Saturns ir labi pazīstams kā gāzes gigants un iespaidīgā gredzenu sistēma. Bet vai tas būtu pārsteigums, ja zināt, ka uz šīs planētas ir arī Saules sistēmas mēneši, kas atrodas otrajā vietā, otrajā vietā tikai Jupiters? Jā, Saturnā kopumā ir vismaz 150 mēneši un mēnesnīcas, lai gan tikai 62 ir apstiprinājušas orbītas un tikai 53 ir dotas oficiāli vārdi.
Lielākā daļa šo pavadoņu ir mazi, ledaini ķermeņi, kas ir nedaudz vairāk par tā iespaidīgās gredzenu sistēmas daļām. Faktiski 34 no nosauktajiem pavadoņiem ir mazāki par 10 km diametrā, bet vēl 14 ir no 10 līdz 50 km diametrā. Tomēr daži no tā iekšējiem un ārējiem pavadoņiem ir vieni no lielākajiem un dramatiskākajiem Saules sistēmā, to diametrs ir no 250 līdz 5000 km un tie satur dažus no lielākajiem Saules sistēmas noslēpumiem.
Saturna pavadoņiem ir tik daudzveidīga vide, ka jums tiks piedots par to, ka vēlaties pavadīt visu misiju, tikai skatoties uz tā pavadoņiem. Sākot ar oranžo un miglaino Titānu un beidzot ar Enceladus radītajiem ledainajiem putekļiem, Saturna sistēmas izpēte dod mums daudz lietu, par kurām padomāt. Ne tikai tas, ka mēness atklājumi turpina nākt. Kopš 2014. gada aprīļa ir zināmi 62 Saturna pavadoņi (protams, izņemot tā iespaidīgos gredzenus). Piecdesmit trīs no šīm pasaulēm ir nosauktas.
Atklāšana un nosaukšana:
Pirms teleskopiskās fotogrāfijas izgudrošanas astoņi Saturna pavadoņi tika novēroti, izmantojot vienkāršus teleskopus. Pirmais, kas tika atklāts, bija Titāns, Saturna lielākais mēness, kuru Kristians Hjūgens novēroja 1655. gadā, izmantojot sava dizaina teleskopu. Laikā no 1671. līdz 1684. gadam Džovanni Domeniko Kasīni atklāja Tethys, Dione, Rhea un Iapetus pavadoņus, kurus viņš kopīgi nosauca par “Sider Lodoicea” (latīņu valodā “Louisian Stars” pēc Francijas karaļa Luija XIV).
n 1789. gadā Viljams Heršels atklāja Mimas un Enceladus, savukārt tēva un dēla astronomi W. C. Bonds un G. P. Bonds 1848. gadā atklāja Hiperionu - to pats tajā pašā gadā atklāja Viljams Lāsels. Līdz 19. gadsimta beigām ilgstošas ekspozīcijas fotoplāksnīšu izgudrojums ļāva atklāt vairāk mēnešu, no kurām pirmā bija Fēbe, kuru 1899. gadā novēroja W.H. Pickerings.
1966. gadā desmito Saturna satelītu atklāja franču astronoms Audouin Dollfus, kurš vēlāk tika nosaukts par Janus. Dažus gadus vēlāk tika saprasts, ka viņa novērojumus var izskaidrot tikai tad, ja ar citu orbītu, kas līdzīgs Janusam, būtu bijis klāt cits satelīts. Šis vienpadsmitais mēness vēlāk tika nosaukts par Epimetheus, kuram ir tāda pati orbīta ar Janus un kurš ir vienīgais zināmais koorbitālais Saules sistēmā.
Līdz 1980. Gadam tika atklāti trīs papildu mēneši, kurus vēlāk apstiprināja Voyager zondes. Viņi bija Helēnas (kas riņķo ap Dioni) trojas pavadoņi (skat. Zemāk), kā arī Telesto un Kalipso (kas riņķo ap Tethys).
Ārējo planētu izpēte kopš tā laika ir notikusi revolūcijā, izmantojot bezpilota kosmosa zondes. Tas sākās ar Voyager kosmosa kuģis Kronas sistēmā 1980.-81. gadā, kā rezultātā tika atklāti trīs papildu mēneši - Atlas, Prometheus un Pandora -, kuru kopskaits bija 17. Līdz 1990. gadam arhivētie attēli arī atklāja Pan eksistenci.
Tam sekoja Cassini-Huygens misija, kas ieradās Saturnā 2004. gada vasarā. Sākumā Cassini atklāja trīs mazus iekšējos pavadoņus, ieskaitot Metonu un Pallēnu starp Mimu un Enceladu, kā arī otro Lagrangas mēness Dioni - Polydeuces. 2004. gada novembrī, Cassini zinātnieki paziņoja, ka Saturna gredzenos riņķo vēl vairāki mēneši. No šiem datiem ir apstiprināti vairāki mēnessērdzieni, kā arī Daphnis un Anthe pavadoņi.
Saturna pavadoņu izpētei ir palīdzējis arī digitāli ar lādēšanu savienotu ierīču ieviešana, kas līdz 20. gadsimta beigām nomainīja fotoplates. Sakarā ar to uz zemes bāzētie teleskopi ir sākuši atklāt vairākus jaunus neregulārus mēnešus ap Saturnu. 2000. gadā trīs vidēja izmēra teleskopi atrada trīspadsmit jaunus mēnešus ar ekscentriskām orbītām, kas atradās ievērojamā attālumā no planētas.
2005. gadā astronomi, kas izmantoja Mauna Kea observatoriju, paziņoja par vēl divpadsmit mazu ārējo pavadoņu atklāšanu. 2006. gadā astronomi, kas izmantoja Japānas Subaru teleskopu Mauna Kea, ziņoja par vēl deviņu neregulāru pavadoņu atklāšanu. 2007. gada aprīlī tika paziņots par Tarqeq (S / 2007 S 1), un tā paša gada maijā tika ziņots par S / 2007 S 2 un S / 2007 S 3.
Mūsdienu Saturna pavadoņu nosaukumus 1847. gadā ieteica Džons Heršels (Viljama Heršela dēls). Ievērojot citu planētu nomenklatūru, viņš ierosināja tos nosaukt pēc mitoloģiskām figūrām, kas saistītas ar romiešu lauksaimniecības un ražas dievu - Saturnu. Grieķijas Cronus ekvivalents. Proti, septiņi zināmie pavadoņi tika nosaukti pēc Titāniem, Titānessiem un Milžiem - Krona brāļiem un māsām.
1848. gadā Lāsels ierosināja Saturna astoto satelītu nosaukt par Hiperionu pēc cita Titāna. Kad 20. gadsimtā Titānu vārdi bija izsmelti, pavadoņi tika nosaukti pēc dažādiem grieķu-romiešu mitoloģijas varoņiem vai milžiem no citām mitoloģijām. Visi neregulārie pavadoņi (izņemot Fēbiju) ir nosaukti inuītu un gallu dievu un skandināvu ledus gigantu vārdā.
Saturna iekšējie lielie mēneši:
Saturna pavadoņi tiek sagrupēti, ņemot vērā to lielumu, orbītas un tuvumu Saturnam. Iekšējiem un regulārajiem pavadoņiem visiem ir nelieli orbītas slīpumi un ekscentritātes, kā arī programmu orbītas. Tikmēr neregulārajiem pavadoņiem attālākajos reģionos ir miljoniem kilometru liels orbītas rādiuss, orbītas periodi ilgst vairākus gadus un pārvietojas retrogrādās orbītās.
Saturna iekšējie lielie mēneši, kas riņķo E gredzena ietvaros (skat. Zemāk), ietver lielākos satelītus Mimas, Enceladus, Tethys un Dione. Visi šie pavadoņi galvenokārt sastāv no ūdens ledus, un tiek uzskatīts, ka tie ir diferencēti akmeņainā kodolā un ledainā mantijā un garozā. Ar diametru 396 km un masu 0,4 × 1020 kg, Mimas ir mazākais un vismazāk masīvais no šiem pavadoņiem. Tas ir olveida formā un riņķo par Saturnu 185 539 km attālumā ar orbitālo periodu 0,9 dienas.
Daži cilvēki jokojot sauc Mimu par “Nāves zvaigzni”, jo tā virsmā ir krāteris, kas līdzinās mašīnai noZvaigžņu kariVisums. 140 km (88 jūdzes) Heršela krāteris ir apmēram trešdaļa no paša Mēness diametra, un tas varētu būt radījis lūzumus (časmatas) Mēness pretējā pusē. Faktiski visā Mēness mazajā virsmā ir krāteri, padarot to par vienu no visiezīmīgākajiem Saules sistēmā.
Tikmēr Enceladus diametrs ir 504 km, masa ir 1,1 × 1020 km un ir sfēriskas formas. Tas riņķo ap Saturnu 237 948 km attālumā, un vienas orbītas pabeigšanai nepieciešamas 1,4 dienas. Lai arī tas ir viens no mazākajiem sfēriskajiem pavadoņiem, tas ir vienīgais endoniski aktīvais Kronas mēness un viens no mazākajiem zināmajiem Saules sistēmas ķermeņiem, kas ir ģeoloģiski aktīvs. Tā rezultātā rodas tādas pazīmes kā slavenās “tīģera svītras” - virkne nepārtrauktu, izliektu, nedaudz izliektu un aptuveni paralēlu kļūdu Mēness dienvidu polārajos platuma grādos.
Dienvidu polārajā reģionā ir novēroti arī lieli geizeri, kas periodiski izdala ūdens ledus, gāzes un putekļu nogulsnes, kas papildina Saturna E gredzenu. Šīs strūklas ir viena no vairākām pazīmēm, kas liecina, ka Enceladus zem ledus garoza ir šķidrs ūdens, kur ģeotermiskie procesi izdala pietiekami daudz siltuma, lai siltā ūdens okeāns uzturētu tuvāk tā serdei.
Mēnesim ir vismaz pieci dažādi reljefa veidi, “jauna” ģeoloģiskā virsma ir mazāka par 100 miljoniem gadu. Enceladus ar ģeometrisko albedo, kas pārsniedz 140%, jo tas galvenokārt sastāv no ūdens ledus, ir viens no spilgtākajiem zināmajiem objektiem Saules sistēmā.
Tethys, kura diametrs ir 1066 km, ir otrais lielākais no Saturna pavadoņiem un 16. lielākais Mēness Saules sistēmā. Lielāko tās virsmas daļu veido krati izveidots un kalnains reljefs, kā arī mazāks un vienmērīgāks līdzenumu reģions. Tās visizcilākās iezīmes ir lielais Odiseja krāteris, kura diametrs ir 400 km, un plašā kanjonu sistēma ar nosaukumu Ithaca Chasma - kas ir koncentriska Odisejam un ir 100 km plata, 3 līdz 5 km dziļa un 2000 km gara.
Ar diametru un masu 1,123 km un 11 × 1020 kg, Dione ir lielākais Saturna iekšējais mēness. Lielāko Dione virsmas daļu veido vecs reljefs ar krateriem ar krāteriem, kuru diametrs ir līdz 250 km. Tomēr mēness ir klāts arī ar plašu siļu un līniju līniju, kas norāda, ka agrāk tam bija globāla tektoniskā aktivitāte.
Tas ir pārklāts ar kanjoniem, plaisāšanu un krāteriem, un tas ir pārklāts no putekļiem E-gredzenā, kas sākotnēji nāk no Enceladus. Šo putekļu atrašanās vietas dēļ astronomi ir teorizējuši, ka mēness pavērsts aptuveni 180 grādos no tā sākotnējā izvietojuma pagātnē, iespējams, lielas ietekmes dēļ.
Saturna lielie ārējie mēneši:
Lielie ārējie mēneši, kas riņķo ārpus Saturna E gredzena, pēc sastāva ir līdzīgi kā iekšējie mēneši - t.i., tie galvenokārt sastāv no ūdens ledus un klints. No tiem Rhea ir otrs lielākais - tā diametrs ir 1 527 km un 23 × 1020 kg masas - un devītais lielākais Saules sistēmas mēness. Ar orbītas rādiusu 527 108 km, tas ir piektais no vistālākā attāluma no lielākajiem pavadoņiem, un orbītas pabeigšanai nepieciešamas 4,5 dienas.
Tāpat kā citiem Kronas satelītiem, Rhea virsmai ir diezgan izteikta krate, un tās puslodē ir daži lieli lūzumi. Rhea ir arī divi ļoti lieli trieciena baseini tās pret Saturnus puslodē - Tirawa krāteris (līdzīgs Odisejam Tethys) un vēl pagaidām nenosaukts krāteris -, kas attiecīgi šķērso 400 un 500 km.
Rhea ir vismaz divas galvenās sekcijas, no kurām pirmā ir spilgti krāteri ar krāteriem, kas lielāki par 40 km (25 jūdzes), un otrā sadaļa ar mazākiem krāteriem. Tiek uzskatīts, ka šo īpašību atšķirība liecina par nozīmīgu atjaunošanas notikumu kādā laikā Rhea pagātnē.
Ar 5150 km diametru un 1350 × 1020 kg masas, Titāns ir Saturna lielākais mēness un tas satur vairāk nekā 96% masas orbītā ap planētu. Titāns ir arī vienīgais lielais mēness, kurā ir sava atmosfēra, kas ir auksta, blīva un sastāv galvenokārt no slāpekļa ar nelielu metāna daļu. Zinātnieki ir arī atzīmējuši policiklisko aromātisko ogļūdeņražu klātbūtni augšējā atmosfērā, kā arī metāna ledus kristālus.
Titāna virsmā, kuru ir grūti novērot pastāvīgas atmosfēras dūmakas dēļ, redzami tikai daži trieciena krāteri, pierādījumi par kriovulkāniem un gareniski kāpu lauki, kurus acīmredzami veidoja plūdmaiņu vēji. Titāns ir arī vienīgais ķermenis Saules sistēmā blakus Zemei, uz kura virsmas ir šķidruma ķermeņi metāna – etāna ezeru veidā Titāna ziemeļu un dienvidu polārajos reģionos.
Titāns izceļas arī ar to, ka tas ir vienīgais Kronijas mēness, kam jebkad ir bijusi zondēšanas zeme uz tā. Šis bija Huygens lidmašīna, kuru kosmiskais kuģis Cassini nesa uz miglaino pasauli. Titāna “Zemei līdzīgie procesi” un bieza atmosfēra ir viena no lietām, kas liek šai pasaulei izcelties zinātniekiem, ieskaitot etāna un metāna lietusgāzes no atmosfēras un plūst uz virsmas.
Ar orbitālo attālumu 1221 870 km tas ir otrais vistālāk lielais mēness no Saturna un pabeidz vienu orbītu ik pēc 16 dienām. Tiek uzskatīts, ka tāpat kā Europa un Ganymede, ka Titānam ir virszemes okeāns, kas izgatavots no ūdens, kas sajaukts ar amonjaku, un tas var izcelties uz Mēness virsmu un izraisīt kriovolkanismu.
Hiperions ir Titāna tiešais kaimiņš. Vidējā diametrā aptuveni 270 km tas ir mazāks un vieglāks nekā Mimas. Tas ir arī neregulāras formas un diezgan nepāra sastāvs. Būtībā mēness ir olveida, dzeltenbrūnas krāsas ķermenis ar īpaši porainu virsmu (kas atgādina sūkli). Hyperion virsma ir pārklāta ar daudziem trieciena krāteriem, kuru lielākā daļa ir no 2 līdz 10 km diametrā. Tam ir arī ļoti neparedzama rotācija, bez labi noteiktiem poliem vai ekvatora.
1470 km diametrā un 18 × 1020 kg svara, Iapetus ir trešais lielākais no Saturna lielajiem pavadoņiem. Un 3 560 820 km attālumā no Saturna tas ir vistālāk no lielajiem pavadoņiem, un vienas orbītas pabeigšanai nepieciešamas 79 dienas. Neparastās krāsas un sastāva dēļ tā vadošā puslode ir tumša un melna, turpretī tās puslode ir daudz gaišāka - to Saturna mēness mēdz dēvēt par “iņ un jaņ”.
Saturna neregulārie mēneši:
Aiz šiem lielākiem pavadoņiem ir Saturna neregulārie mēneši. Šie satelīti ir mazi, tiem ir lieli rādiusi, tie ir slīpi, lielākoties ir ar atpakaļejošām orbītām, un tiek uzskatīts, ka tos ir ieguvusi Saturna gravitācija. Šos mēnešus veido trīs pamatgrupas - inuītu grupa, gallisko grupa un ziemeļnieku grupa.
Inuītu grupa sastāv no pieciem neregulāriem pavadoņiem, kuri visi nosaukti no inuītu mitoloģijas - Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq un Tarqeq. Visiem ir orbītas, kuru diapazons ir no 11,1 līdz 17,9 miljoniem km un diametrā no 7 līdz 40 km. Tie visi ir līdzīgi pēc izskata (sarkanīgi nokrāsaini) un orbītas slīpums ir no 45 līdz 50 °.
Gallic grupa ir četru programmu ārējo pavadoņu grupa, kas nosaukta par gallu gaļu mitoloģijas varoņiem -Albiorix, Bebhionn, Erriapus un Tarvos. Arī šeit pavadoņi ir līdzīgi pēc izskata, un to orbītas ir no 16 līdz 19 miljoniem km. Viņu slīpums ir diapazonā no 35 ° līdz 40 °, ekscentritātes ir ap 0,53, un to izmērs ir no 6 līdz 32 km.
Visbeidzot, ir norvēģu grupa, kas sastāv no 29 retrogrāniem ārējiem pavadoņiem, kuri savus vārdus ir ieguvuši no norvēģu mitoloģijas. Šie satelīti ir diapazonā no 6 līdz 18 km, to attālums ir no 12 līdz 24 miljoniem km, to slīpums ir no 136 ° līdz 175 °, ekscentrikas ir no 0,13 līdz 0,77. Šo grupu dažreiz dēvē arī par Fēbes grupu, jo grupā ir viens lielāks mēness - kura diametrs ir 240 km. Otrais lielākais, Ymir, mēra 18 km pāri.
Iekšējos un ārējos lielajos mēnešos ir arī tie, kas pieder pie alkoniīdu grupas. Šie pavadoņi - Metone, Anthe un Pallene - ir nosaukti grieķu mitoloģijas alkoniīdu vārdā, atrodas starp Mimas un Enceladus orbītām un ir vieni no mazākajiem pavadoņiem ap Saturnu. Dažiem no lielākajiem pavadoņiem pat ir savi pavadoņi, kas ir zināmi kā Trojas pavadoņi. Piemēram, Tethys ir divi Trojas zirgi - Telesto un Calypso, savukārt Dione ir Helēna un Polydeuces.
Mēness veidošanās:
Tiek uzskatīts, ka Saturna mēness Titāns, tā vidēja izmēra pavadoņi un gredzeni attīstījās tādā veidā, kas ir tuvāk Jupitera Galilejas pavadoņiem. Īsāk sakot, tas nozīmētu, ka regulārie pavadoņi, kas veidojas no apļveida planetārā diska, gredzena, kurā uzkrājas gāze un cietie gruži, līdzīgi protoplanētiskajam diskam. Tikmēr tiek uzskatīts, ka ārējie, neregulārie pavadoņi ir bijuši objekti, kurus satver Saturna gravitācija un kuri atrodas tālu orbītās.
Tomēr šai teorijai ir dažas variācijas. Saskaņā ar vienu alternatīvu scenāriju no Saturna diska tika izveidoti divi Titāna izmēra mēneši; otrais galu galā sadalās, lai iegūtu gredzenus un iekšējos vidēja lieluma mēnešus. Citā divi lieli mēneši saplūda kopā, veidojot Titānu, un sadursmē izkaisījās apledojuši gruži, kas izveidojās, lai izveidotu vidēja lieluma mēnešus.
Tomēr mēness veidošanās mehānika pagaidām paliek noslēpums. Izmantojot papildu misijas, lai izpētītu šo pavadoņu atmosfēru, kompozīcijas un virsmas, mēs varētu sākt saprast, no kurienes viņi patiesi nāca.
Līdzīgi kā Jupiters un visi pārējie gāzes giganti, Saturna satelītu sistēma ir plaša, jo tā ir iespaidīga. Papildus lielākiem pavadoņiem, kas, domājams, ir izveidojušies no masīva gružu lauka, kas reiz to orbita, tai ir arī neskaitāmi mazāki pavadoņi, kurus miljardiem gadu laikā uztvēra tā gravitācijas lauks. Var tikai iedomāties, cik daudz vēl ir jāatrod riņķojot par gredzenveida milzi.
Vietnes Space Magazine mums ir daudz lielisku rakstu par Saturnu un tā mēness. Piemēram, lūk, cik pavadoņu ir Saturnam? un vai Saturns veido jaunu mēnesi?
Šis ir raksts par Saturna 60. mēness atklāšanu un vēl viens raksts par to, kā Saturna pavadoņi varētu radīt jaunus gredzenus.
Vai vēlaties iegūt vairāk informācijas par Saturna pavadoņiem? Iepazīstieties ar NASA Cassini informāciju par Saturna pavadoņiem un citu NASA Saules sistēmas izpētes vietni.
Mēs esam ierakstījuši divas epizodes no Astronomy Cast gandrīz par Saturnu. Pirmais ir 59. epizode: Saturns, bet otrais ir 61. epizode: Saturna pavadoņi.
Avoti:
- NASA - Cassini misija - Saturna pavadoņi
- Saturna pavadoņi (Eiropas Kosmosa aģentūra)
- Cassini Saulgriežu misija (NASA)
- Cassini-Huygens (Eiropas Kosmosa aģentūra)
- Cassini attēlveidošanas centrālā laboratorija operācijām (CICLOPS)
