Луна планетарной массы - Planetary-mass moon

Солнечная система
Солнечная sys8.jpg
Объекты
Списки
Планеты
Solar system.jpg Портал Солнечной системы
He1523a.jpg Звездный портал

А луна планетарной массы это планетно-массовый объект это тоже естественный спутник. Они большие, эллипсоидальной (иногда сферической) формы. Две луны в Солнечной системе больше планеты Меркурий (хотя и менее массивный): Ганимед и Титан, а семь больше и массивнее карликовой планеты Плутон.

Концепция чего-либо планеты-спутники - идея, что объекты планетарной массы, в том числе луны планетарной массы, являются планеты - используется некоторыми планетологами, такими как Алан Стерн, кого больше беспокоит, есть ли у небесного тела планетарная геология (то есть, является ли это планетарным телом), чем то, где оно вращается (планетарная динамика ).[1] Эта концептуализация планет как трех классов объектов (классические планеты, карликовые планеты и планеты-спутники) не был принят Международный астрономический союз (МАС). Кроме того, определение `` гидростатического равновесия '' в МАС весьма ограничительно - масса объекта достаточна для гравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела и стать пластичными - тогда как луны планетарных масс могут находиться в гидростатическом равновесии из-за приливного или радиогенного нагрева, в некоторых случаях формирование подземный океан.

Ранняя история

Различие между спутником и классической планетой не было признано до тех пор, пока гелиоцентрическая модель Солнечной системы. Когда в 1610 году Галилео открыли первые спутники другой планеты (четыре Галилеевы луны Юпитера), он назвал их «четырьмя планетами, летающими вокруг звезды Юпитера с неравными интервалами и периодами с удивительной скоростью».[2] По аналогии, Кристиан Гюйгенс, после открытия самого большого спутника Сатурна Титан в 1655 г. использовал термины «planeta» (планета), «stella» (звезда), «luna» (луна) и более современный «спутник» (спутник) для ее описания.[3] Джованни Кассини, объявив о своем открытии спутников Сатурна Япет и Рея в 1671 и 1672 годах описал их как Nouvelles Planetes autour de Saturn («Новые планеты вокруг Сатурна»).[4] Однако когда Журнал де Скаванс сообщил об открытии Кассини двух новых спутников Сатурна в 1686 году, он назвал их строго «спутниками», хотя иногда и Сатурн как «первичную планету».[5] Когда Уильям Гершель объявил о своем открытии двух объектов на орбите Урана в 1787 году, он назвал их «спутниками» и «вторичными планетами».[6] Во всех последующих отчетах об открытии естественных спутников использовался исключительно термин «спутник»,[7] хотя книга 1868 года Иллюстрированная астрономия Смита называют спутники «вторичными планетами».[8]

Современная концепция

В современную эпоху Алан Стерн считает планеты-спутники одной из трех категорий планет, наряду с карликовые планеты и классические планеты.[9] Период, термин Planmo («планетно-массовый объект») охватывает все три популяции.[10]Как Стерн, так и МАС определяют понятие «планета». гидростатическое равновесие - масса тела достаточна для того, чтобы сделать его пластичным, так что оно расслабляется в эллипсоид под действием собственной силы тяжести. Определение IAU указывает, что масса должна быть достаточно большой, чтобы преодолевать «силы твердого тела», и не касается объектов, которые могут находиться в гидростатическом равновесии из-за подповерхностного океана или (в случае Ио) из-за магмы, вызванной приливной обогрев. Возможно, что у всех более крупных ледяных спутников есть океаны.[11]

Две луны, которые больше Меркурия, имеют менее половины его массы, и именно масса, а также состав и внутренняя температура определяют, достаточно ли пластично тело, чтобы находиться в гидростатическом равновесии. Однако есть семь больших спутников, которые массивнее карликовых планет. Эрис и Плутон, которые повсеместно считаются (хотя еще не продемонстрированы) в равновесии. Эти семь земных Луна, четыре галилеевых спутника Юпитера (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто ), и самые большие спутники Сатурна (Титан ) и Нептуна (Тритон ). Все эти луны имеют форму эллипса. Еще одна дюжина лун также имеет эллиптическую форму, что указывает на то, что они достигли равновесия в какой-то момент своей истории. Однако было показано, что некоторые из этих спутников больше не находятся в равновесии из-за того, что они становятся все более жесткими по мере охлаждения с течением времени.

Текущие равновесные луны

Чтобы определить, находится ли Луна в настоящее время в гидростатическом равновесии, требуется внимательное наблюдение, и его легче опровергнуть, чем доказать.

Луна Земли, которая полностью каменистая, вышла из равновесия миллиарды лет назад,[12] но предполагается, что большинство других шести лун, больших, чем Плутон, пять из которых ледяные, все еще находятся в равновесии. (Лед имеет меньшую прочность на разрыв, чем скала, и деформируется при более низких давлениях и температурах, чем скала.) Ганимед, который имеет магнитное поле, которое указывает на движение жидкости электропроводящего материала внутри нее, хотя неизвестно, является ли эта жидкость металлическим ядром или подводным океаном.[13]Один из средних спутников Сатурна (Рея ) также может быть в равновесии,[14][11] как и пара лун Урана (Титания и Оберон ).[11]Однако другие эллипсоидальные спутники Сатурна (Мимас, Энцелад, Тетис, Диона и Япет ) больше не находятся в равновесии.[14] Ситуация для трех меньших эллипсоидальных спутников Урана (Умбриэль, Ариэль и Миранда ) неясно, как и спутник Плутона Харон.[12] Формы луны Эрис Дисномия, Луна Оркуса Vanth и луна Варды Ильмара неизвестны, но Дисномия больше, чем три самых маленьких эллипсоидальных луны Сатурна и Урана (Энцелад, Миранда и Мимас), Вант больше Мимаса, а Илмара примерно размером с Мимас (в пределах текущей неопределенности), поэтому они вполне вероятно эллипсоидальные. (Или нет. Вант и Ильмарэ могут быть меньше, чем Протей, который не является эллипсоидальным.)

Список

Луны оцениваются на предмет гидростатического равновесия в общем смысле, а не в соответствии с более узким использованием этого термина МАС.

да - считается, что находится в равновесии
Нет - подтверждено, что не находится в равновесии
Может быть - неуверенные доказательства
Список эллипсоидальных спутников, а также транснептуновых спутников размером с Мимас[15]
ЛунаИзображениеРадиусМассаПлотностьГод
открытие		Гидростатический
равновесие?
ИмяОбозначение(км )(р☾ )(1021 кг)(M☾ )(г / см3)
ГанимедЮпитер III
Ганимед g1 true-edit1.jpg
2634.1±0.3156.4%148.2201.8%1.942±0.0051610да
ТитанСатурн VI
Титан в истинном цвете.jpg
2574.7±0.1148.2%134.5183.2%1.882±0.0011655да
КаллистоЮпитер IV
Callisto.jpg
2410.3±1.5138.8%107.6146.6%1.834±0.0031610Может быть[16]
ИоЮпитер I
Io в самом высоком разрешении true color.jpg
1821.6±0.5104.9%89.3121.7%3.528±0.0061610да
ЛунаЗемля I
FullMoon2010.jpg
1737.05100%73.4100%3.344±0.005—Может быть
ЕвропаЮпитер II
Europa-moon.jpg
1560.8±0.589.9%48.065.4%3.013±0.0051610да
ТритонНептун I
Мозаика Тритона
1353.4±0.979.9%21.429.1%2.059±0.0051846да
ТитанияУран III
Цвет Титании (луны), edited.jpg
788.9±1.845.4%3.40±0.064.6%1.66±0.041787Может быть[11]
РеяСатурн V
PIA07763 Рея полный глобус5.jpg
764.3±1.044.0%2.313.1%1.233±0.0051672Может быть[14]
ОберонУран IV
Вояджер 2 фотография Оберона.jpg
761.4±2.643.8%3.08±0.094.2%1.56±0.061787Может быть[11]
ЯпетСатурн VIII
Япет глазами зонда Кассини - 20071008.jpg
735.6±1.542.3%1.812.5%1.083±0.0071671Нет[14]
ХаронПлутон I
Харон в истинном цвете - High-Res.jpg
603.6±1.434.7%1.532.1%1.664±0.0121978Может быть[12]
УмбриэльУран II
PIA00040 Умбриэльx2.47.jpg
584.7±2.833.7%1.28±0.031.7%1.46±0.091851
АриэльУран I
Ариэль (луна) .jpg
578.9±0.633.3%1.25±0.021.7%1.59±0.091851
ДионаСатурн IV
Диона в естественном свете.jpg
561.4±0.432.3%1.101.5%1.476±0.0041684Нет[14]
ТетисСатурн III
PIA18317-SaturnMoon-Tethys-Cassini-20150411.jpg
533.0±0.730.7%0.6170.84%0.973±0.0041684Нет[14]
ДисномияЭрида I
Эрис и dysnomia2.jpg
350±5820.1% ± 3.3%< 0.44[17]< 0.6%2005
ЭнцеладСатурн II
PIA17202-SaturnMoon-Enceladus-ApproachingFlyby-20151028.jpg
252.1±0.214.5%0.1080.15%1.608±0.0031789Нет[14]
МирандаУран V
PIA18185 Ледяное лицо Миранды.jpg
235.8±0.713.6%0.064±0.0030.09%1.21±0.111948
VanthОркус I
Оркус-вант hst2.jpg
221±512.7% ± 0.3%0.02 ~ 0.060.03% ~ 0.08%≈0.82005?
МимасСатурн I
Мимас Кассини.jpg
198.2±0.411.4%0.0380.05%1.150±0.0041789Нет[14]
ИльмараВарда I
Варда-илмаре hst.jpg
163+19
−17[18]		10.4% ± 1.2%ок. 0,02?[19]ок. 0,03%1.24+0.50
−0.35 (для системы)		2009

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Следует ли называть большие спутники планетами-спутниками?». News.discovery.com. 2010-05-14. Архивировано из оригинал 2014-10-25.
  2. ^ Галилео Галилей (1989). Сидериус Нунций. Альберт ван Хелден. Издательство Чикагского университета. п. 26.
  3. ^ Кристиани Гугении (Christiaan Huygens) (1659). Systema Saturnium: Sive de Causis Miradorum Saturni Phaenomenon, et comite ejus Planeta Novo. Адриани Влак. С. 1–50.
  4. ^ Джованни Кассини (1673 г.). Decouverte de deux Nouvelles Planetes autour de Satne. Sabastien Mabre-Craniusy. С. 6–14.
  5. ^ Кассини, Дж. Д. (1686–1692). "Выдержка из журнала Des Scavans. От 22 апреля, № 1686. Отчет о двух новых спутниках Сатурна, недавно обнаруженных г-ном Кассини в Королевской обсерватории в Париже". Философские труды Лондонского королевского общества. 16 (179–191): 79–85. Bibcode:1686РСПТ ... 16 ... 79С. Дои:10.1098 / рстл.1686.0013. JSTOR  101844.
  6. ^ Уильям Гершель (1787). Отчет об открытии двух спутников вокруг планеты Грузия. Читать в Королевском обществе. Дж. Николс. С. 1–4.
  7. ^ См. Основные цитаты в Хронология открытия планет Солнечной системы и их спутников
  8. ^ Смит, Аса (1868). Иллюстрированная астрономия Смита. Николс и Холл. п.23. вторичная планета Гершель.
  9. ^ «Следует ли называть большие спутники планетами-спутниками?». News.discovery.com. 14 мая 2010 г.. Получено 4 ноября, 2011.
  10. ^ Basri, G .; Браун, M.E. (2006). «Планетезималы для коричневых карликов: что такое планета?» (PDF). Ежегодный обзор наук о Земле и планетах. 34: 193–216. arXiv:astro-ph / 0608417. Bibcode:2006AREPS..34..193B. Дои:10.1146 / annurev.earth.34.031405.125058. Архивировано из оригинал (PDF) 31 июля 2013 г.
  11. ^ а б c d е Хусманн, Хауке; Золь, Франк; Спон, Тилман (ноябрь 2006 г.). «Подповерхностные океаны и глубокие недра средних размеров спутников внешних планет и крупных транснептуновых объектов». Икар. 185 (1): 258–273. Bibcode:2006Icar..185..258H. Дои:10.1016 / j.icarus.2006.06.005.
  12. ^ а б c Ниммо, Фрэнсис; и другие. (2017). «Средний радиус и форма Плутона и Харона из изображений New Horizons». Икар. 287: 12–29. arXiv:1603.00821. Bibcode:2017Icar..287 ... 12N. Дои:10.1016 / j.icarus.2016.06.027.
  13. ^ Белая книга сообщества Planetary Science Decadal Survey, Вопросы науки о Ганимеде и дальнейшие исследования
  14. ^ а б c d е ж грамм час ПК. Томас (2010) «Размеры, формы и производные свойства спутников Сатурна после номинальной миссии Кассини», Икар 208: 395–401
  15. ^ Большинство цифр взяты из списка NASA / JPL. Физические параметры планетарного спутника, помимо масс уранских спутников, взятых из работы Якобсона (2014),[1] и данные Ilmare.[2]
  16. ^ Castillo-Rogez, J.C .; и другие. (2011). "Насколько отличается Каллисто" (PDF). 42-я Конференция по изучению луны и планет: 2580. Получено 2 января 2020.
  17. ^ 0.44×1021 кг если Eris и Dysnomia имеют одинаковую плотность 2,52 г / см3
  18. ^ Гранди, W.M .; Портер, С.Б .; Benecchi, S.D .; Roe, H.G .; Noll, K.S .; Трухильо, Калифорния; Thirouin, A .; Stansberry, J.A .; Barker, E .; Левисон, Х.Ф. (2015). «Взаимная орбита, масса и плотность большой транснептуновой двойной системы Варда и Ильмарэ». Икар. 257: 130–138. arXiv:1505.00510. Bibcode:2015Icar..257..130G. Дои:10.1016 / j.icarus.2015.04.036.
  19. ^ Рассчитано при 0,02246x10 ^ 21 кг при условии, что Варда и Ильмарэ имеют одинаковую плотность.