Плутонови месечини

Од Википедија — слободната енциклопедија
Прејди на прегледникот Прејди на пребарувањето
Styx (moon).jpg</img>Kerberos (moon).jpg</img>
Nix best view.jpg</img>Hydra Enhanced Color (cropped).jpg</img>
</img>
  • Горе: Стикс (лево) и Кербер (десно)
  • Средина: Никта (лево) и Хидра (десно)
  • Долу: најголемата месечина на Плутон, Харон, со својата темна Мордор Макула

Џуџестата планета Плутон има пет природни сателити.[1] Според оддалеченоста од Плутон, тие се Харон, Стикс, Никта, Кербер и Хидра.[2] Харон, најголемата, е меѓусебно плимно заклучена со Плутон и е доволно масивна што системот Плутон-Харон понекогаш се смета за двојна џуџеста планета.[3]

Историја[уреди | уреди извор]

Највнатрешната и најголемата месечина, Харон, била откриена од Џејмс Кристи на 22 јуни 1978 година, речиси половина век по откривањето на Плутон. Ова довело до значителна ревизија во проценките на големината на Плутон, кои претходно претпоставувале дека набљудуваната маса и рефлектираната светлина на системот се припишуваат само на Плутон.

Две дополнителни месечини биле снимени од астрономите на „Тимот за пребарување на придружници на Плутон“, кој се подготвувал за мисијата на Нови Хоризонти и работеле со вселенскиот телескоп Хабл на 15 мај 2005 година, добивајќи ги привремените ознаки S/2005 П 1 и S/2005 П 2. Меѓународниот астрономски сојуз официјално ги овие месечини ги нарекол Никта (или Плутон II, внатрешната од двете месечини, порано П 2) и Хидра (Плутон III, надворешната месечина, порано П 1), на 21 јуни 2006 година.[4] Кербер, објавен на 20 јули 2011 година, била откриена додека се барале плутонски прстени. Стикс, објавена на 7 јули 2012 година, била откриена додека биле барани потенцијални опасности за Нови Хоризонти.[5]

Малите месечини во приближна скала, во споредба со Харон.

Харон[уреди | уреди извор]

Плутон и Харон, до скала. Фотографија направена од Нови Хоризонти

Харон е околу половина од пречникот на Плутон и е доволно масивна (речиси една осмина од масата на Плутон) така што барицентарот на системот лежи меѓу нив, приближно 960 км над површината на Плутон.[6] Харон и Плутон се исто така плимно заклучени, така што тие секогаш го прикажуваат истото лице еден кон друг. Генералното собрание на МАС во август 2006 година го разгледал предлогот Плутон и Харон да се рекласифицираат како двојна планета, но предлогот бил отфрлен.[7] Не е јасно дали Харон е во хидростатска рамнотежа, што би барала дефиницијата за „џуџеста планета“, иако е совршена сфера во рамките на тековната мерна неизвесност.[8]

Мали месечини[уреди | уреди извор]

Откритието на Хабл - Никта и Хидра
Откривачка слика на Стикс, обложена со орбити на сателитскиот систем

Четирите мали обиколни месечини на Плутон орбитираат околу Плутон на два до четири пати поголема оддалеченост од Харон, во опсег од Стикс на 42.700 километри до Хидра на 64.800 километри од барицентарот на системот. Тие имаат речиси кружни проградни орбити во истата орбитална рамнина како и Харон.

Сите се многу помали од Харон. Никс и Хидра, двете поголеми, се приближно 42 и 55 километри на нивната најдолга оска соодветно,[9] а Стикс и Кербер се 7 и 12 километри соодветно.[10][11] Сите четири се со неправилна форма.

Карактеристики[уреди | уреди извор]

Релативните маси на месечините на Плутон. Харон доминира во системот. Никта и Хидра се едвај видливи, а Стикс и Кербер се невидливи во оваа скала.
Коси шематски приказ на системот Плутон-Харон што покажува дека Плутон орбитира точка надвор од себе. Видливо е и меѓусебното плимско заклучување помеѓу двете тела.

Системот на Плутон е многу компактен и во голема мера празен: Проградните месечини би можеле стабилно да орбитираат околу Плутон до 53% од радиусот на Хил (гравитационата зона на влијанието на Плутон) од 6 милиони km, или до 69% за ретроградни месечини. Сепак, само внатрешните 3% од регионот каде што проградните орбити би биле стабилни се окупирани од сателити, а регионот од Стикс до Хидра е толку цврсто преполн што има малку простор за понатамошни месечини со стабилни орбити во овој регион.[12] Интензивната потрага спроведена од Нови Хоризонти потврдила дека месечини поголеми од 4,5 км во пречник постојат на растојанија до 180.000 км од Плутон (6% од стабилниот регион за проградни месечини), претпоставувајќи албедо слични на Харон од 0,38 (за помали растојанија, овој праг е сè уште помал).

Потврдено е дека орбитите на месечините се кружни и компланарни, со наклонетост помали од 0,4° и ексцентричности помали од 0,005.[13]

Откритието на Никта и Хидра сугерирало дека Плутон би можел да има прстенест систем. Ударите на мало тело можат да создадат остатоци што можат да се формираат во прстенест систем. Сепак, податоците од длабоко оптичко истражување на Напредната камера за истражувања на вселенскиот телескоп Хабл, со студии за окултација,[14] и подоцна од Нови Хоризонти, сугерираат дека не е присутен прстенест систем.

Резонанци[уреди | уреди извор]

Се смета дека Стикс, Никта и Хидра се во орбитална резонанца од 3 тела со орбитални периоди во сооднос 18:22:33; соодветниот однос на орбитите е 11:9:6.[15][16] Односите треба да бидат точни кога се зема предвид орбиталната прецесија. Хидра и Никта се во едноставна резонанца 2:3.[15][17] Стикс и Никта се во резонанца 11:9, додека резонанца помеѓу Стикс и Хидра има сооднос 11:6. Ова значи дека во повторливиот циклус има 11 орбити на Стикс за секои 9 од Никта и 6 од Хидра. Односите на синодските периоди тогаш се такви што има 5 сврзници Стикс-Хидра и 3 сврзници Никта-Хидра за секои 2 сврзници на Стикс и Никта.[15] Ако ја означува средната должина и аголот на либрација, тогаш резонанца може да се формулира како . Како и кај Лапласовата резонанца на галилеевите сателити на Јупитер, тројните сврзувања никогаш не се случуваат. библира околу 180° со амплитуда од најмалку 10°.[15]

Сите надворешни околни месечини се исто така блиску до средната резонанца на движење со орбиталниот период Харон-Плутон. Стикс, Никта, Кербер и Хидра се во низа 1:3:4:5:6 од блиски резонанции, со Стикс приближно 5,4% од неговата резонанца, Никта приближно 2,7%, Кербер приближно 0,6%, и Хидра приближно 0,3%.[18] Можеби овие орбити настанале како присилна резонанца кога Харон бил плимно засилен во неговата сегашна синхрона орбита, а потоа ослободен од резонанца бидејќи орбиталната ексцентричност на Харон била плимно пригушена. Парот Плутон-Харон создава силни плимни сили, при што гравитационото поле на надворешните месечини варира за 15% од врв до врв.

Сепак, било пресметано дека резонанца со Харон би можела да ги засили Никс или Хидра во нејзината сегашна орбита, но не и двете: за зајакнување на Хидра би била потребна речиси нула Харонска ексцентричност од 0,024, додека за зајакнување на Никта би била потребна поголема ексцентричност на најмалку 0,05. Ова сугерира дека Никта и Хидра наместо тоа биле заробени материјали, формирани околу Плутон-Харон и мигрирале навнатре додека не биле заробени во резонанца со Харон.[19] Постоењето на Кербер и Стикс може да ја поддржи оваа идеја.

Низа на сврзници на Хидра (сина), Никта (црвена) и Стикс (црна) во текот на една третина од нивниот резонантен циклус. Движењата се во спротивна насока од стрелките на часовникот, а завршените орбити се пресметуваат во горниот десен агол на дијаграмите

Ротација[уреди | уреди извор]

Пред мисијата Нови Хоризонти, се предвидувало дека Никта, Хидра, Стикс и Кербер ќе ротираат хаотично или ќе паѓаат .[15][20]

Сепак, снимањето на Нови Хоризонти открило дека тие не се вртеле плимно до блиску до синхрона состојба на вртење каде што би се очекувало хаотично ротирање или вртење.[21][22] Снимањето на Нови Хоризонти покажало дека сите 4 месечини биле во голема косиност.[21] Или тие се родени на тој начин, или биле навестени од резонанца на прецесија на вртење.[22] Стикс може да се соочува со периодични и хаотични варијации на косината.

Марк Р. Шоволтер шпекулирал дека „Никта може да го преврти целиот столб. Всушност, би можело да биде можно да се помине еден ден на Никта во кој сонцето изгрева на исток и заоѓа на север. Тоа е речиси случаен изглед во начинот на кој се ротира.“ [23] Познато е дека само една друга месечина, Сатурновата месечина Хиперион [24] иако е веројатно дека и месечините на Хаумеја исто така паѓаат.[25]

Потекло[уреди | уреди извор]

Формирање на месечините на Плутон. 1: објект од Кајперовиот појас се приближува кон Плутон ; 2: се судира со Плутон; 3: околу Плутон се формира прстен од прашина; 4: остатоците се собираат за да го формираат Харон; 5: Плутон и Харон се релаксираат во сферични тела.

Се смета дека сателитскиот систем на Плутон е создаден од масивен судир, сличен на „големото удар“ за кое се смета дека ја создала Месечината.[26][27] Во двата случаи, високиот аголен момент на месечините може да се објасни само со такво сценарио. Речиси кружните орбити на помалите месечини сугерираат дека тие исто така биле формирани во овој судир, наместо да бидат заробени објекти од Кајперовиот појас. Ова и нивните блиски орбитални резонанции со Харон (види подолу) сугерираат дека тие се формирале поблиску до Плутон отколку што се сега и мигрирале нанадвор додека Харон ја достигнал својата сегашна орбита. Нивната сива боја е различна од онаа на Плутон, едно од најцрвените тела во Сончевиот Систем. Се смета дека ова се должи на губење на испарливи материи за време на ударот или последователно спојување, оставајќи на површините на месечините доминирана од воден мраз. Сепак, таквото влијание требало да создаде дополнителен отпад (повеќе месечини), но сепак не биле откриени месечини или прстени од страна на Нови Хоризонти, исклучувајќи повеќе месечини со значителна големина кои орбитираат околу Плутон.[1]

Список[уреди | уреди извор]

Месечините на Плутон овде се наведени по орбитален период, од најкраток до најдолг. Харон, кој е доволно масивен за да пропадне во сфероид во одреден момент од својата историја, е означен со светло виолетова боја. Плутон е додаден за споредба.[15][28] Сите елементи се во однос на барицентарот Плутон-Харон.[15] Просечното растојание помеѓу центрите на Плутон и Харон е 19.596 км.[29]

Име
(изговор)
Слика Пречник
(км)
Маса (× 10 19 kg) [30] Полу
оска (км)
Орбитален период
(денови)
Орбитална резонанца
(во однос на Харон)
Ексцентричност Наклон (°)
(до екваторот на Плутон)
Визуелен
големина (средна)
Откритие
година
Плутон /P l U t oʊ /
Pluto in True Color - High-Res (cropped).jpg
2.376,6 ± 3,2 1.305 ± 7 2,035 [29] 6,38723 1 : 1 0,0022 0,001 15.1 1930 година
Плутон I Харон /Ʃ AER ən /,
/K ɛər ən /
Charon in True Color - High-Res.jpg
1.212 ± 1 158,7 ± 1,5 17.536 ± 3 6,38723 1 : 1 0,0022 0,001 16.8 1978 година
Плутон V Стикс /Ови t ɪ K S / </img> 16+x
9
[31]
0,00075 42.656 ± 78 20,16155 1 : 3.16 0,00579 0,81 ± 0,16 27 2012 година
Плутон II Никта /N ɪ K S / </img> 49,8+x
33,2
[32]
0,005 ± 0,004 48.694 ± 3 24,85463 1 : 3,89 0,00204 0,133 ± 0,008 23.7 2005 година
Плутон IV Кербер /K ɜːr b ər ə S, - ɒ s / </img> 19+x
10
[31]
0,0016 ± 0,0009 57.783 ± 19 32,16756 1 : 5.04 0,00328 0,389 ± 0,037 26 2011 година
Плутон III Хидра /H aɪ d r ə /
Hydra Enhanced Color.jpg
50,9+x
36,1
[32]
0,005 ± 0,004 64.738 ± 3 38.20177 година 1 : 5,98 0,00586 0,242 ± 0,005 23.3 2005 година

Скален модел на системот на Плутон[уреди | уреди извор]

Меѓусебни настани[уреди | уреди извор]

Симулиран поглед на Харон кој транзитира со Плутон на 25 февруари 1989 година.

Транзитите се случуваат кога една од месечините на Плутон минува помеѓу Плутон и Сонцето. Ова се случува кога еден од орбиталните јазли на сателитите (точките каде што нивните орбити ја преминуваат еклиптиката на Плутон) се усогласува со Плутон и Сонцето. Ова може да се случи само во две точки во орбитата на Плутон; случајно, овие точки се во близина на перихелот и афелот на Плутон. Окултациите се случуваат кога Плутон поминува пред и блокира еден од сателитите на Плутон.

Харон има аголен пречник од 4 степени како што се гледа од површината на Плутон; Сонцето изгледа многу помало, само 39 до 65 лачни секунди. Близината на Харон дополнително гарантира дека голем дел од површината на Плутон може да доживее затемнување. Бидејќи Плутон секогаш го прикажува истото лице кон Харон поради плимното заклучување, само хемисферата свртена кон Харон доживува затемнување на Сонцето од Харон.

Помалите месечини можат да фрлат сенки на друго место. Аголните пречници на четирите помали месечини (како што се гледа од Плутон) се неизвесни. Никта е 3-9 минути, а Хидра 2-7 минути. Овие се многу поголеми од аголниот дијаметар на Сонцето, така што тоталните затемнувања на Сонцето се предизвикани од овие месечини.

Затемнувањата на Стикс и Кербер се потешко да се проценат, бидејќи и двете месечини се многу неправилни, со аголни димензии од 76,9 x 38,5 до 77,8 x 38,9 лачни секунди за Стикс и 67,6 x 32,0 до 68,0 x 32,2 за Кербер. Како таков, Стикс нема прстенести затемнувања, неговата најширока оска е повеќе од 10 лачни секунди поголема од Сонцето во неговото најголемо. Сепак, Кербер, иако малку поголем, не може да направи целосно затемнување бидејќи неговата најголема помала оска е само 32 лачни секунди. Затемнувањата на Кербер и Стикс целосно ќе се состојат од парцијални и хибридни затемнувања, при што целосното затемнување е исклучително ретко.

Следниот период на меѓусебни настани поради Харон ќе започне во октомври 2103 година, врвот во 2110 година и ќе заврши во јануари 2117 година. Во овој период, затемнувања на Сонцето ќе се случуваат еднаш секој плутонски ден, со максимално времетраење од 90 минути.[33][34]

Истражување[уреди | уреди извор]

Системот Плутон бил посетен од вселенското летало „Нови хоризонти“ во јули 2015 година. Сликите со резолуција до 330 метри по пиксел биле вратени од Никс и до 1,1 километар по пиксел на Хидра. Сликите со пониска резолуција биле вратени на Стикс и Кербер.[35]

Извори[уреди | уреди извор]

  • Steffl, A. J.; Mutchler, M. J.; Weaver, H. A.; Stern, S. A.; Durda, D. D.; Terrell, D.; Merline, W. J.; Young, L. A.; Young, E. F. (2006). „New Constraints on Additional Satellites of the Pluto System“. The Astronomical Journal. 132 (2): 614–619. arXiv:astro-ph/0511837. Bibcode:2006AJ....132..614S. doi:10.1086/505424.
  • Buie, Marc W.; Grundy, William M.; Young, Eliot F.; Young, Leslie A.; Stern, S. Alan (2006). „Orbits and Photometry of Pluto's Satellites: Charon, S/2005 P1, and S/2005 P2“. The Astronomical Journal. 132 (1): 290–298. arXiv:astro-ph/0512491. Bibcode:2006AJ....132..290B. doi:10.1086/504422.
  • Brozović, Marina; Showalter, Mark R.; Jacobson, Robert A.; Buie, Marc W. (2015). „The orbits and masses of satellites of Pluto“. Icarus. 246: 317–329. Bibcode:2015Icar..246..317B. doi:10.1016/j.icarus.2014.03.015.
  • Codex Regius (2016), Плутон и Харон, независна платформа за објавување CreateSpaceISBN 978-1534960749
  • Кружни IAU бр. 8625, опишувајќи го откритието од 2005 P1 и P2
  • Кружни IAU бр. 8686, известувајќи за понеутрална боја за 2005 P2
  • Кружно бр. 8723 на IAU со кое се објавуваат имињата на Никс и Хидра
  • Позадински информации во врска со нашите два новооткриени сателити на Плутон - веб-страница на откривачите на Никс и Хидра

Наводи[уреди | уреди извор]

  1. 1,0 1,1 Kenyon, Scott J.; Bromley, Benjamin C. (28 January 2019). „A Pluto-Charon Sonata: The Dynamical Architecture of the Circumbinary Satellite System“. The Astrophysical Journal. 157 (2): 79. arXiv:1810.01277. Bibcode:2019AJ....157...79K. doi:10.3847/1538-3881/aafa72.
  2. „Moons dance around Pluto“ (англиски). Smithsonian Institution. 9 June 2015. Посетено на 9 April 2016.
  3. „Pluto's Moons | Five Satellites of Pluto“. Space.com. Посетено на 2018-10-27.
  4. Green, Daniel W. E. (21 June 2006). „Satellites of Pluto“. IAU Circular. 8723. Посетено на 26 November 2011. „NASA's Hubble Discovers Another Moon Around Pluto“. NASA. 20 July 2011. Посетено на 20 July 2011.
  5. „Hubble Discovers a Fifth Moon Orbiting Pluto“. hubblesite.org. 29 July 2012. Посетено на 2015-07-29.
  6. Staff (30 January 2014). „Barycenter“. Education.com. Посетено на 4 June 2015.
  7. „The IAU draft definition of "planet" and "plutons". International Astronomical Union. 16 August 2006. Посетено на 4 June 2015.
  8. Nimmo, Francis; и др. (2017). „Mean radius and shape of Pluto and Charon from New Horizons images“. Icarus. 287: 12–29. arXiv:1603.00821. Bibcode:2017Icar..287...12N. doi:10.1016/j.icarus.2016.06.027.
  9. „New Horizons 'Captures' Two of Pluto's Smaller Moons“. New Horizons. Посетено на 2015-07-29.
  10. New Horizons Picks Up Styx
  11. Last of Pluto’s Moons – Mysterious Kerberos – Revealed by New Horizons
  12. Kenyon, S. J. (2015-06-03). „Astronomy: Pluto leads the way in planet formation“. Nature. 522 (7554): 40–41. Bibcode:2015Natur.522...40K. doi:10.1038/522040a. PMID 26040888.
  13. „Orbits of 4 Bodies in Pluto System about Barycenter as Seen from Earth“. Hubblesite. Посетено на 21 June 2006.
  14. Pasachoff, Jay M.; Babcock, Bryce A.; Souza, Steven P.; и др. (2006). „A Search for Rings, Moons, or Debris in the Pluto System during the 2006 July 12 Occultation“. Bulletin of the American Astronomical Society. 38 (3): 523. Bibcode:2006DPS....38.2502P.
  15. 15,0 15,1 15,2 15,3 15,4 15,5 15,6 Showalter, M. R.; Hamilton, D. P. (3 June 2015). „Resonant interactions and chaotic rotation of Pluto's small moons“. Nature. 522 (7554): 45–49. Bibcode:2015Natur.522...45S. doi:10.1038/nature14469. PMID 26040889.
  16. Codex Regius (2016). Pluto & Charon. XinXii. стр. 197. ISBN 9781534633520. Посетено на 13 March 2018.
  17. Witze, Alexandra (2015). „Pluto's moons move in synchrony“. Nature. doi:10.1038/nature.2015.17681.
  18. Matson, J. (11 July 2012). „New Moon for Pluto: Hubble Telescope Spots a 5th Plutonian Satellite“. Scientific American web site. Посетено на 12 July 2012.
  19. Цитатов набргу ќе го доврши бот. Стиснете тука за да го прескокнете редот"On the Origin of Pluto's Minor Moons, Nix and Hydra". MISSING LINK.. 
  20. Correia, A. C. M.; Leleu, A.; Rambaux, N.; Robutel, P. (2015). „Spin-orbit coupling and chaotic rotation for circumbinary bodies. Application to the small satellites of the Pluto-Charon system“. Astronomy and Astrophysics. 580: L7. arXiv:1506.06733. Bibcode:2015A&A...580L..14C. doi:10.1051/0004-6361/201526800.
  21. 21,0 21,1 Weaver, H. A. (2016). „The Small Satellites of Pluto as Observed by New Horizons“. Science. 351 (6279): 1281. arXiv:1604.05366. Bibcode:2016Sci...351.0030W. doi:10.1126/science.aae0030. PMID 26989256.
  22. 22,0 22,1 Quillen, A. C.; Nichols-Fleming, F.; Chen, Y.-Y.; Noyelles, B. (2017). „Obliquity evolution of the minor satellites of Pluto and Charon“. Icarus. 293: 94–113. arXiv:1701.05594. Bibcode:2017Icar..293...94Q. doi:10.1016/j.icarus.2017.04.012.
  23. Chang, Kenneth (3 June 2015). „Astronomers Describe the Chaotic Dance of Pluto's Moons“. New York Times. Посетено на 4 June 2015.
  24. Wisdom, J.; Peale, S. J.; Mignard, F. (1984). „The chaotic rotation of Hyperion“. Icarus. 58 (2): 137–152. Bibcode:1984Icar...58..137W. CiteSeerX 10.1.1.394.2728. doi:10.1016/0019-1035(84)90032-0.
  25. Ragozzine, Darin (17 October 2016). „Rapidly Rotating Regular Satellites and Tides“. Planetary Society. Посетено на 12 September 2017.
  26. Canup, R. M. (8 January 2005). „A Giant Impact Origin of Pluto-Charon“ (PDF). Science. 307 (5709): 546–550. Bibcode:2005Sci...307..546C. doi:10.1126/science.1106818. PMID 15681378.
  27. Stern, S. A.; Weaver, H. A.; Steff, A. J.; Mutchler, M. J.; Merline, W. J.; Buie, M. W.; Young, E. F.; Young, L. A.; Spencer, J. R. (23 February 2006). „A giant impact origin for Pluto's small moons and satellite multiplicity in the Kuiper belt“ (PDF). Nature. 439 (7079): 946–948. Bibcode:2006Natur.439..946S. doi:10.1038/nature04548. PMID 16495992. Архивирано од изворникот (PDF) на 19 January 2012. Посетено на 2011-07-20.
  28. Orbital elements of small satellites from Showalter and Hamilton, 2015; mass and magnitude from Buie & Grundy, 2006
  29. 29,0 29,1 Pluto data from D. R. Williams (7 September 2006). „Pluto Fact Sheet“. NASA. Посетено на 24 March 2007..
  30. „(134340) Pluto, Charon, Nix, Hydra, Kerberos, and Styx“. www.johnstonsarchive.net. Посетено на 2018-06-22.
  31. 31,0 31,1 „Special Session: Planet 9 from Outer Space - Pluto Geology and Geochemistry“. YouTube. Lunar and Planetary Institute. 25 March 2016. Посетено на 27 May 2019.
  32. 32,0 32,1 Verbiscer, A. J.; Porter, S. B.; Buratti, B. J.; Weaver, H. A.; Spencer, J. R.; Showalter, M. R.; Buie, M. W.; Hofgartner, J. D.; Hicks, M. D. (2018). „Phase Curves of Nix and Hydra from the New Horizons Imaging Cameras“. The Astrophysical Journal. 852 (2): L35. Bibcode:2018ApJ...852L..35V. doi:10.3847/2041-8213/aaa486.
  33. „Start of Eclipse“. JPL Solar System Simulator. 12 December 1987. Архивирано од изворникот на 24 March 2017. Посетено на 2014-07-29. (Pluto as seen from the Sun during mid-eclipse)
  34. „End of Eclipse“. JPL Solar System Simulator. 12 December 1987. Архивирано од изворникот на 24 March 2017. Посетено на 2014-07-29.
  35. „New Horizons flyby timeline“. Архивирано од изворникот на 15 July 2015. Посетено на 25 July 2015.

Надворешни врски[уреди | уреди извор]