Naturalne satelity

879
Jonah Lester
Naturalne satelity
Księżyc, naturalny satelita Ziemi

Co to są naturalne satelity?

Plik naturalne satelity Są to ciała skaliste połączone z planetami siłą grawitacji. Zwykle są mniejsze niż planeta, na której orbitują. Naturalne satelity są również nazywane „księżycami”, ponieważ Księżyc jest naturalnym satelitą Ziemi. Obecność tych gwiazd jest dość powszechna, ponieważ oprócz Merkurego, Wenus i Ceres, inne planety Układu Słonecznego mają wokół siebie księżyce..

Całkowita liczba księżyców w Układzie Słonecznym nie jest znana, ponieważ uważa się, że do odkrycia jest ich znacznie więcej. Jak dotąd udokumentowano istnienie 181, z których planeta Saturn ma największą liczbę: 82.

Naturalne satelity nie mają księżyców, są jednak asteroidy, które je posiadają, na przykład (243) Ida to asteroida z naturalnym satelitą: Dactyl.

Jedynym naturalnym satelitą widocznym gołym okiem jest nasz własny Księżyc. Aby zobaczyć satelity Jowisza, potrzebujesz teleskopu. Galileo Galilei jako pierwszy odkrył cztery największe w 1610 roku i ochrzcił je mitologicznymi imionami: Io, Callisto, Europa i Ganimedes.

Od tego czasu każdemu nowo odkrytemu satelicie przypisano mitologiczną nazwę, z wyjątkiem Urana, które zostały nazwane na cześć postaci Williama Szekspira..

Ta animacja przedstawia naturalnego satelitę krążącego wokół planety macierzystej. Źródło: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - fr Accueil fr: Accueil [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Powstawanie naturalnych satelitów

Pochodzenie naturalnych satelitów sięga samego powstania Układu Słonecznego. Obecnie najszerzej akceptowaną hipotezą jest hipoteza mgławicowa: Z pozostałości po supernowej powstała mgławica kosmicznego gazu i pyłu, która dzięki sile grawitacji zgromadziła wystarczającą ilość materii, aby w pierwszej kolejności stworzyć Słońce.

Po utworzeniu Słońca wokół niego pozostał obracający się dysk gazu i pyłu, co zaobserwowano w młodych gwiazdach, w których dyski te są częste..

Materia dysku otaczającego gwiazdę kondensuje się, gdy się ochładza, a cząstki, które ją tworzą, zderzają się. Z biegiem czasu planetozymale, embriony przyszłych planet i w ten sam sposób mogą powstać satelity.

W ten sposób kosmolodzy uważają, że powstały wszystkie ciała, które zawiera Układ Słoneczny, w tym samo Słońce, planety, satelity, asteroidy i komety. Nazywa się proces aglomeracji i zagęszczania materii przyrost.

Teraz pozostaje pytanie, w jaki sposób każda planeta uzyskała własne naturalne satelity. W naszym Układzie Słonecznym planety skaliste lub planety wewnętrzne mają niewiele satelitów. Merkury i Wenus nie. Ziemia ma tylko jeden, którym jest Księżyc, podczas gdy Mars ma dwa: Fobosa i Deimosa..

Ale zewnętrzne planety gazowe liczą swoje księżyce dziesiątkami. Dlatego istnieje kilka teorii, które próbują to wyjaśnić:

  • Satelity odłączyły się od planety i pozostały na jej orbicie
  • Planeta przechwyciła satelitę
  • Zarówno planeta, jak i satelita od początku tworzyły system.

Ruchy naturalnych satelitów

Porównanie wielkości Ziemi i Księżyca

Oddziaływania grawitacyjne między ciałami w Układzie Słonecznym prowadzą do złożonych scenariuszy ruchu satelitów. Te interakcje modyfikują orbity i znane ruchy translacji i rotacji, dodawane są inne, takie jak unosi się.

Unosi się o wahania Księżyca to ruchy oscylacyjne satelity obserwowane z Ziemi. Dzięki libracjom, mimo że Księżyc zawsze pokazuje Ziemię tę samą twarz, można zobaczyć niewielki dodatkowy procent niewidocznej strony.

Oddziaływania modyfikują również wygląd satelitów, a te z kolei planety, wokół której orbitują. Nieco więcej powiemy na ten temat później..

Rodzaje naturalnych satelitów

Jeśli chodzi o typy, naturalnymi satelitami mogą być na przykład:

Regularne satelity

Zwykłe satelity obracają się w tym samym kierunku, co ich planeta macierzysta wokół Słońca, więc najprawdopodobniej powstały w tym samym czasie lub są wynikiem jakiegoś katastrofalnego zdarzenia, którego doświadczyła planeta w odległych czasach..

Nieregularne satelity

Prawie zawsze obracają się w kierunku przeciwnym do kierunku planety macierzystej (są wsteczne), dodatkowo ich orbita ma tendencję do większej ekscentryczności i są bardziej oddalone, przez co zaliczają się do kategorii prawdopodobnie przechwyconych satelitów..

Tymczasowe satelity

Zwykle są to małe asteroidy przechwycone przez planetę przez pewien czas, które następnie wnikają w kosmos. Uważa się, że mały 2006 RH120 o długości około 3 metrów dociera na orbitę Ziemi co 20 lat i jest tam przechwytywany, chociaż może nie być jedynym tymczasowym satelitą Ziemi.. 

Istnieją również inne nazwy naturalnych satelitów w zależności od wpływu, jaki wywierają na planetę lub w zależności od konfiguracji jej orbity..

Rola naturalnych satelitów

Wybór niektórych naturalnych satelitów Układu Słonecznego

Naturalne satelity planet nie zostały stworzone do pełnienia żadnej określonej funkcji, w przeciwieństwie do sztucznych satelitów. Istnieją dzięki wielu oddziaływaniom grawitacyjnym i innym częściowo nieznanym procesom fizycznym..

Orbita

Jednak satelity mają niezwykły wpływ na planety, wokół których krążą. Wystarczy pomyśleć o wpływie pływów, aby zrozumieć ogromny wpływ Księżyca na Ziemię..

I nie tylko, Księżyc przyczynia się również do kształtowania orbity Ziemi, tak że gdyby jej brakowało, znacząco wpłynęłoby to na klimat i warunki życia tutaj..

W ten sam sposób księżyce innych planet pomagają ustalić orbity ich planet macierzystych i skonfigurować ich właściwości..

Konfiguracja pierścienia

Warto wspomnieć o przypadku satelity pasterskie na planetach zewnętrznych, tak zwane, ponieważ ich grawitacja pomaga utrzymać konfigurację pierścieni na planetach takich jak Saturn, planeta z najbardziej znanymi pierścieniami. 

Wokół Saturna znajduje się cienki krążek z materiału składającego się z bardzo drobnych cząstek. Orbita niektórych jego księżyców, takich jak Mimas, przechodzi przez dysk, rozdzielając go na pierścienie. Mówi się wtedy, że satelity grawitacyjnie „pasą” na te pierścienie, utrzymując obszar otaczający ich orbitę wolny..

Siły pływowe

Siły pływowe występują między planetą a jej satelitami, na przykład między Ziemią a Księżycem. Wynika to z faktu, że oba są ciałami wydłużonymi, to znaczy o wymiernych rozmiarach. 

Tak więc oddziaływanie grawitacyjne między nimi nie jest całkowicie jednorodne, ponieważ istnieją punkty bliżej siebie, w których wielkość siły grawitacji jest większa. 

Pamiętaj, że przyciąganie grawitacyjne zależy od odległości między obiektami. Jeśli chcemy obliczyć ich wartość między Ziemią a Księżycem za pomocą równania Newtona, zwykle robimy to przez podstawienie ich odpowiednich mas i odległości między ich środkami.. 

Robiąc to w ten sposób, zakładamy, że masy obu są skoncentrowane w samym środku.

Ale sytuacja się zmienia, jeśli weźmie się pod uwagę punkt na Ziemi znajdujący się w pewnej odległości od centrum. Na przykład na poniższym rysunku przyciąganie grawitacyjne księżyca (po lewej) jest nieco inne w punktach A, B, C i D. Przynajmniej spodziewamy się, że będzie silniejsze w punkcie A, który jest bliżej i najmniejszy w punkcie B, który jest najdalej.

Siły pływowe wywierane głównie przez Księżyc powodują, że oceany unoszą się w jego kierunku podczas przypływów

W rzeczywistości różnica nie jest zbyt duża, ale wystarczy, aby wywołać pływy na Ziemi, ponieważ masy oceaniczne, będąc płynnymi, są łatwiejsze do odkształcenia z powodu lekkiego przyciągania grawitacyjnego wywieranego przez Księżyc..

Podobna interakcja zachodzi między Ziemią a Słońcem, mimo że Słońce jest znacznie dalej, ale trzeba wziąć pod uwagę, że jest masywniejsze. 

Przypływy i odpływy

Okresowo wpływ Księżyca i Słońca sumuje się, a następnie przypływy są wyższe. Dzieje się tak podczas nowiu lub pełni księżyca, kiedy trzy gwiazdy są wyrównane. Z drugiej strony, kiedy formują się pod kątem prostym, efekty pływowe przeciwdziałają sobie nawzajem. 

Siły pływowe nie są unikalne dla układu Ziemia - Księżyc, ale występują również w całym Układzie Słonecznym

Naturalne satelity Ziemi

Widok Księżyca, jedynego naturalnego satelity Ziemi

Jedynym naturalnym satelitą Ziemi jest nasz Księżyc. Jest to największy satelita w porównaniu do planety macierzystej. 

Chociaż jego powierzchnia jest niegościnna, jego wpływ jest niezwykły dla życia na Ziemi: siła jego grawitacji zmieniła orbitę Ziemi, wydłużając okres światła, aby dać roślinom czas na przeprowadzenie fotosyntezy.. 

Na Księżycu nie ma oddychającej atmosfery, brakuje wody w stanie ciekłym i ma nagłe zmiany temperatury. Ale dzięki niemu występują pory roku i przypływy, a także zmienił atmosferę ziemską, aby była oddychająca..

Jakby tego było mało, służy jako przewodnik dla rolnictwa i jest wiecznym źródłem inspiracji dla naukowców, filozofów, poetów i kochanków..

Naturalne satelity Marsa

Fobos i Deimos

Są to dwa małe (o maksymalnej średnicy około 10 km) i nieregularne satelity odkryte pod koniec XIX wieku przez amerykańskiego astronoma Asaph Hall: Phobos i Deimos.. 

Prawdopodobnie pochodziły z pasa asteroid, który oddziela planetę wewnętrzną i zewnętrzną, i zostały przyciągnięte przez marsjańską grawitację..

Krążą bardzo blisko czerwonej planety, a najbliżej znajduje się Fobos, na orbicie o długości 3000 km lub mniejszej. Astronomowie uważają, że ostatecznie rozbije się on na powierzchni Marsa. Jeśli chodzi o Deimosa, prawdopodobnie ucieknie przed grawitacją Marsa i stanie się niezależną asteroidą..

Naturalne satelity Jowisza

Porównanie rozmiarów satelitów Galileusza, Ziemi i Księżyca. Źródło: Wikimedia Commons. Hidra92 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)].

Cztery największe satelity Jowisza zostały odkryte dzięki nowo wypuszczonemu teleskopowi Galileo, dlatego nazwano je Satelity Galileusza. Ale gazowy gigant ma jak dotąd nie mniej niż 79 księżyców, chociaż księżyce Galileusza są największe, porównywalne pod względem wielkości do planety Merkury..

Jeden z nich, Io, ma atmosferę, dokonuje całkowitej rewolucji wokół Jowisza w niecałe 2 dni i ma średnią gęstość podobną do Księżyca.. 

Ze swojej strony Europa jest kamienista i ma cienką atmosferę. Objazd planety zajmuje mniej niż 4 dni, a naukowcy uważają, że ma ona aktywność tektoniczną, podobnie jak Ziemia.

Ganimedes i Callisto to największe księżyce, których orbita zajmuje tydzień. Ganimedes, największy z księżyców w całym Układzie Słonecznym, ma własne pole magnetyczne, cienką atmosferę z tlenem i może zawierać wodę w stanie ciekłym, podobnie jak Callisto.

Podobnie Jowisz ma dużą liczbę innych księżyców, zarówno regularnych, jak i nieregularnych, niektóre prawdopodobnie uformowane przez część tej samej mgławicy, z której powstał Jowisz w wyniku akrecji. Inne, zwłaszcza te nieregularne, z pewnością zostały uchwycone przez grawitację jowiszową, gdy przypadkiem przeleciały wystarczająco blisko planety..

Naturalne satelity Saturna

Mimas, satelita Saturna na zdjęciu wykonanym z Cassini. Źródło: Wikimedia Commons.

Saturn to planeta z największą liczbą satelitów, według ostatnich danych około 82. Tworzą dość złożony system, w którym wyróżniają się satelity pasterskie, trojany, te, które dzielą orbity i wiele satelitów. 

Najważniejszym, ze względu na swoje rozmiary i atmosferę, jest Tytan. Ten księżyc jest drugim co do wielkości w całym Układzie Słonecznym, po Ganimedesie i jest widoczny z Ziemi za pomocą teleskopu.

W połowie XX wieku Gerard Kuiper wykrył już metan w atmosferze Tytana, ale dzięki misji Cassini-Huygens wiemy, że Tytan jest domem dla wiatrów o prędkości do 210 m / s. 

Dla celów porównawczych huragany lądowe kategorii 5 są najbardziej intensywne i mają wiatry o prędkości nieco powyżej 70 m / s. Podobnie deszcze na Tytanie to metan, więc perspektywa nie jest zachęcająca.

Mimas to kolejny interesujący satelita Saturna, choć mniejszy od Tytana. Wspomnieliśmy o nim wcześniej jako o pasterzu pierścieniowym. Ale to, co uderza w jego lodowatej powierzchni, to ogromny krater uderzeniowy nazwany Herschel od jego odkrywcy. W centrum krateru znajduje się góra o wysokości około 6000 metrów.

Ze swojej strony Iapetus wyróżnia się tym, że jedna strona jest znacznie ciemniejsza niż druga, chociaż przyczyna nie jest znana. Ma również swój gigantyczny krater uderzeniowy o średnicy 500 km, znajduje się w dużej odległości od Saturna, znacznie bardziej niż inne godne uwagi satelity, a także orbita jest bardzo nachylona.

Naturalne satelity Urana

Satelita Miranda sfotografowany z Voyagera

Do tej pory policzono 27 satelitów planety Uran, wszystkie pozbawione atmosfery. Wśród nich są satelity pasterskie, podobnie jak na Saturnie. 

Na Uranie rozróżnia się dwie duże grupy satelitów: wewnętrzne i zewnętrzne. Te pierwsze są wykonane z lodu i skały, podczas gdy skład tych drugich nie jest jeszcze znany.. 

Titania i Oberon to największe satelity Urana, ale lodowaty satelita Miranda, najmniejszy z głównych satelitów, uderza ze względu na chaotyczną powierzchnię, która najwyraźniej doznała niezliczonych uderzeń, a może nawet wyjątkowo gwałtownych.. 

Możliwe jest również, że został on silnie dotknięty siłami pływowymi spowodowanymi przez macierzystą planetę Uran, a zatem ma niepokojąco pęknięty wygląd..

Naturalne satelity Neptuna

Zdjęcie Tritona utworzone na podstawie zdjęć wykonanych przez sondę Voyager 2

Jak dotąd jest 15 satelitów Neptuna, a najbardziej uderzający jest także największy: Tryton. To lodowaty świat nie do wyobrażenia, ponieważ według danych powierzchnia ma temperaturę 37 K lub -236,15 ºC.

Na biegunach występuje dużo azotu i innych zamarzniętych gazów, takich jak tlenek węgla i dwutlenek węgla. Widziana z kosmosu Triton ma piękny, prawie idealnie kulisty kształt, co odróżnia go od innych, bardziej nieregularnych satelitów Neptuna..

Jeśli chodzi o pozostałe satelity Neptuna, należą one do kategorii satelitów nieregularnych, więc jest bardzo prawdopodobne, że planeta w pewnym momencie je złapała..

Naturalne satelity Plutona

Porównawcze rozmiary Ziemia-Księżyc i Pluton-Charon

Najbardziej znanym z satelitów Plutona jest Charon, którego rozmiar jest podobny do rozmiaru planety macierzystej, dlatego uważa się go raczej za system podwójny niż planetę i jej satelitę.. 

Charon został odkryty w 1975 roku, co wyklucza możliwość, że Pluton był kiedyś satelitą Neptuna. Oprócz dwumianu Plutona-Charona istnieją jeszcze cztery mniejsze satelity, zwane: Nix, Hydra, Cerberus i Styks..

Pluton i Charon znajdują się na orbitach synchronicznych, to znaczy czas, w jakim obracają się wokół własnej osi, jest tym samym czasem, w którym podróżują po orbicie.

Bibliografia

  1. Carroll, B. Wprowadzenie do współczesnej astrofizyki. 2nd. Wydanie. osoba.
  2. Geoenccyclopedia. Naturalne satelity. Odzyskane z: geoenciclopedia.com.
  3. Howell, E. Co to jest satelita? Odzyskany z: space.com.
  4. Oster, L. 1984. Współczesna astronomia. Od redakcji Reverté.
  5. Wikipedia. Naturalny satelita. Odzyskane z: es.wikipedia.org.
  6. Peale, S. 1999. Pochodzenie i ewolucja naturalnych satelitów. Odzyskany z: researchgate.net.

Jeszcze bez komentarzy