành thời gian quan sát các bức ảnh của Hubble chụp vào thời điểm trước khi khám phá ra Kerberos và nhận thấy vệ tinh này xuất hiện dưới dạng một vết mờ bị các gai nhiễu xạ (diffraction spike) che mất trong các bức ảnh chụp vào ngày 15 tháng 2 năm 2006 và ngày 25 tháng 6 năm 2010. Độ sáng của Kerberos chỉ bằng khoảng 10% độ sáng của Nix, do đó, vệ tinh này chỉ được phát hiện ra khi nhóm nghiên cứu dành ra khoảng 8 phút để phơi sáng các bức ảnh chụp hệ Sao Diêm Vương, trong khi các bức ảnh trước đó họ dành ra ít thời gian phơi sáng hơn. Kerberos có tên chính thức là S/2011 (134340) 1, và được gọi một cách không chính thức là P4.

Đặt tên 
Khi được phát hiện, định danh hành tinh vi hình của Kerberos là S/2011 (134340) 1 vì đây là vệ tinh (satellite, S) đầu tiên được phát hiện quay quanh hành tinh vi hình 134340 Pluto (định danh của Sao Diêm Vương) năm 2011. Ban đầu Kerberos được gọi là P4 vì đây là vệ tinh được phát hiện thứ tư của Sao Diêm Vương. Người ta quy ước sử dụng các tên gọi gắn với thần Pluto trong thần thoại để đặt tên cho các vệ tinh của Sao Diêm Vương.

Để quyết định tên cho P4 và P5, năm 2013, Mark R. Showalter và Viện SETI đã thay mặt cho nhóm nghiên cứu tiến hành một cuộc thăm dò trên Internet trong đó người tham gia sẽ bỏ phiếu cho những cái tên mà họ thấy thích. Người tham gia có thể bỏ phiếu cho những tên gọi gắn với thần Pluto hoặc đề xuất các tên gọi mới. Sau thông báo đầu, William Shatner, nam diễn viên đóng vai nhân vật James T. Kirk trong loạt phim Star Trek, đã đề xuất hai phương án "Vulcan" và "Romulus", nghĩa đen chỉ đến thần Vulcan (cháu trai của Pluto) và vua Romulus (người thành lập nên Roma) nhưng cũng ám chỉ đến hai hành tinh hư cấu Vulcan và Romulus trong vũ trụ Star Trek. Phương án "Romulus" bị loại vì đã có một vệ tinh mang tên đó, còn "Vulcan" thì giành chiến thắng trong cuộc thăm dò. "Cerberus" (con chó canh giữ cổng địa ngục của Pluto) đứng thứ hai, "Styx" (một nữ thần sông ở địa ngục) đứng thứ ba. Những cái tên này được gửi tới Liên đoàn Thiên văn Quốc tế. Tuy nhiên, "Vulcan" không được IAU chấp nhận vì đây không phải là tên của một vị thần cai quản địa ngục, đồng thời tên "Vulcan" cũng đã được sử dụng cho một hành tinh giả thuyết nằm giữa Mặt Trời và Sao Thủy, cũng như đã được sử dụng cho các vulcanoid. Tên "Cerberus" đã được dùng cho một tiểu hành tinh, 1865 Cerberus, nhưng tên Hy Lạp "Kerberos" thì IAU chấp nhận.

Vào ngày 2 tháng 7 năm 2013, IAU chính thức phê duyệt tên "Kerberos" cho P4 và "Styx" cho P5.

Tên gọi của các đặc trưng (feature) trên các thiên thể trong hệ Sao Diêm Vương phải liên quan đến thần thoại, văn học và lịch sử khám phá. Tương tự vậy, tên của các đặc trưng trên Kerberos phải liên quan đến loài chó trong thần thoại, văn học và lịch sử.

Định danh tạm thời của Kerberos không được các bên thống nhất. Định danh tạm thời của Kerberos do Liên đoàn Thiên văn Quốc tế đưa ra là S/2011 (134340) 1, trong khi định danh của Kerberos trên website của sứ mệnh New Horizons lại là S/2011 P 1.

Nguồn gốc hình thành 
Các nhà thiên văn học cho rằng Kerberos hình thành từ các mảnh vụn văng ra sau một vụ va chạm lớn xảy ra trong quá khứ giữa Sao Diêm Vương với một vật thể khác trong Hệ Mặt Trời. Các mảnh vụn văng ra sau vụ va chạm đã đi vào quỹ đạo quanh Sao Diêm Vương, sau đó kết hợp lại thành Kerberos cùng các vệ tinh khác của hành tinh lùn này, tương tự như vụ va chạm lớn được cho là đã hình thành nên Mặt Trăng.

Các đặc điểm chính 

Kerberos có hình hai thùy với chiều dài nhất khoảng  và chiều ngắn nhất khoảng . Đây là một trong hai vệ tinh nhỏ nhất của Sao Diêm Vương cùng với Styx, và là vệ tinh có khối lượng nhỏ thứ hai sau Styx. Thùy lớn hơn của Kerberos có chiều ngang khoảng  trong khi thùy nhỏ hơn có chiều ngang khoảng . Các nhà thiên văn cho rằng một sự kiện hợp nhất giữa hai thiên thể nào đó đã xảy ra trong quá khứ giúp hình thành nên hình dạng hai thùy của Kerberos, cho thấy Kerberos cùng với các vệ tinh khác của Sao Diêm Vương có thể được hình thành từ sự kết hợp của các mảnh vụn xung quanh Sao Diêm Vương.

Kerberos có suất phản chiếu hay hệ số phản chiếu cao tương tự như các vệ tinh nhỏ khác của Sao Diêm Vương. Nguyên nhân được cho là do sự xuất hiện của băng trên bề mặt các vệ tinh. Trước chuyến bay ngang qua của New Horizons, Kerberos ban đầu được cho là có kích thước lớn hơn và bề mặt tối hơn.

Quỹ đạo và sự tự quay

Quỹ đạo 

Các quan sát cho thấy quỹ đạo quanh khối tâm hệ Sao Diêm Vương–Charon của Kerberos khá tròn và có độ nghiêng quỹ đạo thấp (khoảng 0,389°), với khoảng cách giữa Kerberos và Sao Diêm Vương là . Tất cả các vệ tinh của Sao Diêm Vương, bao gồm cả Kerberos, đều có quỹ đạo khá tròn với độ nghiêng quỹ đạo rất thấp so với xích đạo của Sao Diêm Vương. Quỹ đạo của Kerberos nằm giữa quỹ đạo của Nix và Hydra. Vệ tinh này mất khoảng 32,167 ngày để hoàn thành một vòng quỹ đạo quanh Sao Diêm Vương.

Các vệ tinh trong hệ Sao Diêm Vương có cộng hưởng quỹ đạo là khoảng 1:3:4:5:6, tương ứng với cộng hưởng giữa Kerberos và Charon là khoảng 1:5, với sự chênh lệch về thời gian là khoảng 0,7%, trong khi đó cộng hưởng giữa Nix hoặc Hydra và Charon lần lượt là 1:4 và 1:6. Sự cộng hưởng này có điểm tương đồng với cộng hưởng Laplace tại Sao Mộc, nơi các vệ tinh Io, Europa và Ganymede có cộng hưởng là khoảng 1:2:4.

Sự tự quay 
Giống như các vệ tinh nhỏ khác của Sao Diêm Vương, Kerberos không bị khóa thủy triều mà trái lại chuyển động quay của nó rất hỗn loạn và thay đổi nhanh chóng theo các giai đoạn địa chất. Những ảnh hưởng hấp dẫn khác nhau của Sao Diêm Vương và Charon khi chúng quay quanh khối tâm chung đã và đang khiến các vệ tinh nhỏ của Sao Diêm Vương, bao gồm cả Kerberos, quay hỗn loạn. Vào thời điểm New Horizons bay ngang qua, chu kỳ tự quay của Kerberos là khoảng 5,33 ngày và độ nghiêng trục quay là khoảng 96°, đồng nghĩa với việc Kerberos "nằm ngang" trên quỹ đạo của nó quanh khối tâm hệ Sao Diêm Vương–Charon.

Thăm dò 
Trước chuyến bay ngang qua của New Horizons vào năm 2015, ban đầu các nhà nghiên cứu tính khối lượng của Kerberos bằng cách đo ảnh hưởng hấp dẫn của nó lên các vệ tinh lân cận thông qua các hình ảnh của Kính viễn vọng không gian Hubble, và phát hiện ra ảnh hưởng của Kerberos lớn đến kỳ lạ dù Kerberos trông rất tối, do đó Kerberos ban đầu được cho là có kích thước và khối lượng lớn hơn, cũng như có bề mặt tối hơn do được bao phủ bởi các chất có màu tối, hấp thụ ánh sáng.

Vào ngày 14 tháng 7 năm 2015, tàu thăm dò không gian New Horizons chụp ảnh Kerberos cùng với Sao Diêm Vương và bốn vệ tinh khác trong chuyến bay ngang qua hệ Sao Diêm Vương của nó. New Horizons là tàu vũ trụ đầu tiên thực hiện chuyến bay ngang qua Sao Diêm Vương. Ba tháng sau, vào ngày 22 tháng 10, hình ảnh đầu tiên của vệ tinh này được công bố. Kerberos là vệ tinh cuối cùng của Sao Diêm Vương được công bố hình ảnh. Hình ảnh của New Horizons cho thấy Kerberos có kích thước nhỏ và bề mặt sáng, trái ngược với suy đoán ban đầu của các nhà nghiên cứu rằng vệ tinh này bị bao phủ bởi vật chất tối.

Xem thêm 
 Danh sách vệ tinh tự nhiên trong Hệ Mặt Trời
 Vệ tinh tự nhiên của Sao Diêm Vương

Ghi chú

Chú thích

Liên kết ngoài 

 .
 

Vệ tinh của Sao Diêm Vương
Thiên thể phát hiện năm 2011
Thiên thể bên ngoài Sao Hải Vương