Хипокамп (месечина)

Хипокамп, исто така означен Нептун XIV — мала месечина на Нептун откриена на 1 јули 2013 година. Го пронашол астрономот Марк Шоволтер со анализа на архивираните фотографии на Нептун со вселенскиот телескоп Хабл снимени помеѓу 2004 и 2009 година. Месечината е толку слаба што не била забележана кога вселенската сонда ''Војаџер 2'' прелетала покрај Нептун и неговите месечини во 1989 година. Се работи за тело од 34,8 во пречник и кружи околу Нептун за околу 23 часа, нешто помалку од еден ден на Земјата. Поради невообичаено блиското растојание до најголемата внатрешна месечина на Нептун, Протеј, се претпоставува дека Хипокамп можеби се насобрал од материјал исфрлен од удар на Протеј пред неколку милијарди години. Месечината била порано позната по нејзината привремена ознака S/2004 N 1 до февруари 2019 година, кога била официјално именувана Хипокамп, по митолошкиот морски коњ што го симболизира Посејдон во грчката митологија.
1 Историја
1.1 Откритие
Хипокамп бил откриен од тим астрономи предводени од Марк Шовалтер од Институтот СЕТИ на 1 јули 2013 година. Шоволтер ги испитувал архивските снимки на Нептун од вселенскиот телескоп Хабл од 2009 година, како дел од неговата студија за прстените лакови на Нептун. Бидејќи внатрешните месечини и прстените лакови на Нептун орбитираат брзо, Шоволтер развил и употребил техника слична на панирање (експозиција), каде што се собираат повеќе слики со кратка експозиција и дигитално се поместуваат за да се компензира орбиталното движење и да се овозможи натрупување на повеќе слики за да се извлечат слаби детали. По желба, Шоволтер решил да ја прошири својата анализа на региони надвор од системот на прстените на Нептун; и потоа го пронашол Хипокамп како бледа, но недвосмислена бела точка.
За да ја потврди месечината, Шоволтер дополнително анализирал над 150 архивски слики од Хабл кои се од 2004 година. Во рок од една недела, Шоволтер постојано го наоѓал Хипокамп на овие слики и можел да ја идентификува месечината во десет различни времиња на набљудување од 2004 до 2009 година. Шоволтер, исто така, проверил слики од ''Војаџер 2'', вселенското летало кое се нашло во близина на неговата местоположба за време на неговото прелетување во 1989 покрај Нептун, но не било во можност да ја идентификува месечината, бидејќи таа е премногу слаба за да биде забележана од камерите на ''Војаџер 2''. Сепак, бројот на архивски слики на Хабл со Хипокамп бил доволен за да се одреди орбитата на Месечината. Откривањето на Хипокамп било официјално објавено во известувањето издадено од Централното биро за астрономски телеграми на Меѓународниот астрономски сојуз, заедно со соопштението за печатот од Научниот институт за вселенски телескоп на 15 јули 2013 година. Со оглед на тоа што релевантните слики што ги испитал Шоволтер биле достапни за јавноста, откритието можело да го направи секој.
1.2 Именување
Месечината е именувана по Хипокам, митолошко суштество кое е прикажано во горниот дел од телото како коњ а долниот дел од телото како риба во грчката митологија. Хипокамп го симболизира грчкиот морски бог Посејдон, како и римскиот бог на морето Нептун. Во римската митологија, Нептун често возел морска кочија влечена од хипокампи.
По објавувањето на нејзиното откритие, Месечината ја добила привремената ознака S/2004 N 1. Привремената ознака покажува дека тоа е првиот нептунски сателит идентификуван на сликите кои датираат од 2004 година. Последователните набљудувања на Хабл на Хипокамп биле спроведени од Шоволтер во 2016 година, а Месечината подоцна ја добила својата постојана римска ознака од Центарот за мали планети по нејзиното обновување. Хипокамп бил формално нумериран како Нептун XIV (14) на 25 септември 2018 година, иако останал без официјално име до февруари 2019 година.
Според насоките за номенклатура на Меѓународниот астрономски сојуз (МАС), предлозите за имињата за месечините на Нептун мора да се засноваат на фигура од грчко-римската митологија со врска со Посејдон или Нептун. Шоволтер и неговиот тим барале имиња од објавувањето на нивното откритие; меѓу разгледаните имиња биле оние на Полифем, џиновскиот едноок, син на Посејдон и Туса. Шоволтер потоа се решил за името Хипокамп како признание за родот на морските коњи, ''Хипокамп'', главно поради неговата страст за нуркање и самото животно. Предлогот за името на Шоволтер бил одобрен од Комитетот за именување на МАС на 20 февруари 2019 година, а името било објавено во соопштение за печатот од Научниот институт за вселенски телескоп.
2 Потекло
Распределбата на масата на нептунските месечини е најсложена од сателитски системи на џиновските планети во Сончевиот Систем. Една месечина, Тритон, ја сочинува речиси целата маса на системот, а сите други месечини заедно сочинуваат само една третина од еден процент. Причината за пространоста на сегашниот нептунски систем е тоа што Тритон бил заробен од Кајперовиот Појас по формирањето на оригиналниот сателитски систем на Нептун, од кој голем дел бил уништен во процесот на заробување. Орбитата на Тритон при заробувањето се претпоставува дека била многу ексцентрична, што би предизвикало хаотични растројства во орбитите на првобитните внатрешни сателити на Нептун, што ќе доведе до исфрлање на некои месечини и до уништување на други од судир. Се смета дека барем некои од сегашните внатрешни сателити на Нептун се насобрале од добиените урнатини откако орбитата на Тритон била кружна со плимното забавување.
Меѓу овие повторно насобирачки месечини се Протеј, најголемата и најоддалечената од сегашните внатрешни месечини на Нептун. Протеј носи голем ударен кратер наречен Фарос, кој има пречник околу 250 км - повеќе од половина од пречникот на самиот Протеј. Оваа невообичаено голема големина на Фарос во однос на Протеј имплицира дека ударот што го формирал кратерот речиси би го нарушил Протеј и би исфрлил значителна количина на остатоци. Сегашната орбита на Протеј се наоѓа релативно блиску до онаа на Хипокамп, која орбитира само 12,000 км. Нивните орбитални големи полуоски се разликуваат за само десет проценти, што значи дека и двете најверојатно потекнувале од иста позиција во минатото. Ова е дополнително потврдено со пресметување на соодветните стапки на миграција на месечините во орбиталата, што исто така сугерира дека Хипокамп и Протеј биле многу поблиску еден до друг во минатото. Вообичаено, два соседни објекти со различни големини или би резултирале со исфрлање на помал предмет или во судир со поголемиот објект - се чини дека ова не е случај за Хипокамп и Протеус.
Врз основа на овие докази, Шоволтер и неговите колеги предложиле дека Хипокамп можеби потекнува од остатоци исфрлени од Протеј од ударот на кометата што го формирал нејзиниот најголем кратер, Фарос. Во ова сценарио, Хипокамп би се сметал за сателит од третата генерација на Нептун, кој потекнува од ударите на реформираните редовни месечини на Нептун по заробувањето на Тритон. Се смета дека редовните месечини на Нептун биле нарушени од удари на комета повеќе пати, при што само Протеј преживеал недопрен и покрај тоа што бил речиси нарушен од ударот на Фарос. Некои од остатоците исфрлени од ударот се сместиле во стабилна орбита 1,000–2,000 км внатре во Протеј и се споиле во Хипокамп. Сепак, Хипокамп претставува само два отсто од исчезнатиот волумен на материјал генериран од ударот на Фарос, а причината за отсуството на остатокот од отпадот останува непозната.
Како и со другите мали внатрешни месечини на Нептун, се смета дека Хипокамп постојано бил нарушен од удари на кометата откако се соединил од остатоците исфрлени од Протеус. Врз основа на стапката на формирање на големи кратери на Протеј, се проценува дека Хипокамп бил нарушен околу девет пати во изминатите 4 милијарди години, повторно натрупувајќи се по секој настан на прекин. Овие нарушувања значително ја намалуваат орбиталната ексцентричност и наклонетост на месечината, обезбедувајќи објаснување за сегашната кружна орбита на Хипокамп и покрај неговата близина до Протеј. Хипокамп, исто така, веројатно изгубил дел од својата маса за време на овие неуспешни настани, веројатно што е причина за дел од исчезнатиот волумен на материјал исфрлен од ударот на Фарос. Протеј оттогаш се повлекол над 11,000 км од Нептун поради плимните интеракции со планетата, додека Хипокамп останал блиску до својата почетна позиција каде што се формирал додека мигрирал побавно поради неговата помала големина.
3 Физички одлики
Хипокамп е најмалата позната месечина на Нептун, со пречник проценет на 34.8 км. Хипокамп е околу 1.000 пати помалку масивен и 4.000 пати помалку обемен од Протеј. Врз основа на проценетата привидна магнитуда на Хипокамп од 26,5, првично се сметало дека неговиот пречник е околу 16–20 км, но поновите набљудувања ја ревидираат оваа вредност двапати нагоре. Сепак, со голема разлика останува најмалиот од внатрешните, редовни сателити на Нептун.
Површинските својства на Хипокамп се непознати бидејќи не бил опширно проучуван преку различни бранови должини на светлината, особено во блискиот инфрацрвен спектар. Се претпоставува дека Хипокамп наликува на другите внатрешни сателити на Нептун бидејќи има темна површина. Нивните геометриски албеда се движат од 0,07 до 0,10, а просечната е околу 0,09. Инструментот ''NICMOS'' на вселенскиот телескоп Хабл ги испитал големите внатрешни месечини на Нептун во блиската инфрацрвена светлина и пронашол докази дека сличен темен, црвеникав материјал, карактеристичен за малите надворешни тела на Сончевиот Систем, се смета дека е присутен на сите нивни површини. Податоците се конзистентни со органски соединенија кои содржат C−H и/или C≡N врски, но спектралната резолуција била несоодветна за да се идентификуваат молекулите. Се верува дека е присутен воден мраз, изобилен во надворешниот Сончев Систем, но неговиот спектрален потпис не може да се забележи (за разлика од случајот со малите Уранови месечини).
4 Орбита
Хипокамп завршува една револуција околу Нептун на секои 22 часа и 48 минути (0,95 дена), што одговара на голема полуоска, или орбитално растојание од 105,283 километри. За споредба, ова растојание е приближно 4,3 полупречници на Нептун, или нешто повеќе од една четвртина од растојанието Земја - Месечина. И неговата наклонетост и ексцентричност се блиску до нула Орбитира помеѓу Лариса и Протеј, што го прави вториот најоддалечен од редовните сателити на Нептун. Неговата мала големина на овамастоположба е е во спротивност со трендот меѓу другите редовни нептунски сателити со зголен мепречн.
Бидејќи се наоѓа на релативно блиско растојание до многу поголемиот Протеј, Хипокамп е подложен на неговото значително гравитациско влијание. Неговата орбита е особено чувствителна на масата на Протеј; орбиталните решенија кои користат различни претпоставени маси за Протеј покажуваат дека Хипокамп прикажува значајна разлика во орбитата од околу 100 км. Ова може да овозможи проценка на масата на Протеј со набљудување на неговото влијание врз орбитата на Хипокамп во период од неколку децении.
Протеј и Хипокамп се речиси во резонанца на средно движење 11:13, што може да биде причина за чувствителноста на Хипокамп на масата на Протеј. Двете месечини се надвор од синхроната орбита на Нептун (вртежниот период на Нептун е 0,67 дена или 16,1 часа) и затоа се плимно забрзани од Нептун и мигрираат нанадвор. Во споредба со Хипокамп, Протеј мигрира со поголема брзина поради неговата поголема маса, а со тоа и посилната плимна интеракција со Нептун. Врз основа на неговата орбитална миграција, се проценува дека Протеј ќе се повлече за околу 40 км од Нептун за 18 милиони години, во кои ќе влезе во вистинска резонанца 11:13 со Хипокамп. Дополнително, сегашните орбитални периоди на Лариса и Хипокамп се во рамките на околу еден процент од орбиталната резонанца 3:5.