Нептунови месечини

Планетата Нептун има 14 познати месечини, кои во грчката митологија се именувани по малите божества на водата. Убедливо најголемата од нив е Тритон, откриена од Вилијам Ласел на 10 октомври 1846 година, 17 дена по откривањето на самиот Нептун; поминало повеќе од еден век пред откривањето на вториот природен сателит, Нереида. Најоддалечената месечина на Нептун, Несо, која има орбитален период од околу 26 Јулијански години, орбитира подалеку од својата планета од која било друга месечина во Сончевиот Систем.
Тритон е единствената меѓу месечините на планетарната маса чија орбита е назадна во однос на ротацијата на Нептун и е наклонета во однос на екваторот на Нептун, што сугерира дека таа не се формирала во орбитата околу Нептун, туку била гравитациски заробена од него. Следниот најголем сателит во Сончевиот Систем за кој постои сомневање дека бил фатен од гравитацискиот пул на некоја планета, Сатурновата месечина Фиби, има само 0,03% од масата на Тритон. Фаќањето на Тритон, кое веројатно се случило некое време откако Нептун формирал сателитски систем, бил катастрофален настан за првобитните сателити на Нептун, нарушувајќи ги нивните орбити така што тие се судриле и формирале диск со урнатини. Тритон е доволно масивен за да постигне хидростатичка рамнотежа и да задржи тенка атмосфера способна да формира облаци и маглини.
Во внатрешноста на Тритон се наоѓаат седум мали редовни сателити, од кои сите имаат напредни орбити во рамнините што лежат блиску до екваторската рамнина на Нептун; некои од овие орбитираат меѓу прстените на Нептун. Најголемиот од нив е Протеус. Тие биле повторно создадени од дискот со урнатини создаден по заробувањето на Тритон откако тритонската орбита станала кружна. Нептун, исто така, има уште шест надворешни неправилни сателити освен Тритон, вклучително и Нереида, чии орбити се многу подалеку од Нептун и со голема наклонетост: три од нив имаат напредни орбити, додека останатите имаат назадни орбити. Поточно, Нереида има невообичаено блиска и ексцентрична орбита за неправилен сателит, што укажува на тоа дека можеби некогаш бил редовен сателит на кого значително му била нарушена својата сегашна позиција кога бил фатен Тритон. Двата најоддалечени нептунски неправилни сателити, Псамат и Несо, имаат најголеми орбити од сите природни сателити откриени во Сончевиот Систем досега.
1 Историја
1.1 Откритие
Тритон бил откриен од Вилијам Ласел во 1846 година, само седумнаесет дена по откривањето на Нептун. Нереида била откриена од Жерар П. Кајпер во 1949 година. Третата месечина, подоцна наречена Лариса, за прв пат била забележана од Харолд Ј. Рајцема, Вилијам Б. Хабард, Лери А. Лебофски и Дејвид Џ. Толен на 24 мај 1981 година. Астрономите го набљудувале приближувањето на ѕвездата до Нептун, барајќи прстени слични на оние откриени околу Уран четири години претходно. Кога би биле присутни прстените, сјајноста на ѕвездата малку би се намалила непосредно пред најблиското приближување на планетата. Светлината на ѕвездата паднала само за неколку секунди, што значело дека се должело на месечината, а не на хипотетичкиот прстенот.
Понатамошни месечини не биле пронајдени додека ''Војаџер 2 не'' прелетал покрај Нептун во 1989 година. ''Војаџер 2'' повторно ја открил Лариса и открил пет внатрешни месечини: Најад, Таласа, Деспина, Галатеа и Протеус . Во 2001 година, две истражувања со помош на големи телескопи на Земјата откриле пет дополнителни надворешни месечини, со што вкупниот број достигнал тринаесет. Последователните истражувања од два тима во 2002 и 2003 година, соодветно, повторно ги набљудувале сите пет од овие месечини, кои се Халимеде, Сао, Псамат, Лаомедеја и Несо . Шестата кандидатска месечина била пронајдена и во истражувањето во 2002 година, но потоа била изгубена.
Во 2013 година, Марк Р. Шоволтер го открил Хипокамп додека ги испитувал снимките од вселенскиот телескоп Хабл од прстените на Нептун од 2009 година. Тој користел техника слична на панирање за да го компензира орбиталното движење и да дозволи натрупување на повеќе слики за да ги истакне слабите детали. Откако решил да ја прошири областа за пребарување на полупречници многу подалеку од прстените, тој пронашол недвосмислена точка што ја претставуваla младата месечина. Потоа, тој постојано го наоѓал во други архивски HST слики од 2004 година. ''Војаџер 2'', кој ги набљудувал сите други внатрешни сателити на Нептун, не го забележал за време на неговото прелетување во 1989 година, поради неговата заматеност.
1.2 Имиња
Тритон немал официјално име до дваесеттиот век. Името „Тритон“ било предложено од Камил Фламарион во неговата книга ''Astronomie Populaire од'' 1880 година, но тоа не станало дел од општата употреба барем до 1930-тите. До ова време тој обично бил едноставно познат како „сателитот на Нептун“. Другите месечини на Нептун биле исто така именувани според грчките и римските богови на водата, во склад со позицијата на Нептун како бог на морето: или од грчката митологија, обично деца на Посејдон, грчкиот Нептун (Тритон, Протеус, Деспина, Таласа); љубовници на Посејдон (Лариса); класи на мали грчки водени божества ( Најад, Нереид ); или специфични Нереиди (Халимеде, Галатеа, Несо, Сао, Лаомедеја, Псамате). Неодамна откриената месечина, Хипокамп, останала неименувана од 2013 до 2019 година, кога го добила името по Хипокамп, митолошки суштество кое било половина коњ и половина риба.
За „нормалните“ неправилни сателити, општата конвенција е да се користат имиња што завршуваат со „а“ за напредните сателити, имиња што завршуваат на „е“ за назадни сателити и имиња што завршуваат со „о“ за сателити со исклучително наклонетост, токму според конвенцијата за месечините на Јупитер.
Два астероиди ги делат истите имиња како месечините на Нептун: 74 Галатеа и 1162 Лариса.
2 Одлики
Месечините на Нептун можат да се поделат во две групи: правилни и неправилни. Првата група ги вклучува седумте внатрешни месечини, кои следат кружни напредни орбити кои лежат во екваторската рамнина на Нептун. Втората група се состои од сите седум други месечини вклучувајќи го и Тритон. Тие генерално сe наклонети ексцентричнo и често имаат назадни орбити далеку од Нептун; единствен исклучок е Тритон, кој орбитира блиску до планетата следејќи кружна орбита, иако е назаден и наклонет.
2.1 Правилни месечини
Според оддалеченоста од Нептун, правилните месечини се Најада, Таласа, Деспина, Галатеја, Лариса, Хипокамп и Протеус. Сите освен надворешните две се во синхроната орбита на Нептун (вртежниот период на Нептун е 0,6713 ден или 16 часа ) и на тој начин плимно се забавуваат. Најада, најблиската правилна месечина, е исто така втора најмала меѓу внатрешните месечини (по откривањето на Хипокамп), додека Протеус е најголемата правилна месечина и втората по големина месечина на Нептун. Првите пет месечини орбитираат многу побрзо од самата ротација на Нептун, во опсег од 7 часа за Најада и Таласа, до 13 часа за Лариса .
Внатрешните месечини се тесно поврзани со прстените на Нептун. Двата највнатрешни сателити, Најада и Таласа, орбитираат помеѓу прстените Гале и ЛеВериер. Деспина можеби е пастирска месечина на прстенот Леверие, бидејќи нејзината орбита лежи токму во овој прстен. Следната месечина, Галатеа, орбитира веднаш во внатрешноста на најистакнатите прстени на Нептун, прстенот Адамс. Овој прстен е многу тесен, со ширина не поголема од 50 km, и има пет вградени светли лакови. Гравитацијата на Галатеа помага да се ограничат честичките на прстенот во ограничен регион во радијална насока, одржувајќи го тесниот прстен. Различни орбитални резонанции помеѓу честичките на прстенот и Галатеа, исто така, може да имаат улога во одржувањето на лаковите.
Само двете најголеми правилни месечини се снимени со резолуција доволна за да се препознаат нивните форми и одлики на површината. Лариса, околу 200 km во пречник, е издолжена. Протеус не е значително издолжен, но не е ниту целосно сферичен: личи на неправилен полиедар, со неколку рамни или малку вдлабнати страни од 150 до 250 km во пречник. Со големина од околу 400 km во пречник, таа е поголема од сатурнската месечина Мимант, која е целосно елипсоидна. Оваа разлика може да се должи на минат судир на Протеус. Површината на Протеус е силно кратерирана и покажува голем број линеарни одлики. Нејзиниот најголем кратер, Фарос, има повеќе од 150 km во пречник.
Сите внатрешни месечини на Нептун се темни објекти: нивното геометриско албедо се движи од 7 до 10%. Нивните спектри покажуваат дека се направени од воден мраз контаминиран од некој многу темен материјал, веројатно сложени органски соединенија. Во овој поглед, внатрешните нептунски месечини се слични на внатрешните ураниски месечини.
2.2 Неправилни месечини
По ред на нивната оддалеченост од планетата, неправилни месечини се Тритон, Нереида , Халимеда, Сао, Лаомедеја, Псамата, и Несо, група која вклучува напредни и назадни објекти. Петте најоддалечени месечини се слични на неправилните месечини на другите џиновски планети и се смета дека се гравитациски заробени од Нептун, за разлика од обичните сателити, кои веројатно се формирале ''на самото место''.
Тритон и Нереида се невообичаени неправилни сателити и затоа се третираат одделно од другите пет неправилни нептунски месечини, кои се повеќе како надворешните неправилни сателити на другите надворешни планети. Прво, тие се најголемите две познати неправилни месечини во Сончевиот Систем, при што Тритон е речиси по ред по големина поголем од сите други познати неправилни месечини. Второ, и двете имаат нетипично мали големи полуоски, при што Тритоновите се за поредок помали од оние на сите други познати неправилни месечини. Трето, и двете месечини имаат необични орбитални ексцентричности: Нереида има една од најексцентричните орбити од кој било познат неправилен сателит, а орбитата на Тритон е речиси совршен круг. Конечно, Нереида има и најниска наклонетост од кој било познат неправилен сателит.
2.2.1 Тритон
Тритон следи назадна и квазикружна орбита и се смета дека е гравитациски фатен сателит. Тоа била втората месечина во Сончевиот Систем за која било откриено дека има значителна атмосфера, која е првенствено составена од азот со мали количини на метан и јаглерод моноксид. Притисокот на површината на Тритон е околу 14 μbar. Во 1989 година, ''вселенското летало Војаџер 2'' забележало нешто што изгледало како облаци и маглини во оваа тенка атмосфера. Тритон е едно од најстудените тела во Сончевиот Систем, со површинска температура од околу . Неговата површина е покриена со азот, метан, јаглерод диоксид и воден мраз и има високо геометриско албедо од повеќе од 70%. Бонд албедото е уште повисоко, достигнувајќи и до 90%. Одликите на површината вклучуваат голема јужна поларна капа, постари кратериски рамнини пресечени со грабен и гребени, како и младешки одлики веројатно формирани од ендогени процеси како што е криовулканизмот . ''Набљудувањата на Војаџер 2'' откриле голем број активни гејзери во поларната капа загреана од Сонцето, кои исфрлаат столбови до висина до 8 км. Тритон има релативно висока густина од околу 2 g/cm <sup>3</sup> што покажува дека карпите сочинуваат околу две третини од неговата маса, а мразовите (главно воден мраз) преостанатата една третина. Можеби длабоко во Тритон има слој течна вода, формирајќи подземен океан. Поради неговата повратна орбита и релативната близина на Нептун (поблиску отколку што е Месечината до Земјата), плимното забавување предизвикува Тритон да се спирализира навнатре, што ќе доведе до негово уништување за околу 3,6 милијарди години.
2.2.2 Нереида
Нереида е третата по големина месечина на Нептун. Има напредна, но многу ексцентрична орбита и се верува дека е поранешен редовен сателит кој бил расеан до сегашната орбита преку гравитациски интеракции за време на фаќањето на Тритон. Воден мраз е спектроскопски откриен на нејзината површина. Раните мерења на Нереида покажале големи, неправилни варијации во неговата видлива големина, за кои се шпекулирало дека се предизвикани од присилна прецесија или хаотична ротација во комбинација со издолжена форма и светли или темни дамки на површината. Ова било отфрлено во 2016 година, кога набљудувањата од вселенскиот телескоп Кеплер покажале само мали варијации. Топлинското моделирање засновано на инфрацрвени набљудувања од вселенските телескопи Спицер и Хершел сугерирале дека Нереида е само умерено издолжена, што не било во прилог за присилната прецесија на ротацијата. Топлинскиот модел, исто така, покажал дека грубоста на површината на Нереида е многу висока, веројатно слична на сатурнската месечина Хиперион.
2.2.3 Нормални неправилни месечини
Меѓу преостанатите неправилни месечини, Сао и Лаомедеја кои следат напредни орбити, додека Халимеде, Псамат и Несо следат назадни орбити. Со оглед на сличноста на нивните орбити, се сугерирало дека Несо и Псамате би можеле да имаат заедничко потекло во распаѓањето на поголема месечина. Псамате и Несо ги имаат најголемите орбити од сите природни сателити откриени во Сончевиот Систем досега. Ним им требаат 25 години за да кружат околу Нептун на просечно 125 пати поголема оддалеченост од онаа помеѓу Земјата и Месечината. Нептун ја има најголемата Ридска сфера во Сончевиот Систем, што се должи првенствено на неговата голема оддалеченост од Сонцето; ова му овозможува на Нептун да ја задржи контролата врз таквите далечни месечини. Како и да е, Јовиевите месечини во групите Карме и Пасифае орбитираат во поголем процент од нивниот примарен полупречникот на ридот од Псамате и Несо.
3 Формирање
Распределбата на масата на нептунските месечини е најсложена од сателитските 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. Ова е слично на месечевиот систем на Сатурн, каде Титан сочинува повеќе од 95% од вкупната маса, но се разликува од побалансираните системи на Јупитер и Уран. Причината за пространоста на сегашниот нептунски систем е тоа што Тритон бил фатен во орбитата на Нептун долго по формирањето на оригиналниот сателитски систем на Нептун, а експертите претпоставуваат дека голем дел од системот бил уништен во процесот на фаќање.
Орбитата на Тритон при фаќањето би била многу ексцентрична и би предизвикала хаотични пертурбации во орбитите на првобитните внатрешни сателити на Нептун, предизвикувајќи нивно судир и намалување на диск од урнатини. Ова значи дека е веројатно дека сегашните внатрешни сателити на Нептун не се оригиналните тела што се формирале со Нептун. Само откако орбитата на Тритон стана кружна, дел од урнатините можеше повторно да се натрупа во денешните редовни месечини.
Механизмот на заробување на Тритон бил предмет на неколку теории низ годините. Една од нив постулира дека Тритон бил заробен во средба со три тела. Во ова сценарио, Тритон е преживеаниот член на бинарниот објект на Кајперовиот Појас нарушен од неговата средба со Нептун.
Нумеричките симулации покажуваат дека постои веројатност од 0,41 дека месечината Халимеде се судрила со Нереида во некое време во минатото. Иако не е познато дали се случил некаков судир, се чини дека двете месечини имаат слични („сиви“) бои, што значи дека Халимеде може да била фрагмент од Нереида.
4 Список
4.1 Потврдени месечини
Нептунските месечини овде се наведени по орбитален период, од најкраток до најдолг. Орбитите и средните растојанија на неправилните месечини се променливи во кратки временски размери поради честите планетарни и сончеви пертурбации (растројувања), затоа наведените орбитални елементи на сите неправилни месечини се просечно пресметани во текот на 6.000-годишна нумеричка интеграција од Брозовиќ и сор. (2011). Наведените орбитални елементи на Нереида се просечни во текот на 400-годишна интеграција од Џејкобсон (2009). Сите орбитални елементи се базирани на епохата од 10 јуни 2000 година копнено време. Тритон, е единствената нептунска месечина доволно масивна за нејзината површина да се сруши во сфероид.
4.2 Непотврдени месечини
Шестиот кандидат неправилен сателит на Нептун, означен како „c02N4“, бил откриен во истражувањето предводено од Метју Џ. Холман на 14 август 2002 година, но повторно бил виден од Многу големиот телескоп на 3 септември 2002 година пред да биде изгубен потоа. Понатамошните обиди за враќање на објектот не успеале, оставајќи ја неговата орбита неодредена. Можеби бил кентаур (астероид) наместо сателит, иако неговото мало движење во однос на Нептун во текот на еден месец сугерирал дека навистина бил сателит. Врз основа на неговата осветленост, се проценува дека објектот имал пречник од 33 км и да бил околу 25,1 милиони км (0,168 ае ) оддалечен од Нептун кога бил пронајден.