Гидра (луна) - Hydra (moon)

Гидра
Hydra Enhanced Color.jpg
Улучшенное цветное изображение Гидры, сделанное Новые горизонты 14 июля 2015 г.
Открытие
ОбнаружилКосмический телескоп Хаббла
Команда поиска спутников Плутона
Дата открытия15 июня 2005 г.
Обозначения
Обозначение
Плутон III[1]
Произношение/ˈчасаɪdрə/[2]
Названный в честь
Лернейская гидра
S / 2005 (134340) 1
S / 2005 P 1
ПрилагательныеHydrian[3] /ˈчасаɪdряəп/[4]
Орбитальные характеристики[5]
64738±3 км
Эксцентриситет0.005862±0.000025
38.20177±0.00003 d
Наклон0.242°±0.005°
СпутникПлутон
Физические характеристики
Размеры50,9 км × 36,1 км × 30,9 км[6]
Масса(4.8±4.2)×1016 кг[7]
Иметь в виду плотность
2,13 г / см3[6]
0.00520055269 грамм[8]
0,4295 д (10,31 ч)[9] (Июль 2015 г.)
110°[10]
Альбедо0,83 ± 0,08 (геометрическая)[7]
Температура23 K[11]
22,9–23,3 (измерено)[12]

Гидра это естественный спутник Плутона, с диаметром примерно 51 км (32 мили) в самом длинном измерении.[6] Это второй по величине спутник Плутона, немного больше, чем Nix. Гидра была обнаружена вместе с Никсом командой поиска спутников Плутона в июне 2005 года. Она была названа в честь Гидра, девятиголовый змей подземного мира в Греческая мифология.[13] По расстоянию Гидра - пятая и самая удаленная луна Плутона, вращающаяся вокруг четвертой луны Плутона. Kerberos.[7]

Гидра очень отражающий поверхность, вызванная наличием ледяная вода, как и другие плутонические спутники.[14] Отражательная способность Гидры промежуточная, между Плутоном и Харон.[15] В Новые горизонты космический аппарат сфотографировал Плутон и его спутники в июле 2015 года и вернул несколько изображений Гидры.[16]

Открытие

Открытие изображений Никса и Гидры

Гидра была обнаружена исследователями группы поиска спутников Плутона, состоящей из Хэл А. Уивер и многие другие участники Новые горизонты миссия к Плутону, включая Алан Стерн и Марк В. Буйе.[17][18] В Новые горизонты команда подозревала, что Плутон и Харон могут сопровождать другие спутники меньшего размера, ранее не обнаруженные, поэтому они использовали Космический телескоп Хаббла наблюдать слабые спутники вокруг Плутона.[18][13] Поскольку яркость Гидры примерно в 5000 раз слабее, чем у Плутона, были сделаны снимки Плутона с большой выдержкой, чтобы найти Гидру.[17]

Изображения были сделаны 15 мая 2005 г. и 18 мая 2005 г. Гидра и Никс были независимо обнаружены Максом Дж. Мутчлером 15 июня 2005 г. и Эндрю Дж. Штеффлом 15 августа 2005 г.[19] Об открытиях было объявлено 31 октября 2005 г. после подтверждения предварительное покрытие архивные изображения Плутона с телескопа Хаббла за 2002 год.[20] Два недавно открытых спутника были впоследствии временно обозначенный S / 2005 P 1 для Hydra и S / 2005 P 2 для Nix.[21][22] Группа исследователей неофициально называла спутники «P1» и «P2» соответственно.[21]

Именование

Изображение спутников Плутона с помощью телескопа Хаббла (с аннотациями)

Название Hydra было утверждено 21 июня 2006 г. Международный астрономический союз (МАС) и было объявлено вместе с именем Nix в циркуляре IAU 8723.[22] Гидра была названа в честь Лернейская гидра, девятиголовый змей, который сражался Геракл в Греческая мифология.[13] В частности, девять голов Гидры тонко ссылаются на бывший девятый планетарный статус Плутона.[13] Две недавно названные луны были намеренно названы так, чтобы их инициалы N и ЧАС чтит Новые горизонты миссия к Плутону, подобно тому, как первые две буквы имени Плутона чествуют Персиваль Лоуэлл.[23][13] Имя Гидры также было выбрано намеренно, чтобы его начальное ЧАС чествует космический телескоп Хаббла, использованный командой поиска спутников Плутона для обнаружения Гидры и Никса.[23][18]

Названия деталей на телах в системе Плутона связаны с мифологией, литературой и историей исследований. В частности, названия объектов на Гидре должны быть связаны с легендарными змеями и драконами из литературы, мифологии и истории.[24]

Источник

Считалось, что меньшие спутники Плутона, включая Гидру, образовались из обломки выброшены в результате массового столкновения между Плутоном и другим объектом пояса Койпера, аналогично тому, как Луна считается, что он образовался из обломков, выброшенных большое столкновение с Землей.[25] Выброс от столкновения затем слился бы с лунами Плутона.[26] Считалось, что Гидра изначально сформировалась ближе к Плутону, и ее орбита претерпела изменения через приливные взаимодействия.[27][28] В этом случае Гидра вместе с меньшими лунами Плутона мигрировала бы наружу вместе с Хароном на свои текущие орбиты вокруг барицентра Плутон-Харон.[29][27] Благодаря «затуханию приливов» за счет взаимных приливных взаимодействий с Хароном, орбита Гидры вокруг барицентра Плутон-Харон со временем постепенно стала более круговой.[27] Считается, что гидра образовалась из двух меньших объектов, объединенных в один объект.[9][30]

Физические характеристики

Сравнение спектров Гидры и Харона. Спектр Гидры близко соответствует спектру чистого водяного льда, который показан для сравнения.

Гидра имеет неправильную форму, ее длина составляет 50,9 км (31,6 мили) по самой длинной оси, а по самой короткой оси - 30,9 км (19,2 мили) в поперечнике.[6] Это дает Гидре измеренные размеры 50,9 км × 36,1 км × 30,9 км (31,6 × 22,4 × 19,2 миль).[6]

Поверхность Гидры обладает высокой отражающей способностью из-за наличия на ней водяного льда.[14] Поверхность Гидры отображает нейтральный спектр подобно маленьким спутникам Плутона, хотя спектр Гидры кажется немного голубее.[31][32] Водяной лед на поверхности Гидры относительно чистый и не показывает значительного потемнения по сравнению с Хароном.[14] Одно из объяснений предполагает, что поверхность Гидры постоянно обновляется ударами микрометеоритов, выбрасывающих более темный материал с поверхности Гидры.[14] Поверхностный спектр Гидры слегка голубоватый по сравнению с таковым у Никса.[32] Объяснение голубоватого цвета Гидры предполагает, что поверхность Гидры имеет большее количество водяного льда по сравнению с Никсом, что также может объяснить очень высокую геометрическое альбедо, или его отражательная способность, составляет 83 процента.[32][10]

Получено из данных подсчета кратеров из Новые горизонты, возраст поверхности Гидры оценивается примерно в четыре миллиарда лет.[27][10] Большие кратеры и вмятины на Гидре предполагают, что она могла потерять часть своей первоначальной массы из-за ударные события с момента его образования.[10]

Вращение

Гидра не приливно заблокирован и вращается хаотично; его период вращения и наклон оси быстро меняются в астрономических масштабах времени до такой степени, что его ось вращения регулярно переворачивается.[26] Хаотичная гидра кувыркающийся в значительной степени вызвано различными гравитационными влияниями Плутона и Харона, когда они вращаются вокруг своей барицентр.[26] Хаотичность кувырка Гидры также усиливается ее неправильной формой, которая создает крутящие моменты которые действуют на объект.[5] Во время Новые горизонты Пролетая мимо Плутона и его спутников, период вращения Гидры составлял примерно 10 часов, а ее ось вращения была наклонена примерно на 110 градусов к ее орбите - она ​​вращалась вбок во время Новые горизонты облет.[9][10]

Гидра вращается относительно быстро по сравнению с остальными лунами Плутона, у которых периоды вращения больше одного дня.[9] Такое быстрое вращение Гидры характерно для периодов вращения большинства Объекты пояса Койпера.[9] Материал с поверхности Гидры мог выбрасываться из-за центробежные силы если бы он вращался с большей скоростью.[30][32]

Орбита

Анимация спутников Плутона вокруг барицентр Плутона - Эклиптика самолет
Передний план
Вид сбоку
   Плутон ·    Харон ·    Стикс ·    Nix ·    Kerberos ·   Гидра

Гидра вращается вокруг барицентра Плутон-Харон на расстоянии 64 738 км (40 226 миль).[10] Гидра - самый дальний спутник Плутона, вращающийся за пределами Kerberos.[7] Как и все спутники Плутона, орбита Гидры почти круговая и компланарна орбите Харона; все спутники Плутона очень низкие орбитальные наклонения к экватору Плутона.[7]

Почти круговые и компланарные орбиты спутников Плутона предполагают, что они, возможно, прошли через приливную эволюцию с момента своего образования.[33][28] Во время формирования меньших спутников Плутона, Гидра могла иметь более эксцентричный орбита вокруг барицентра Плутон-Харон.[29] Существующая круговая орбита Гидры могла быть вызвана приливным демпфированием Хароном эксцентриситета орбиты Гидры из-за приливных взаимодействий. Взаимные приливные взаимодействия Харона на орбите Гидры заставили бы Гидру передать свою эксцентриситет орбиты Харону, таким образом заставив орбиту Гидры постепенно стать более круговой с течением времени.[29]

Орбитальный период Гидры составляет примерно 38,2 дня, и она находится в резонансе с другими спутниками Плутона. Гидра в соотношении 2: 3 орбитальный резонанс с Nix и резонанс 6:11 с Стикс (отношения представляют собой количество витков, завершенных за единицу времени; отношения периодов являются обратными).[5][34] В результате этого трехчастичного резонанса, подобного Лапласу, он имеет соединения со Стиксом и Никсом в соотношении 5: 3.[34]

Орбита Гидры близка к орбитальному резонансу 1: 6 с Хароном,[35] с погрешностью по срокам 0,3%. Гипотеза, объясняющая близость к резонансу, предполагает, что резонанс возник до внешней миграции Харона после образования всех пяти известных лун и поддерживается периодической локальной флуктуацией в 5% напряженности гравитационного поля Плутона-Харона.[примечания 1][36]

Последовательность соединений Гидры (синий), Никса (красный) и Стикса (черный) на протяжении одной трети их резонансного цикла. Движение происходит против часовой стрелки, а завершенные орбиты подсчитываются в верхнем правом углу диаграмм (щелкните изображение, чтобы увидеть весь цикл)

Исследование

Первое многопиксельное изображение Гидры, снятое с расстояния 640 000 км (400 000 миль).
Гидра снята с расстояния 400 000 км (250 000 миль)
Гидра снята с расстояния 231000 км (144000 миль)

В Новые горизонты космический корабль посетил систему Плутона и сфотографировал Плутон и его спутники во время его пролета 14 июля 2015 года. Новые горизонты пролетая мимо, Гидра была позади Плутона и находилась дальше от Новые горизонты при ближайшем подходе.[31] Большее расстояние Гидры от Новые горизонты привело к изображениям Гидры с низким разрешением.[31] Перед облетом Разведывательный тепловизор дальнего действия на борту Новые горизонты выполнил измерения размера Гидры, оценивая, что Гидра имеет диаметр около 45 км (28 миль).[37] Состав поверхности Гидры, отражательная способность и другие основные физические свойства были позже измерены с помощью Новые горизонты во время облета.[37]

Первое подробное изображение Гидры было нисходящий, или полученные от Новые горизонты космический корабль 15 июля 2015 г. после облета.[15] Первое подробное изображение Гидры, сделанное с расстояния 640 000 км (400 000 миль), показало изменения яркости и темный круговой объект диаметром 10 км (6,2 мили).[15] Изображения Гидры с самым высоким разрешением были получены с расстояния 231000 км (144000 миль) с разрешением изображения 1,2 км (0,75 мили) на пиксель.[16] На основе этих изображений Гидра получила приблизительный размер 55 км × 40 км (34 × 25 миль).[16]

Примечания

  1. ^ Мгновенная сила на расстоянии Гидры в случае выравнивания Плутон-Харон-Гидра на 4,62% ​​больше, чем в квадратурном случае (где Гидра находится на 90 ° от оси Плутон-Харон); случай Харона-Плутона-Гидры почти точно находится посередине между этими значениями. В Буйе и другие.Цитата гласит: «Гравитационная сила, которую Плутон оказывает на точки P1 или P2, варьируется примерно на 15% (от пика до пика)». Гравитационное притяжение Плутона, сам по себе, варьируется на 18% для Nix и 13% для Hydra.

Рекомендации

  1. ^ Дженнифер Блю (11 сентября 2009 г.). "Газетир планетарной номенклатуры". Рабочая группа МАС по номенклатуре планетных систем (WGPSN).
  2. ^ "гидра". Оксфордский словарь английского языка (Интернет-ред.). Издательство Оксфордского университета. (Подписка или членство участвующего учреждения требуется.)
  3. ^ Давенпорт (1843) Новая географическая, историческая и коммерческая грамматика
  4. ^ на "гидрия". Лексико Британский словарь. Oxford University Press.
  5. ^ а б c Шоуолтер, М. Р.; Гамильтон, Д. П. (3 июня 2015 г.). «Резонансные взаимодействия и хаотическое вращение малых спутников Плутона». Природа. 522 (7554): 45–49. Bibcode:2015Натура.522 ... 45S. Дои:10.1038 / природа14469. PMID  26040889.
  6. ^ а б c d е Verbiscer, A.J .; Портер, С. Б .; Buratti, B.J .; Weaver, H.A .; Spencer, J. R .; Шоуолтер, М. Р .; Buie, M. W .; Hofgartner, J. D .; Hicks, M.D .; Ennico-Smith, K .; Olkin, C.B .; Stern, S. A .; Янг, Л. А .; Ченг, А. (2018). "Фазовые кривые Никса и Гидры из Новые горизонты Фотокамеры ". Астрофизический журнал. 852 (2): L35. Bibcode:2018ApJ ... 852L..35V. Дои:10.3847 / 2041-8213 / aaa486.
  7. ^ а б c d е Stern, S. A .; Bagenal, F .; Ennico, K .; Gladstone, G.R .; и другие. (15 октября 2015 г.). «Система Плутона: первые результаты ее исследования New Horizons». Наука. 350 (6258): aad1815. arXiv:1510.07704. Bibcode:2015Научный ... 350.1815S. Дои:10.1126 / science.aad1815. PMID  26472913.
  8. ^ "Гидра в цифрах". solarsystem.nasa.gov. НАСА. Получено 7 марта 2019.
    (Первоначальная стоимость 0,051 м / с2 преобразовано в г)
  9. ^ а б c d е «DPS 2015: маленькие спутники Плутона Стикс, Никс, Керберос и Гидра [ОБНОВЛЕНО]».
  10. ^ а б c d е ж Weaver, H.A .; Buie, M. W .; Шоуолтер, М. Р .; Stern, S. A .; и другие. (18 апреля 2016 г.). «Малые спутники Плутона, наблюдаемые New Horizons». Наука. 351 (6279): aae0030. arXiv:1604.05366. Bibcode:2016Научный ... 351.0030W. Дои:10.1126 / science.aae0030. PMID  26989256.
  11. ^ Повар, Джейсон С.; Dalle Ore, Cristina M .; Протопапа, Сильвия; Бинзель, Ричард П .; Картрайт, Ричард; Cruikshank, Dale P .; и другие. (15 ноября 2018 г.). "Состав малых спутников Плутона: анализ Новые горизонты спектральные образы ". Икар. 315 (1964): 30–45. Bibcode:2017LPI .... 48.2478C. Дои:10.1016 / j.icarus.2018.05.024.
  12. ^ Stern, S. A .; Mutchler, M. J .; Weaver, H.A .; Штеффл, А. Дж. (2006). «Положение, цвета и фотометрическая изменчивость малых спутников Плутона по данным наблюдений HST 2005–2006 гг.». Астрономический журнал. 132 (3): 1405–1414. arXiv:astro-ph / 0607507. Bibcode:2006AJ .... 132.1405S. Дои:10.1086/506347. (Окончательный препринт )
  13. ^ а б c d е Стерн, Алан; Гринспун, Дэвид (1 мая 2018 г.). «Глава 7: Собираем все вместе». В погоне за новыми горизонтами: эпическая первая миссия на Плутон. Пикадор. ISBN  9781250098962.
  14. ^ а б c d Китер, Билл (5 мая 2016 г.). "Гидра Ледяной Луны Плутона". НАСА. Получено 20 февраля 2018.
  15. ^ а б c НАСА (15 июля 2015 г.). «Гидра выходит из тени». Получено 16 июля 2015.
  16. ^ а б c "New Horizons" захватывает "две маленькие луны Плутона". Лаборатория прикладной физики Университета Джона Хопкинса. 21 июля 2015 г.. Получено 22 июля 2015.
  17. ^ а б "Гидра в глубине". solarsystem.nasa.gov. НАСА. Получено 8 марта 2019.
  18. ^ а б c "Плутон и его спутники: Харон, Никс и Гидра". НАСА. 23 июня 2006 г.. Получено 8 марта 2019.
  19. ^ Уильямс, Мэтт (13 июля 2015 г.). "Гидра Луны Плутона". Вселенная сегодня. Получено 7 марта 2019.
  20. ^ «Хаббл НАСА обнаруживает возможные новые спутники вокруг Плутона». www.hubblesite.org. 31 октября 2005 г.
  21. ^ а б "Циркуляр МАС № 8625". www.cbat.eps.harvard.edu. 31 октября 2005 г.
    (Циркуляр МАС № 8625 с описанием открытия)
  22. ^ а б "Циркуляр МАС № 8723". www.cbat.eps.harvard.edu. 21 июня 2006 г.
    (Циркуляр МАС № 8723, в котором указаны названия спутников)
  23. ^ а б Каин, Фрейзер (22 июня 2006 г.). "Новолуния Плутона именуются Никсом и Гидрой". Вселенная сегодня. Получено 8 марта 2019.
  24. ^ «Именование астрономических объектов». Международный астрономический союз.
  25. ^ Стерн, С.А.; Weaver, H.A .; Steff, A. J .; Mutchler, M. J .; Merline, W.J .; Buie, M. W .; Янг, Э. Ф .; Янг, Л. А .; Спенсер, Дж. Р. (23 февраля 2006 г.). «Гигантское столкновение малых спутников Плутона и множественности спутников в поясе Койпера» (PDF). Природа. 439 (7079): 946–948. Bibcode:2006Натура.439..946S. Дои:10.1038 / природа04548. PMID  16495992. Архивировано из оригинал (PDF) 19 января 2012 г.. Получено 20 июля 2011.
  26. ^ а б c Нортон, Карен (3 июня 2015 г.). «Хаббл НАСА обнаружил, что спутники Плутона падают в абсолютном хаосе». НАСА. Получено 25 октября 2015.
  27. ^ а б c d Woo, M. Y .; Ли, М. Х. (6 марта 2018 г.). «О раннем формировании малых спутников Плутона на месте». arXiv:1803.02005 [астрофизиолог EP ].
  28. ^ а б Quillen, A.C .; Николс-Флеминг, Ф .; Chen, Y.-Y .; Noyelles, B. (январь 2017 г.). «Наклонная эволюция малых спутников Плутона и Харона». Икар. 293: 94–113. arXiv:1701.05594. Bibcode:2017Icar..293 ... 94Q. Дои:10.1016 / j.icarus.2017.04.012. Получено 17 марта 2019.
  29. ^ а б c Stern, S. A .; Mutchler, M. J .; Weaver, H.A .; Штеффл, А. Дж. (2008). «Влияние приливного затухания Харона на орбиты трех лун Плутона». arXiv:0802.2939 [астрофизик ].
  30. ^ а б Шарп, Тим (23 февраля 2016 г.). "Спутники Плутона - пять спутников Плутона". space.com. Получено 7 марта 2019.
  31. ^ а б c Портер, Саймон. "Малые спутники Плутона Никс и Гидра". blogs.nasa.gov. Получено 23 февраля 2019.
  32. ^ а б c d Codex Regius (2016). Плутон и Харон. Независимая издательская платформа CreateSpace. ISBN  978-1534960749.
  33. ^ Steffl, A .; Weaver, H.A .; Stern, S. A .; и другие. (2006). «Новые ограничения на дополнительные спутники системы Плутона». Астрономический журнал. 132 (2): 614–619. arXiv:astro-ph / 0511837. Bibcode:2006AJ .... 132..614S. Дои:10.1086/505424.
  34. ^ а б Витце, Александра (3 июня 2015 г.). «Спутники Плутона движутся синхронно». Природа. Дои:10.1038 / природа.2015.17681.
  35. ^ Чанг, Кеннет (3 июня 2015 г.). «Астрономы описывают хаотический танец лун Плутона». Нью-Йорк Таймс. Получено 28 февраля 2019.
  36. ^ Ward, W. R .; Кануп, Р. М. (2006). "Принудительная резонансная миграция внешних спутников Плутона Хароном". Наука. 313 (5790): 1107–1109. Bibcode:2006Sci ... 313.1107W. Дои:10.1126 / science.1127293. PMID  16825533.
  37. ^ а б «Насколько велик Плутон? Новые горизонты Улаживает многолетние дебаты ". НАСА. 13 июля 2015 г.. Получено 13 июля 2015.

внешняя ссылка