gov-civil-vilareal.ptKako narediti luno iz Neptuna: resnično močno udarite drugo luno.
>Neptun je največji planet od Sonca in ga je težko preučiti. Čeprav je velik, s premerom približno 50.000 kilometrov, je le tako daleč, da lahko manjkajo podrobnosti. Prekleto, niti odhod tja, tako kot smo to storili z Voyagerjem 2 leta 1989, ni rešil vseh njegovih skrivnosti.
Je pa zagotovil namige za veliko skrivnost, ki se je pojavila kasneje: Kakšen je dogovor z Neptunovo mrklo luno Hipokamp?
je drobna luna, široka le 35 km, in odkrili so jo po naključju! Tako kot drugi trije veliki planeti v zunanjem sončnem sistemu, Neptun ima prstane , ali natančneje obročeve loke, kot so kosi obročev. Leta 2013 je astronom Mark Showalter iskal takšne loke na Hubblovih slikah, posnetih sredi leta 2000, in uporabil pametno programsko opremo, ki je slike preslikala tako, da bi bili hitro premikajoči se loki videti nepremični, zato jih je bilo mogoče enostavno primerjati na različnih slikah.
Samo zato, ker se je odločil, da bo to isto programsko opremo uporabil za predmete zunaj obroči, ki krožijo počasneje, in Hippocamp je izšel na slikah. To je kul zgodba, o kateri sem takrat pisal.
Hubblova podoba Neptuna (iz leta 2009) v lestvici s podobo njegovih precej šibkejših lun in obročev. Kredit: NASA, ESA in M. Showalter (Inštitut SETI)
Hippocamp je tako majhen in zatemnjen, da Voyager sploh ni videl, ko je pred 30 leti preletel mimo orjaškega planeta (po pravici povedano, Voyager ni tako pozorno iskal lun) in se komaj pojavi na posnetkih Hubbla. Toda ni minilo dolgo, preden se je pojavilo nekaj res čudnega: ko so astronomi izračunali njegove orbitalne značilnosti, so ugotovili, da njegova orbita leži le 12.000 km notri orbita Proteus, veliko večja luna v obliki okroglega (krožnega) krompirja, širokega približno 400 km.
To je problem, ker je Neptunov sistem lun v neredu in je bil nekoč precej bolj zmešan. Luna, ki tvori mesto, kjer je zdaj Hipokamp, tam ne bi smela obstajati.
je ren in stimpy otroška predstava
Tukaj stvari postanejo res kul : Hipokamp se je morda rodil, ko je komet udaril Proteus težko , in ruševine so se nato spet združile in oblikovale Hipokamp !
Zavijemo uro nazaj, recimo, nekaj milijard let. Neptun je verjetno nastal s sistemom lun; večina planetov to počne. Potem pa se je obtičala katastrofa: ogromen predmet iz ledu in kamna iz zunanji sončni sistem taval preblizu Neptuna. Nekako - različnih idej je ogromno - to veliko telo je bilo ujeto v orbito okoli Neptuna. Ta objekt zdaj imenujemo Triton in je največja Neptunova luna s premerom 2700 km daleč.
Mozaik Neptunove lune Triton, ustvarjen iz podob Voyagerja 2 med preletom leta 1989. Upoštevajte črne proge pri dnu; dokazi o izbruhih, podobnih gejzirjem, in vetru. Kredit: NASA/JPL/USGS
Velike sledi, da je bil Triton ujeta luna, namesto da bi nastala z Neptun je, da je 1) njegova orbita nagnjena glede na Neptunov ekvator (velike lune, ki se zapirajo v orbito, poravnano z ekvatorjem njihovega planeta), in b) je njena orbita retrogradna, nazaj v primerjavi z drugimi lunami (in Neptunovo vrtenje). Lune, ki nastanejo s svojimi planeti, bi morale imeti načrtovane orbite, ki se gibljejo v isti smeri kot vrtenje njihovega planeta (na splošno je to vrtenje v nasprotni smeri urinega kazalca, če gledamo s severa navzdol). Triton je tako velik, da se mora, če je nastal z Neptunom, premakniti prograde. Ker se to ne zgodi, se z njim ne sme oblikovati, zato ga je treba zajeti.
Ta dogodek je povzročil kaos v sistemu Neptun. Tritonova orbita je bila sprva verjetno zelo eliptična in je sčasoma postala bolj krožna, ko je gravitacijsko vplivala na Neptun. Fizika je nekoliko zapletena , vendar gravitacija Tritona dvigne plimovanje v Neptunu, kar povzroči, da se Tritonova orbita sčasoma skrči in postane krožnejša (običajno plimovanje povzroči, da se lune premikajo navzven, vendar je to samo za progradne lune, kot je naša lastna Luna; Trtion je retrograden, zato je fizika deluje na drug način in se premika navznoter).
Orbite in velikosti Neptunovih lun, vključno z njegovimi obročnimi loki. Orbite Proteusa in Hipokampa so zelo blizu. Kredit: NASA, ESA in A. Feild (STScI)
Ko bi se Triton ustalil, bi notranje lune Neptuna spravil v nered. Te lune so bile tako motene v svojih orbitah, da bi se udarile druga v drugo in ustvarile ogromen obroč ruševin okoli Neptuna. Sčasoma so se združile v manjše lune, ki so krožile okoli Neptuna blizu, znotraj obročev.
Toda ta zgodba o uničenju ni dokončana. Obstajajo veliko ledenih teles zunaj Neptuna, v regiji, ki smo ji rekli Kuiperjev pas, in lahko vplivajo na tiste manjše lune. Verjetno so bili vedno znova udarani in ponovno prodani, odkar so se prvotno oblikovali pred milijardami let.
Edina luna, ki je preživela ta vrtinec, je bila Proteus. To je najbolj oddaljena in največja notranja luna. Zaradi istega gravitacijskega plesa, ki premakne Tritona navznoter proti Neptunu, se Protej (ki je programiran) odmika od Neptuna.
Ampak - in to je velik ampak - Proteus je zunaj orbito Hipokampa zdaj. Ta zunanja migracija Proteusa bi ga premaknila naravnost skozi Hipokampovo orbito, kar bi moralo povzročiti, da bi Hipokamp trčil v Protej in bil uničen, padel v Neptun in bil uničen ali pa bi bil popolnoma izločen iz sistema. Ne glede na to, kako ga narežete, Hipokamp ne bi smel biti tam, kjer je! Kaj počne tam?
Astronomi, ki so to preučevali, so našli rešitev: nekoč po tem, ko je Triton postal luna Neptuna, je prišel objekt Kuiperjevega pasu in udaril Proteja. To je odneslo ogromno naplavin in te stvari so se združile v Hipokampus, ki kroži okoli Neptuna v orbiti Proteusa. Ker je tako majhen, se Hipokampus ne more preseliti navzven (na Neptunu ne dvigne dovolj velikih plimovanj), zato je ostal v protetični orbiti in tako ostajajo stvari še danes.
Moram reči, da je to moralo imeti hud vpliv na Proteus, da bi toliko naplavin naredilo Luno čez 30 km. To bi pustilo krater ...
Posnetek Neptunove lune Proteus, posnet s Voyagerjem 2 leta 1989. V zgornjem desnem kotu je videti ogromen krater Pharos. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill
... kar mislimo, da vidimo! Med prehodom Voyagerja 2 je leta 1989 posnel podobo Proteusa, ki prikazuje pošastni krater po imenu Pharos, ki je širok 230 km! Če bi bil vpliv veliko močnejši, bi luno razbil. Tako, kot bi bilo, bi bili razstreljeni ostanki zelo impresivni. Pravzaprav dovolj velika, da tvori povsem drugo luno. Hipokamp.
To je tako kul! Všeč mi je, ko se zgodba tako poveže. Vse se logično izide, tudi če se začne s čudnim dejstvom, ki ne ustreza.
In tega ne morem zapustiti, ne da bi kaj omenil. Po praksah, ki jih je sprejela Mednarodna astronomska zveza , lune Neptuna morajo temeljiti na grških mitoloških bitjih, povezanih z vodo ali Posejdonom. Triton je bil na primer morski glasnik (in Posejdonov sin). Protej je bil v mnogih mitih tudi Posejdonov sin, a tudi tisti, ki je lahko po svoji volji spremenil svojo obliko (verjetno vezano na idejo, da se lahko razmere na morju zelo hitro spremenijo).
To zagotovo ustreza temu, kar vemo! Te lune so se večkrat spreminjale, tudi Proteus, slednje pa se je gotovo spremenilo, ko je nastal Pharos. To je zabavno malo naključje.
Mimogrede, Hipokamp je morska pošast, ki je zgornja polovica konja in spodnja polovica ribe. To je težje uskladiti s sodobnim znanjem o sami luni (premajhna je, da bi ugotovil njeno obliko tudi pri Hubbleu). Ampak še vedno je lepo.
Vse to se mi zdi neverjetno. Včasih smo mislili, da je sončni sistem zdaj videti skoraj vedno, vendar smo v zadnjih letih ugotovili, da res ne. Lune se premikajo sem ter tja, planeti se selijo navznoter in navzven od Sonca, velikanski vplivi pa ne le preoblikujejo ta telesa, ampak rodijo nova. Šele po naši kratki življenjski dobi se zdijo stvari stabilne. Na dolgi rok je sončni sistem tako dinamičen in buren kot morje.
