gov-civil-vilareal.ptKuinka tehdä Neptunuksen kuu: Lyö toinen kuu TODELLA kovaa.
>Neptunus on Auringosta kauimpana oleva suuri planeetta, ja sitä on vaikea tutkia. Vaikka se on suuri, halkaisijaltaan noin 50 000 kilometriä, se on vain niin kaukana, että yksityiskohdat voivat puuttua. Heck, edes sinne meneminen, kuten teimme Voyager 2: n kanssa vuonna 1989, ei ratkaissut kaikkia sen mysteerejä.
Mutta se antoi vihjeitä suurelle mysteerille, joka ilmeni myöhemmin: Mikä on Neptunuksen pimeän kuun Hippocamp?
se on pieni kuu, vain 35 km leveä, ja se löydettiin vahingossa! Kuten ulkoisen aurinkokunnan kolme muuta suurta planeettaa, Neptunuksella on renkaat tai tarkemmin rengaskaaria, kuten rengaspalasia. Vuonna 2013 tähtitieteilijä Mark Showalter etsi tällaisia kaaria 2000-luvun puolivälissä otetuista Hubble-kuvista ja käytti älykästä ohjelmistoa, joka uudisti kuvat niin, että nopeasti liikkuvat kaaret näyttivät paikallaan, joten niitä oli helppo verrata eri kuviin.
Juuri siksi hän päätti soveltaa samaa ohjelmistoa esineisiin ulkopuolella renkaat, jotka kiertävät hitaammin, ja Hippocamp ilmestyi kuviin. Se on hieno tarina, josta kirjoitin tuolloin.
Hubble -kuva Neptunuksesta (vuodesta 2009) upotettuna mittakaavaan sen paljon heikompien kuiden ja renkaiden kuvan kanssa. Luotto: NASA, ESA ja M.Showalter (SETI -instituutti)
Hippocamp on niin pieni ja hämärä, että Voyager ei edes nähnyt, kun se lensi jättiläisplaneetan ohi 30 vuotta sitten (ollakseni oikeudenmukainen, Voyager ei etsinyt huolellisesti kaukaisia kuita), ja tuskin näkyy Hubble -kuvissa. Mutta ei mennyt kauaa, ennen kuin jotain todella outoa ilmestyi: Kun tähtitieteilijät laskivat sen kiertorataominaisuudet, he havaitsivat, että sen kiertorata on vain 12 000 km sisällä Proteuksen kiertorata, paljon suurempi kuu, joka on muotoiltu pyöreäksi (ish) perunaksi noin 400 km.
Se on ongelma, koska Neptunuksen kuujärjestelmä on sotku, ja se oli kerran paljon sotkuisempi. Kuun, joka muodostuu siellä, missä Hippocamp on nyt, ei pitäisi olla olemassa siellä.
Tässä asiat muuttuvat todella viileiksi : Hippocamp on saattanut syntyä, kun komeetta löi Proteuksen kova ja sitten roskat palasivat yhteen muodostaen Hippocampin !
Kierretään kelloa taaksepäin muutama miljardi vuotta. Neptunus luultavasti muodostui kuujärjestelmästä; useimmat planeetat tekevät. Mutta sitten katastrofi jumissa: valtava jään ja kallion esine ulompi aurinkokunta vaelsi liian lähellä Neptunusta. Jotenkin - erilaisia ideoita riittää - tämä suuri ruumis saatiin kiertoradalle Neptunuksen ympärille. Kutsumme tätä kohdetta Tritoniksi, ja se on Neptunuksen suurin kuu, jonka halkaisija on 2700 km.
Neptunuksen kuun Tritonin mosaiikki, joka luotiin Voyager 2 -kuvista lennon aikana vuonna 1989. Huomaa mustat raidat pohjan lähellä; todisteita geysirien kaltaisista purkauksista ja tuulesta. Luotto: NASA/JPL/USGS
Suuret vihjeet siitä, että Triton oli vangittu kuu sen sijaan, että muodostuisi kanssa Neptunus on se, että 1) sen kiertorata on kallistettu suhteessa Neptunuksen päiväntasaajaan (sulkeutuvien suurten kuiden tulisi kiertää radan linjassa planeetan päiväntasaajan kanssa) ja b) sen kiertorata on taaksepäin, taaksepäin verrattuna muihin kuihin (ja Neptunuksen pyöräytykseen). Kuiden, jotka muodostavat planeettojensa, pitäisi olla ennakoivia kiertoradia, jotka liikkuvat samaan suuntaan kuin planeetan spin (yleensä, että spin on vastapäivään katsottuna alaspäin pohjoisesta). Triton on niin suuri, että jos se muodostui Neptunuksen kanssa, sen on täytynyt siirtyä ennalta. Koska se ei ole, se ei saa olla muodostunut sen kanssa, joten se on otettava talteen.
Tämä tapahtuma aiheutti kaaosta Neptunus -järjestelmässä. Tritonin kiertorata oli todennäköisesti aluksi erittäin elliptinen ja muuttui pyöreämmäksi ajan myötä, kun se oli vuorovaikutuksessa painovoiman kanssa Neptunuksen kanssa. Fysiikka on vähän monimutkaista , mutta Tritonin painovoima nostaa vuorovesiä Neptunuksessa, ja se saa Tritonin kiertoradan kutistumaan ja muuttumaan pyöreämmäksi ajan myötä (yleensä vuorovedet aiheuttavat kuiden siirtymisen ulospäin, mutta se koskee vain omaa Kuutamme kaltaisia ennenaikaisia kuita; Trtion on taaksepäin, joten fysiikka toimii toisinpäin ja siirtyy sisäänpäin).
Neptunuksen kuiden kiertoradat ja koot, mukaan lukien sen rengaskaaret. Proteuksen ja Hippocampin kiertoradat ovat erittäin lähellä. Luotto: NASA, ESA ja A. Feild (STScI)
Kun Triton asettui, se olisi heittänyt Neptunuksen sisäkuut sekaisin. Nämä kuut olivat niin häiriintyneitä kiertoradallaan, että he olisivat törmänneet toisiinsa luoden valtavan roskarenkaan Neptunuksen ympärille. Ajan myötä se sulautui pienemmiksi kuiksi, jotka kiertävät Neptunusta lähellä renkaiden sisällä.
Mutta tämä tuhoamisen tarina ei ole aivan valmis. On paljon Neptunuksen ohi, alueella, jota kutsuimme Kuiperin vyöhykkeeksi, ja ne voivat vaikuttaa pienempiin kuihin. On todennäköistä, että heitä on hakkeroitu ja palautettu uudestaan ja uudestaan siitä lähtien, kun ne alun perin muodostivat miljardeja vuosia sitten.
Ainoa kuu, joka selviytyi tästä myrskystä, oli Proteus. Se on uloin ja suurin sisäkuista. Saman gravitaatiotanssin vuoksi, joka siirtää Tritonin sisäänpäin kohti Neptunusta, Proteus (ollessaan ennaltaehkäisevä) siirtyy pois Neptunuksesta.
Mutta - ja tämä on iso mutta - Proteus on ulkopuolella nyt Hippocampin kiertorata. Tämä Proteuksen ulosmuutto olisi siirtänyt sen suoraan Hippocampin kiertoradan läpi, ja sen olisi pitänyt saada Hippocamp joko törmäämään Proteuksen kanssa ja tuhoutumaan, putoamaan Neptunukseen ja tuhoutumaan tai poistumaan järjestelmästä kokonaan. Riippumatta siitä, kuinka leikkaat sen, Hippocamp ei saisi olla siellä, missä se on! Mitä se siellä tekee?
enkelinumero raskaudelle
Tätä tutkivat tähtitieteilijät keksivät ratkaisun: Joskus sen jälkeen, kun Tritonista tuli Neptunuksen kuu, Kuiper Belt -objekti tuli sisään ja iski Proteuksen. Tämä räjäytti valtavan määrän roskia, ja tämä tavara yhdistyi muodostamaan Hippocampuksen, joka kiertää Neptunusta Proteuksen kiertoradan sisällä. Koska Hippocampus on niin pieni, se ei voi siirtyä ulospäin (se ei nosta tarpeeksi suuria vuorovesiä Neptunuksella), joten se päätyi pysymään Proteuksen kiertoradalla, ja asiat pysyvät nykyään.
Minun on sanottava, että sen on täytynyt olla valtava vaikutus Proteukseen, että niin paljon roskia tekisi kuun yli 30 km: n poikki. Siitä jäisi melkoinen kraatteri…
Kuva Neptunuksen kuusta Proteuksesta, jonka Voyager 2 otti vuonna 1989. Valtava kraatteri Pharos näkyy oikeassa yläkulmassa. Luotto: NASA/JPL-Caltech/Kevin M.Gill
… Jonka uskomme näkevämme! Voyager 2: n vuoden 1989 kulun aikana se otti kuvan Proteuksesta, jossa näkyy hirvittävä kraatteri nimeltä Pharos, ja se on mahtava 230 km leveä! Jos vaikutus olisi ollut paljon kovempi, se olisi särkenyt kuun. Sellaisenaan räjäytetyt roskat olisivat olleet erittäin vaikuttavia. Riittävän suuri muodostaakseen kokonaan toisen kuun. Hippocamp.
Tosi siistiä! Rakastan, kun tarina roikkuu näin. Kaikki toimii loogisesti, vaikka se alkaisi oudosta tosiasiasta, joka ei sovi.
Ja en voi jättää tätä mainitsematta jotain. Kansainvälisen tähtitieteellisen liiton vahvistamilla käytännöillä , Neptunuksen kuiden on perustuttava veteen tai Poseidoniin liittyviin kreikkalaisiin mytologisiin olentoihin. Triton oli esimerkiksi meren lähettiläs (ja Poseidonin poika). Proteus oli myös Poseidonin poika monissa myytteissä, mutta myös sellainen, joka saattoi muuttaa muotoaan (mahdollisesti sidoksissa ajatukseen, että meriolosuhteet voivat muuttua hyvin nopeasti).
Tämä sopii varmasti siihen, mitä tiedämme! Nuo kuut ovat muuttaneet muotoaan monta kertaa, mukaan lukien Proteus, ja jälkimmäinen teki varmasti, kun Pharos muodostui. Se on hauska pieni sattuma.
Muuten Hippocamp on merihirviö, joka on hevosen yläosa ja kalan alaosa. Sitä on vaikeampi sovittaa nykyaikaiseen tietoon itse kuusta (se on liian pieni erottamaan sen muodon jopa Hubblella). Mutta siisti on silti.
Minusta tämä kaikki on hämmästyttävää. Aiemmin ajattelimme, että aurinkokunta näyttää nykyään aika paljon siltä, kuin se aina näytti, mutta viime vuosina olemme huomanneet, että se todella ei todellakaan näytä siltä. Kuut liikkuvat edestakaisin, planeetat kulkevat sisään ja ulos auringosta, ja jättimäiset iskut paitsi muotoilevat nämä ruumiit myös synnyttävät uusia. Vain lyhyen elinkaaren aikana asiat näyttävät vakailta. Pitkällä aikavälillä aurinkokunta on yhtä dynaaminen ja myrskyisä kuin meri.
