Küçük gezegen uydusu

Küçük gezegen uydusu, bir küçük gezegenin doğal uydusu olarak onun yörüngesinde bulunan bir astronomik cisimdir. Ocak 2022 itibarıyla, bir uydusu olduğu bilinen veya olduğu düşünülen 457 küçük gezegen bulunmaktadır. Küçük gezegen uydularının keşfi, ana cismin kütlesi ve yoğunluğunun genellikle başka türlü erişilemeyen fiziksel özelliklerine ilişkin içgörülerinin çok daha kesin olarak belirlenebilmesi için önemlidir.

Bu uydulardan bazıları ana cisimle kıyaslandığında oldukça büyük boyutlardadır. 90 Antipope, Mors-Somnus ve Sila-Nunam, Patroclus-Menoetius, Altijira ve Lempo-Hissi gibi ikililer buna örnek teşkil eder. Mutlak büyüklüğe göre bilinen en büyük küçük gezegen uydusu ana cismi Plüton'un en büyük uydusu olan ve ana cismin yarısı çapında olan Charon'dur.

Modern dönemde bir asteroit uydusunun olabileceğine ilişkin ilk gözlem 1977 yılında asteroit 6 Hebe tarafından örtülen parlak yıldız Gamma Ceti tutulması arasındaki bağlantıdır. Amatör astronom Paul D. Maley Victoria yakınlarındaki bölgede yapmakta olduğu çıplak gözle gözlem esnasında hataya yer bırakmaksızın 0,5 saniye boyunca cismin kaybolduğunu saptadı. Birkaç saat içinde, 6 Hebe'nin kendisi tarafından gerçekleştirilen örtülmeyle bağlantılı Meksika'da birçok gözlem bildirildi. Teyit edilmese de bu belgeler bir asteroit uydusunun neden olduğu ilk resmi kayıtlı tutulmalar olarak kaydedilmiştir.

Uydu veya ay terimlerine ilave olarak, "ikili" terimi bu kapsamdaki sistemleri tanımlamak için tercih edilebilmektedir. Bununla birlikte "üçlü" ifadesi ise iki tane uydusu olan cisimler için kullanılmaktadır. İki cisimden büyük olanı birincil, diğeri ise ikincil cisim olarak anılmaktadır. Birbiriyle hemen hemen aynı boyutlarda olan ikili asteroit sistemleri için kimi zaman "çift asteroit" terimi de tercih edilmektedir. Bu nedenle ikili sistem olarak adlandırılan cisimler, esas itibarıyla boyut olarak birbiriyle farklı olanları nitelemektedir. İkili sistemdeki cisimler birbiriyle aynı boyuttalarsa Küçük Gezegen Merkezi tarafından ikili asteroit olarak nitelenir ve daha küçük olan cisim bir uydu olarak sınıflandırılmaz. Buna yönelik en iyi örneklerden biri 2000 yılında keşfedilen 90 Antiope sistemidir. Daha da küçük uydular ise uydumsu olarak isimlendirilir.

Hubble Uzay Teleskobu ile dış Güneş Sistemi'ne ulaşabilen uzay sondalarının uydu tespiti girişimleri öncesi dönemin öncüleri vasıtasıyla Dünya'dan yapılan optik gözlemlerin sınırlı olması nedeniyle doğru sonuçlar tutarlı bir biçimde elde edilememiştir. Örneğin 1978 yılında uydu örtülmesi gözlemleri 532 Herculina asteroidinin bir uydusunun var olduğunu düşündürtmüştür. Ancak Hubble ile yapılan daha detaylı gözlemler neticesinde bu cisme ait herhangi bir uydu sistemi bulunmadığı anlaşılmıştır. İlerleyen yıllarda başkaca asteroitlerin de bir eşlikçisi olduğuna ilişkin çeşitli raporlar yayımlanmıştır. Thomas Hamilton'un Sky & Telescope dergisine göndermiş olduğu mektupta Dünya üzerindeki görünüşte eşzamanlı çarpma kraterlerine (örneğin, Quebec'teki Clearwater Gölü) işaret ederek, bu kraterlerin yerçekimine bağlı nesne çiftlerinden kaynaklandığını öne sürmüştür.

1993'te, ilk asteroit uydusu Galileo sondasının asteroit kuşağında bulunan 243 Ida asteroidinin çevresinde dönen küçük Dactyl cismini keşfetmesiyle onaylanmıştır. İkincisi ise 1998 yılında keşfedilen 45 Eugenia asterodidir. 617 Patroklos ise, kendisiyle aynı boyutlardaki eşlikçisi Menoetius'un 2001 yılında keşfiyle ikili sistem olduğu anlaşılan ilk Jüpiter truvalısıdır. Pluto-Charon'dan sonraki ilk Neptün ötesi ikili olan 1998 WW31, 2002'de optik olarak çözümlenmiştir.

45 Eugenia'nın da ikinci bir uydusu bulunduğunun anlaşılması takip etmiştir. Yine 2005 yılında cüce gezegen Haumena, başka bir uydusunun daha bulunmasıyla, Neptün ötesi cisimler arasında Plüton'dan sonra birden fazla uydusu olduğu tespit edilen ikinci cisim olmuştur. 2008 ve 2009 yıllarında ise 216 Kleopatra ve 93 Minerva adlı asteroitlerin de üçlü sistem oldukları keşfedildi. İlk üçlü sisteme sahip küçük gezegenlerin keşfinden itibaren, her yıl aşağı yukarı bir cismin daha bu kapsamda olduğu keşfedilmeye devam etmektedir. Dünya'ya yakın asteroit 3122 Florence'ın yörüngesinde dönen iki uyduyla birlikte Güneş Sistemindeki bilinen üçlü sistemlerin sayısı 16'ya yükselmiştir.

Aşağıda yer alan arasında yer alan listede, 1978 yılındaki Charon'un keşfinden itibaren ikili veya üçlü sistem olduğu ortaya çıkan asteroitlere ilişkin bilgiler yer almaktadır. Bilinen en yüksek sayıda cisme sahip olan cisim altılı sisteme sahip olan Plüton'dur ve onu dört eşlikçisiyle 130 Elektra takip etmektedir.

İkili cisimlerin popülasyonları hakkındaki veriler hala düzensizdir. Kaçınılmaz gözlemsel yanlılığa (Dünya'dan uzaklığa, boyuta, albedoya ve bileşenlerin ayrılmasına bağlı olarak) ek olarak, sıklık farklı nesne kategorileri arasında farklı görünmektedir. Asteroitlerin tahmini olarak %2'sinin uydusu bulunmaktadır. Neptün ötesi cisimler (TNO'lar) arasında, tahmini olarak %11'inin ikili veya çoklu cisimler olduğu düşünülmektedir ki IAU listesindeki dört cüce gezegen de dahil olmak üzere büyük TNO'ların çoğunluğunun en az bir uydusu vardır.

Dünya'ya yakın asteroitler, ana kuşak asteroitleri ve Neptün ötesi cisimler olmak üzere ana grupların her birinde 50'den fazla ikili bilinmektedir ki bunlara yalnızca ışık eğrisi varyasyonuna dayanan çok sayıdaki iddialar dahil değildir.

Yarı büyük eksenleri Neptün'den daha küçük olan centaurlar arasında şimdiye kadar iki adet ikili sistem bulunmuştur. Her ikisi de sırasıyla 1993-2011 ve 2013 yıllarında keşfedilen 2060 Chiron ve 10199 Chariklo etrafındaki çift halka sistemleridir.

Küçük gezegen uydularının kökeni şu anda kesin olarak bilinmemekle birlikte bu konuda çeşitli teoriler mevcuttur. Yaygın olarak kabul gören bir teoriye göre küçük gezegen uyduları bir çarpışma sonucu birincil gezegenden kopan enkazdan oluşmaktadır. Diğer eşleşmeler küçük bir cismin daha büyük bir cismin çekim gücüne kapılmasıyla da oluşabilir.

Çarpışma yoluyla oluşum, bileşenlerin açısal momentumu, yani kütleleri ve ayrılıkları ile sınırlıdır. Yakın çiftler bu modele (örneğin Pluto-Charon) uymaktadır. Ancak, benzer büyüklükteki bileşenlere sahip uzak ikililerin, olayda önemli miktarda kütle kaybedilmediği sürece, bu senaryoyu takip etmesi olası değildir.

Bilinen ikililer arasında bileşenlerin birbirine olan uzaklıkları birkaç yüz kilometreden (243 Ida, 3749 Balam) 3000 kilometreye (379 Huenna) kadar değişmektedir. TNO'lar arasında bilinen ayrılıklar ise 3.000 ila 50.000 km arasında değişmektedir.

Bir ikili sistem için "tipik" olanı, (muhtemelen farklı küçük gezegen popülasyonlarındaki bu tür sistemlerin farklı köken ve yaşam süreleri nedeniyle) Güneş Sistemi'ndeki konumuna bağlı olma eğilimi göstermektir.

Dünya'ya yakın asteroitler arasında, uydular 3-7 birincil yarıçap düzeyindeki mesafelerde yörüngede dönme eğiliminde olup, birincilden iki ila birkaç kat daha küçük çaplara sahiptir. Bu ikililerin hepsi iç gezegen geçişli olduğundan, ana nesnenin bir gezegenin yakınından geçerken meydana gelen gelgit streslerinin birçoğunun oluşumundan sorumlu olabileceği düşünülmektedir, ancak çarpışmaların da bu uyduların oluşumunda bir faktör olabileceği düşünülmektedir.

Ana kuşak asteroitleri arasında, uydular genellikle birincilden çok daha küçüktür (90 Antiope dikkate değer bir istisnadır) ve yaklaşık 10 birincil yarıçap uzaklıkta yörüngeye otururlar. Buradaki ikili sistemlerin çoğu asteroit ailelerinin üyeleridir ve uyduların büyük bir kısmının, bir asteroit çarpışmasından sonra parçalanması hem birincil hem de uyduyu üreten bir ana gövdenin parçaları olması beklenir.

En son keşfedilen Trans-Neptün nesneleri arasında, iki yörüngeli bileşenin benzer boyutta olduğu ve yörüngelerinin yarı büyük eksenlerinin çok daha büyük olması- yaklaşık 100 ila 1000 birincil yarıçap - yaygın bir durumdur. Bu ikililerin önemli bir kısmı önceden var olan ikililer olarak kabul edilmektedir.

Plüton'un beş bilinen uydusu vardır. En büyük uydusu Charon, Plüton'un yarıçapının yarısından daha büyük olup, Plüton'un yüzeyinin dışında bir noktada dönebilecek kadar büyüktür. Aslında, her biri aralarındaki ortak kütle merkezinde dönerler ve Plüton'un yörüngesi tamamen Charon'un yörüngesi tarafından çevrilir. Bu nedenle, ikili bir sistem oluşturarak resmi olmayan bir şekilde çift cüce gezegen olarak adlandırılırlar. Plüton'un diğer dört uydusu, Nix, Hydra, Kerberos ve Styx, çok daha küçüktür ve Plüton-Charon sistemi etrafında dönerler.

Makemake'nin bilinen tek uydusu, S/2015 (136472) 1 olarak adlandırılan ve çapının yaklaşık 160 kilometre (100 mil) olduğu tahmin edilen bir uydudur.

47171 Lempo, eşit kütleye sahip üçlü bir sistem olan Lempo, birbirine kütle olarak benzer büyüklükte ve 867 km mesafedeki Hiisi adlı uydusu ile bu ikili sistemin çevresinde dönen Paha isimli ikinci bir uydusuyla benzersiz bir üçlü sistemdir.

Aşağıdaki liste Neptün ötesi cisimleri ve uydularını göstermektedir. Henüz onaylanmamış aday ikililer koyu arka plan ile gösterilmiştir. Bu liste, uydunun yörünge periyodunu (Ps) saat yerine gün cinsinden göstermektedir.