Natuurlike satelliet

’n Natuurlike satelliet, of maan, is ’n hemelliggaam wat om ’n ander hemelliggaam met ’n groter massa wentel (byvoorbeeld om ’n planeet, ster of dwergplaneet, wat sy hoof- of primêre liggaam genoem word). So is die Maan ’n natuurlike satelliet van die Aarde, en die Aarde ’n natuurlike satelliet van die Son.

In die Sonnestelsel is 173 bekende natuurlike satelliete wat in ses satellietstelsels voorkom. Verder is daar verskeie ander voorwerpe wat satelliete het, onder meer die dwergplanete Pluto, Haumea en Eris. In 2012 was al meer as 200 mane van kleinplanete ontdek. Daar is 76 bekende voorwerpe in die asteroïdegordel met satelliete (vyf met twee elk), asook vier Jupiter-trojane, 39 voorwerpe na aan die Aarde (twee met twee satelliete elk) en 14 Mars-kruisers. Daar is ook 84 bekende natuurlike satelliete van Trans-Neptunus-voorwerpe. Nog sowat 150 klein liggame is al in Saturnus se ringe waargeneem, maar net ’n paar is lank genoeg dopgehou om vas te stel dat hulle wentelbane het. Planete om ander sterre het waarskynlik ook satelliete en hoewel verskeie kandidate al waargeneem is, is geen van hulle as natuurlike satelliete bevestig nie.

Van die binneplanete in die Sonnestelsel het Mercurius en Venus geen natuurlike satelliete nie; die Aarde het een groot satelliet, die Maan; en Mars het twee klein satelliete, Fobos en Deimos.

Die vier groot buiteplanete het uitgebreide maanstelsels, met sowat ses wat omtrent so groot soos die Aarde se Maan is: Jupiter se vier mane van Galilei, Saturnus se Titaan en Neptunus se Triton. Saturnus het nog ses middelslagmane wat groot genoeg is om in hidrostatiese ewewig te wees, en Uranus het vyf. Die moontlikheid is al genoem dat van dié satelliete lewe kan huisves.

Die Aarde-Maan-stelsel is uniek omdat die verskil in grootte tussen die twee liggame baie kleiner is as dié van enige ander planeet-maan-stelsel in die Sonnestelsel, hoewel die verskil in grootte tussen die dwergplaneet Pluto en sy maan, Charon, kleiner is.

Van die ander dwergplanete het Ceres en Makemake geen bekende natuurlike satelliete nie. Pluto het benewens Charon vier klein satelliete: Styx, Nix, Kerberos en Hidra. Haumea het twee natuurlike satelliete en Eris het een. Die Pluto-Charon-stelsel is uniek omdat die massamiddelpunt van die twee liggame buite albei lê – dit is kenmerkend van ’n dubbelplaneetstelsel.

Oorsprong en wenteleienskappe 

Die natuurlike satelliete wat redelik naby aan hul hoofliggaam in ’n ronde, prograde wentelbaan (in dieselfde rigting as sy hoofliggaam) is (reëlmatige satelliete), is vermoedelik gevorm uit dieselfde streek van die protoplanetêre skyf as sy hoofliggaam. In teenstelling daarmee is onreëlmatige satelliete, gewoonlik in ’n verafgeleë, retrograde wentelbaan (in die teenoorgestelde rigting as sy hoofliggaam) vermoedelik asteroïdes wat deur die hoofliggaam aangetrek is en moontlik opgebreek is deur botsings. 

Die meeste groot natuurlike satelliete in die Sonnestelsel het reëlmatige wentelbane, terwyl die meeste klein natuurlike satelliete onreëlmatige wentelbane het. 

Die Maan en moontlik Charon is uitsonderings onder die groot satelliete omdat hulle vermoedelik gevorm is vanweë die botsing tussen twee groot protoplanete (sien die reuse-impakhipotese). Die materiaal wat in dié gevalle die lug in geskiet is en om die hoofliggaam gedraai het, het saamgesmelt en een of meer wentelende satelliet gevorm. Asteroïde-mane word vermoedelik gewoonlik deur dié proses gevorm. 

Triton is nog ’n uitsondering; hoewel hy groot en in ’n nabye, ronde wentelbaan om Neptunus is, is sy wenteling retrograad en daar word vermoed dit is ’n dwergplaneet wat Neptunus aangetrek het.

Sinchroniese rotasie 
Hoofartikel: Sinchroniese rotasie 
Die meeste reëlmatige satelliete (in ’n redelik nabye, prograde wentelbaan met ’n klein wentel-inklinasie en ) in die Sonnestelsel het ’n sinchroniese rotasie, wat beteken dieselfde kant van die satelliet wys altyd na die planeet. Die enigste bekende uitsondering is Saturnus se maan Huperion, wat ’n chaotiese rotasie het vanweë Titaan se swaartekraginvloed.

In teenstelling daarmee is die buitenste natuurlike satelliete van die groot planete (onreëlmatige satelliete) te ver van hul hoofliggaam af om ’n sinchroniese rotasie te hê. Jupiter se Himalia, Saturnus se Foibe en Neptunus se Nereïed het byvoorbeeld rotasieperiodes van tientalle ure, terwyl hul wentelperiodes ’n paar honderd dae is.

Trojaanse satelliete 
Twee natuurlike satelliete het sover bekend klein metgeselle by hul L4- en L5-punte, 60 grade voor en agter die liggaam in sy wentelbaan. Dié metgeselle word trojaanse mane of koörbitale metgeselle genoem; hul wentelbane stem ooreen met dié van die Jupiter-trojane. Die trojaanse mane is Telesto en Kalipso, wat die metgeselle voor en agter Tethis is, en Helene en Polydeuces, die metgeselle voor en agter Dione.

Vorm 

Neptunus se maan Proteus is die grootste natuurlike satelliet in die Sonnestelsel met ’n onreëlmatige vorm. Alle ander bekende satelliete wat minstens so groot soos Uranus se Miranda is, is in hidrostatiese ewewig, wat beteken dat hulle rond gedruk is deur hul swaartekrag. Die grootste natuurlike satelliete, wat ’n sinchroniese rotasie het, neig om ovaalvormig te wees: met korter pool-asse en langer ewenaar-asse in die rigting van hul hoofliggaam. Saturnus se maan Mimas het byvoorbeeld ’n ewenaar-as wat 9% langer is as sy pool-as. Nog een van dié planeet se mane, Methone, het ’n deursnee van net 3 km en is duidelik eiervormig. Dié uitwerking is kleiner op die groot natuurlike satelliete omdat hul eie swaartekrag ’n groter invloed het as dié van hul hoofliggaam, veral as die hoofliggaam ’n kleiner massa het of as die satelliet, soos in die geval van die Maan, verder weg geleë is.

Geologiese aktiwiteit 
Van die 19 bekende natuurlike satelliete in die Sonnestelsel wat ’n groot genoeg massa het om in hidrostatiese ewewig te wees, is verskeie vandag geologies aktief. Io is vulkanies die aktiefste liggaam in die Sonnestelsel, terwyl Europa, Enkelados, Titaan en Triton tekens toon van voortdurende tektoniese en ysvulkaniese aktiwiteit. In die eerste drie gevalle word die geologiese aktiwiteit aangedryf deur die getyverhitting wat ontstaan vanweë hul eksentriese wentelbane naby aan hul reuse-hoofplanete. Baie ander natuurlike satelliete, soos die Aarde se Maan, Ganumedes, Tethis en Miranda, toon bewyse van geologiese aktiwiteit in die verlede. Enkelados en Triton het albei aktiewe eienskappe wat ooreenstem met geisers, hoewel dit in Triton se geval lyk of sonverhitting die energie verskaf. Titan en Triton het ’n aansienlike atmosfeer; Titan het ook koolwaterstof-mere en vermoedelik metaanreëns. Vier van die grootste natuurlike satelliete, Europa, Ganumedes, Kallisto en Titaan, het vermoedelik oseane van vloeibare water onder hul oppervlak, terwyl die kleiner Enkelados dalk plek-plek water onder sy oppervlak het.

Natuurlike satelliete van die Sonnestelsel 

Die sewe grootste natuurlike satelliete in die Sonnestelsel (dié groter as 2 500 km in deursnee) is Jupiter se mane van Galilei (Ganumedes, Kallisto, Io en Europa), Saturnus se Titaan, die Aarde se Maan en Neptunus se Triton. Triton, die kleinste onder hulle, se massa is groter as al die ander, kleiner satelliete saam. 

Net so, in die volgende grootste groep van nege satelliete, tussen 1 000 en 1 600 km in deursnee – Titania, Oberon, Rea, Iapetus, Charon, Ariel, Umbriel, Dione en Tethis – het die kleinste, Tethis, ’n groter massa as al die kleineres saam. Benewens die planete se natuurlike satelliete, is daar meer as 80 bekende satelliete van dwergplanete, kleinplanete en ander kleiner liggame in die Sonnestelsel. Volgens sommige studies kan tot 15% van alle Trans-Neptunus-voorwerpe satelliete hê.

Hieronder is ’n tabel wat die natuurlike satelliete in die Sonnestelsel met mekaar vergelyk volgens hul deursnee. Die kolom heel regs sluit noemenswaardige planete, dwergplanete, asteroïdes en Trans-Neptunus-voorwerpe in ter vergelyking. Die planete se natuurlike satelliete is genoem na mitologiese figure. Hulle is hoofsaaklik Grieks, buiten die mane van Uranus, wat na Shakespeare-karakters genoem is. 

Die 19 liggame met ’n groot genoeg massa om in hidrostatiese ewewig te wees, is in vet gedruk. Kleinplanete en satelliete wat vermoedelik in hidrostatiese ewewig is maar waarvoor daar geen bewyse is nie, is in kursief gedruk.

Terminologie 

Die eerste bekende natuurlike satelliet was die Maan, maar dit is as ’n "planeet" beskou tot met die bekendstelling van Copernicus se heliosentrisme (die teorie dat die planete om die Son wentel) in 1543. Voor die ontdekking van die mane van Galilei in 1610 was daar egter geen verwysing waarvolgens sulke voorwerpe in ’n klas van hul eie geplaas kon word nie. Galileo het daarna verwys as planetæ ("planete"), maar latere ontdekkers het ander terme verkies om hulle te onderskei van die liggame waarom hulle gewentel het.

Christiaan Huygens, die ontdekker van Titan, was die eerste mens wat die term "maan" gebruik het vir sulke voorwerpe, na aanleiding van die Aarde se Maan. Die eerste persoon wat die woord "satelliet" gebruik het, was die Duitse sterrekundige Johannes Kepler in 1610 in sy pamflet Narratio de Observatis a se quatuor Iouis satellitibus erronibus oor die vier groot satelliete van Jupiter. Hy het die naam van die Latynse woord satelles afgelei, wat "wag" of "metgesel" beteken, omdat die satelliete hul hoofliggaam op sy reis om die Son vergesel.

Nadat nog natuurlike satelliete van Saturnus ontdek is, is afgesien van die woord "maan" en die term "satelliet" het die algemeen gebruikte term vir sulke voorwerpe geword. Met die lansering van die kunsmatige voorwerp Spoetnik in 1957 was nuwe terminologie egter nodig. Die woord "satelliet" het sinoniem geword met kunsmatige voorwerpe wat in die ruimte gelanseer word, soms al het hulle nie om ’n planeet gewentel nie.

As gevolg daarvan het die woord "maan" weer gewild geword en word dit vandag saam met "natuurlike satelliet" gebruik, selfs in wetenskaplike artikels. Wanneer dubbelsinnigheid kan ontstaan weens die naam van die Aarde se Maan, word "natuurlike satelliet" verkies. Nog ’n metode om dubbelsinnigheid te voorkom, is om die Aarde se Maan met ’n hoofletter te skryf, maar nie wanneer na ’n ander planeet se maan verwys word nie.

Die definisie van ’n maan 
Daar is nie ’n spesifieke grootte wat ’n voorwerp kwalifiseer as ’n "maan", soos natuurlike satelliete in dié afdeling genoem sal word, nie. Elke natuurlike hemelliggaam met ’n geïdentifiseerde wentelbaan om ’n planeet van die Sonnestelsel, sommige met ’n deursnee van slegs ’n kilometer, word as ’n maan geïdentifiseer. Voorwerpe wat ’n tiende so groot is in Saturnus se ringe wat nie direk waargeneem is nie, is egter al maantjies (Engels: moonlets) genoem – so ook die mane van asteroïdes, soos Dactyl.

Die maksimum grootte is ook vaag. Twee wentelende liggame word soms as ’n dubbelliggaam beskryf eerder as ’n hoofliggaam en sy maan. Asteroïdes soos 90 Antiope word as dubbel-asteroïdes beskou en sommige wetenskaplikes beskou die Pluto-Charon-stelsel as ’n dubbeldwergplaneet. Meestal word die kleiner liggaam in ’n stelsel as ’n maan beskou as die twee liggame se massamiddelpunt binne-in die groter liggaam lê. Dit is egter nie ’n duidelike riglyn nie.

Visuele opsomming

Verwysings