HVOR MANGE MåNER HAR SATURN?

Send

Saturn er kendt for at være en gasgigant og for sit imponerende ringsystem. Men ville det overraske dig at vide, at denne planet også har de næstmeste måner i solsystemet, kun andet end Jupiter? Ja, Saturn har mindst 150 måner og månebetrækninger i alt, selvom kun 62 har bekræftede baner og kun 53 har fået officielle navne.

De fleste af disse måner er små, iskolde kroppe, der er lidt mere end dele af dets imponerende ringsystem. Faktisk er 34 af de navngivne måner mindre end 10 km i diameter, mens yderligere 14 er 10 til 50 km i diameter. Nogle af dets indre og ydre måner er dog blandt de største og mest dramatiske i solsystemet, der måler mellem 250 og 5000 km i diameter og huser nogle af de største mysterier i solsystemet.

Saturns måner har sådan en række forskellige miljøer imellem dem, at du bliver tilgivet for at ville bruge en hel mission bare kigge på dens satellitter. Fra den orange og disige Titan til de iskolde plommer, der stammer fra Enceladus, ved at studere Saturns system giver os masser af ting at tænke på. Ikke kun det, månefyndene fortsætter med at komme. Fra april 2014 er der 62 kendte satellitter af Saturn (naturligvis eksklusive dens spektakulære ringe). Femogtredive af disse verdener er navngivet.

Opdagelse og navngivning:

Før opfindelsen af teleskopfotografering blev otte af Saturns måner observeret ved hjælp af enkle teleskoper. Den første, der blev opdaget, var Titan, Saturns største måne, som blev observeret af Christiaan Huygens i 1655 ved hjælp af et teleskop af sit eget design. Mellem 1671 og 1684 opdagede Giovanni Domenico Cassini månerne Tethys, Dione, Rhea og Iapetus - som han samlet kaldte "Sider Lodoicea" (latin for "Louisian Stars", efter kong Louis XIV af Frankrig).

n 1789 opdagede William Herschel Mimas og Enceladus, mens far-og-søn-astronomer W.C Bond og G.P. Bond opdagede Hyperion i 1848 - som uafhængigt blev opdaget af William Lassell samme år. Ved udgangen af 1800-tallet gav opfindelsen af fotografiske plader med lang eksponering mulighed for at opdage flere måner - hvoraf den første Phoebe, der blev observeret i 1899 af W.H. Pickering.

I 1966 blev Saturns tiende satellit opdaget af den franske astronom Audouin Dollfus, der senere fik navnet Janus. Få år senere blev det klar over, at hans observationer kun kunne forklares, hvis en anden satellit havde været til stede med en bane, der svarer til Janus. Denne ellevte måne blev senere navngivet Epimetheus, der deler den samme bane med Janus og er den eneste kendte samkreds i solsystemet.

I 1980 blev tre yderligere måner opdaget og senere bekræftet af Voyager prober. De var trojanske måner (se nedenfor) af Helene (som kredser rundt om Dione) såvel som Telesto og Calypso (som kredser om Tethys).

Undersøgelsen af de ydre planeter er siden blevet revolutioneret ved brug af ubemandede rumsonder. Dette begyndte med ankomsten af Voyager rumfartøj til det croniske system i 1980-81, hvilket resulterede i opdagelsen af tre yderligere måner - Atlas, Prometheus og Pandora - hvilket bragte totalen til 17. I 1990 afslørede arkiverede billeder også eksistensen af Pan.

Dette blev fulgt af Cassini-Huygens mission, der ankom til Saturn sommeren 2004. Oprindeligt Cassini opdagede tre små indre måner, inklusive Methone og Pallene mellem Mimas og Enceladus, samt den anden lagrangiske måne af Dione - Polydeuces. I november 2004 Cassini videnskabsfolk meddelte, at flere flere måner skal kredses inden for Saturns ringe. Fra disse data er flere måneskyer og månerne fra Daphnis og Anthe bekræftet.

Undersøgelsen af Saturns måner er også blevet hjulpet af introduktionen af digitale opladningskoblede enheder, som erstattede fotografiske plader i slutningen af det 20. århundrede. På grund af dette er jordbaserede teleskoper begyndt at opdage flere nye uregelmæssige måner omkring Saturn. I 2000 fandt tre mellemstore teleskoper tretten nye måner med excentriske baner, der var i betydelig afstand fra planeten.

I 2005 annoncerede astronomer, der bruger Mauna Kea-observatoriet opdagelsen af yderligere tolv små ydre måner. I 2006 rapporterede astronomer, der brugte Japans Subaru-teleskop ved Mauna Kea, opdagelsen af ni mere uregelmæssige måner. I april 2007 blev Tarqeq (S / 2007 S 1) annonceret, og i maj samme år blev S / 2007 S 2 og S / 2007 S 3 rapporteret.

De moderne navne på Saturns måner blev foreslået af John Herschel (William Herschels søn) i 1847. I tråd med nomenklaturen for de andre planeter foreslog han, at de skulle opkaldes efter mytologiske figurer, der var forbundet med den romerske landbrugs- og høstgud - Saturn, den svarende til den græske Cronus. Især blev de syv kendte satellitter opkaldt efter Titans, Titanesses og Giants - Cronus's brødre og søstre.

I 1848 foreslog Lassell, at Saturns ottende satellit skulle navngives Hyperion efter en anden Titan. Når titanerne i det 20. århundrede blev udtømt, blev månerne opkaldt efter forskellige karakterer af den græsk-romerske mytologi, eller giganter fra andre mytologier. Alle de uregelmæssige måner (undtagen Phoebe) er opkaldt efter inuitter og galliske guder og norrøne isgiganter.

Saturns indre store måner:

Saturns måner er grupperet baseret på deres størrelse, kredsløb og nærheden til Saturn. De inderste måner og almindelige måner har alle små banehældninger og excentriciteter og udbredte bane. I mellemtiden har de uregelmæssige måner i regionerne i den yderste periferi orbitalradius på millioner af kilometer, orbitalperioder, der varer flere år, og bevæger sig i retrograde kredsløb.

Saturns indre store måner, der går i kredsløb inden for E-ringen (se nedenfor), inkluderer de større satellitter Mimas, Enceladus, Tethys og Dione. Disse måner er alle primært sammensat af vandis og antages at blive opdelt i en stenet kerne og en iskald mantel og skorpe. Med en diameter på 396 km og en masse på 0,4 × 10²⁰ kg, Mimas er den mindste og mindst massive af disse måner. Den er formet udformet og kredser om Saturn i en afstand af 185.539 km med en orbitalperiode på 0,9 dage.

Nogle mennesker kalder spøgtigt Mimas ”Death Star” -månen på grund af krateret i dens overflade, der ligner maskinen fraStar warsunivers. Herschel-kraterets 140 km (88 mi) er omkring en tredjedel af selve månen og kunne have skabt brud (chasmata) på månens modsatte side. Der er faktisk kratere over månens lille overflade, hvilket gør den til den mest pockmarked i solsystemet.

Enceladus har i mellemtiden en diameter på 504 km, en masse på 1,1 × 10^{20 km} og er kugleformet. Det kredser om Saturn i en afstand af 237.948 km og tager 1,4 dage at gennemføre en enkelt bane. Selvom det er en af de mindre sfæriske måner, er det den eneste croniske måne, der er endogent aktiv - og en af de mindste kendte organer i solsystemet, der er geologisk aktiv. Dette resulterer i træk som de berømte "tigerstriber" - en række kontinuerlige, kamme, let buede og nogenlunde parallelle fejl inden for månens sydlige polære breddegrader.

Der er også observeret store gejsere i den sydlige polære region, som med jævne mellemrum frigiver vand, is og gas og støv, der genopfylder Saturns E-ring. Disse jetfly er en af flere indikationer på, at Enceladus har flydende vand under den iskolde skorpe, hvor geotermiske processer frigiver nok varme til at opretholde et varmt vandhav tæt på kernen.

Månen har mindst fem forskellige slags terræn, en "ung" geologisk overflade på mindre end 100 millioner år. Med en geometrisk albedo på mere end 140%, hvilket skyldes, at det stort set er sammensat af vandis, er Enceladus et af de lyseste kendte objekter i solsystemet.

Ved 1066 km i diameter er Tethys den næststørste af Saturns indre måner og den 16. største måne i solsystemet. Størstedelen af dens overflade består af stærkt krateret og kuperet terræn og et mindre og glattere sletteregion. Dens mest fremtrædende træk er det store slagkrater i Odysseus, der måler 400 km i diameter, og et enormt canyonsystem ved navn Ithaca Chasma - som er koncentrisk med Odysseus og måler 100 km bred, 3 til 5 km dyb og 2.000 km lang.

Med en diameter og masse på 1.123 km og 11 × 10²⁰ kg, Dione er Saturns største indre måne. Størstedelen af Diones overflade er stærkt krateret gammelt terræn med kratre, der måler op til 250 km i diameter. Månen er dog også dækket med et omfattende netværk af tråg og lineamenter, der indikerer, at det tidligere havde global tektonisk aktivitet.

Den er dækket af kløfter, revner og kratere og er belagt med støv i den E-ring, der oprindeligt kom fra Enceladus. Placeringen af dette støv har ført astronomer til at teoretisere, at månen blev spundet ca. 180 grader fra sin oprindelige placering i fortiden, måske på grund af en stor påvirkning.

Saturns store ydre måner:

De store ydre måner, der kredser uden for Saturns E-ring, ligner i sammensætning som de indre måner - dvs. sammensættes primært af vandis og klippe. Af disse er Rhea den næststørste - og måler 1.527 km i diameter og 23 × 10²⁰ kg i masse - og solsystemets niende største måne. Med en orbitalradius på 527.108 km er det den femte fjerneste af de større måner og tager 4,5 dage at gennemføre en bane.

Som andre Cronian-satellitter har Rhea en temmelig tungt krateroverflade og et par store brud på dens bagerste halvkugle. Rhea har også to meget store påvirkningsbassiner på sin anti-Saturnianske halvkugle - Tirawa-krateret (svarende til Odysseus på Tethys) og et endnu ikke navngivet krater - som måler henholdsvis 400 og 500 km tværs.

Rhea har mindst to større sektioner, hvor den første er lyse kratre med kratere større end 40 km (25 miles) og en anden sektion med mindre kratere. Forskellen i disse funktioner antages at være et bevis på en større begivenhed, der blev genopstået på et tidspunkt i Rheas fortid.

Ved 5150 km i diameter og 1.350 × 10²⁰ kg i masse, Titan er Saturns største måne og udgør mere end 96% af massen i kredsløb omkring planeten. Titan er også den eneste store måne, der har sin egen atmosfære, der er kold, tæt og sammensat primært af nitrogen med en lille fraktion af metan. Forskere har også bemærket tilstedeværelsen af polycykliske aromatiske kulbrinter i den øvre atmosfære såvel som metanis-krystaller.

Overfladen af Titan, som er vanskelig at observere på grund af vedvarende atmosfærisk uklarhed, viser kun et par slagkratere, tegn på kryovolkaner og langsgående klitmarker, der tilsyneladende var formet af tidevandsvinde. Titan er også det eneste legeme i solsystemet ved siden af Jorden med væskelegemer på dets overflade i form af metan-etan-søer i Titans nord- og sydpolarregioner.

Titan er også kendetegnet for at være den eneste croniske måne, der nogensinde har haft et land på sonden. Dette var Huygens lander, som blev ført til den uklar verden af Cassini-rumfartøjet. Titans ”Jordlignende processer” og tyk atmosfære er blandt de ting, der får denne verden til at skille sig ud for forskere, som inkluderer dens regn af ethan og metan fra atmosfære og strømmer på overfladen.

Med en orbitalafstand på 1.221.870 km er det den næst længste store måne fra Saturn og afslutter en enkelt bane hver 16. dag. Ligesom Europa og Ganymede menes det, at Titan har et hav under jorden lavet af vand blandet med ammoniak, som kan bryde ud til månens overflade og føre til kryovolcanisme.

Hyperion er Titans nærmeste nabo. Ved en gennemsnitlig diameter på ca. 270 km er den mindre og lettere end Mimas. Det er også uregelmæssigt formet og ganske underligt i sammensætning. I hovedsagen er månen en ovoid, solbrun farvet krop med en ekstremt porøs overflade (der ligner en svamp). Overfladen på Hyperion er dækket med adskillige slagkratre, hvoraf de fleste er 2 til 10 km i diameter. Det har også en meget uforudsigelig rotation uden nogen veldefinerede poler eller ækvator.

Ved 1.470 km i diameter og 18 × 10²⁰ kg i masse, er Iapetus den tredjestørste af Saturns store måner. Og i en afstand af 3.560.820 km fra Saturn er det den fjerneste af de store måner, og det tager 79 dage at gennemføre en enkelt bane. På grund af sin usædvanlige farve og sammensætning - dens førende halvkugle er mørk og sort, mens dens bagerste halvkugle er meget lysere - kaldes den ofte "yin og yang" af Saturns måner.

Saturns uregelmæssige måner:

Ud over disse større måner er Saturns uregelmæssige måner. Disse satellitter er små, har store radier, er skråstilte, har for det meste retrogradige baner og antages at være erhvervet af Saturns tyngdekraft. Disse måner består af tre grundlæggende grupper - Inuit-gruppen, den galliske gruppe og den norrøne gruppe.

Inuit-gruppen består af fem uregelmæssige måner, der alle er navngivet fra inuit-mytologien - Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq og Tarqeq. Alle har progradbaner, der spænder fra 11,1 til 17,9 millioner km og fra 7 til 40 km i diameter. De er alle ens udseende (rødlige i farvetone) og har banehældninger på mellem 45 og 50 °.

Den galliske gruppe er en gruppe af fire udmattede ydre måner opkaldt efter karakterer i gallisk mytologi -Albiorix, Bebhionn, Erriapus og Tarvos. Også her er månerne ens udseende og har kredsløb, der spænder fra 16 til 19 millioner km. Deres tilbøjelighed er i området 35 ° -40 °, deres excentricitet omkring 0,53, og de varierer i størrelse fra 6 til 32 km.

Sidst er der den norrøne gruppe, der består af 29 retrograderne ydre måner, der tager deres navn fra den norrøne mytologi. Disse satellitter strækker sig i størrelse fra 6 til 18 km, deres afstande fra 12 og 24 millioner km, deres tilbøjelighed mellem 136 ° og 175 ° og deres excentricitet mellem 0,13 og 0,77. Denne gruppe omtales også undertiden som Phoebe-gruppen på grund af tilstedeværelsen af en enkelt større måne i gruppen - som måler 240 km i diameter. Den næststørste, Ymir, måler 18 km på tværs.

Inden for de indre og ydre store måner er der også dem, der hører til Alkyonide-gruppen. Disse måner - Methone, Anthe og Pallene - er opkaldt efter Alkyoniderne i den græske mytologi, er placeret mellem banerne Mimas og Enceladus og er blandt de mindste måner omkring Saturn. Nogle af de større måner har endda deres egne måner, der er kendt som trojanske måner. For eksempel har Tethys to trojanere - Telesto og Calypso, mens Dione har Helene og Polydeuces.

Månedannelse:

Det menes, at Saturns måne af Titan, dens mellemstore måner og ringe udviklede sig på en måde, der er tættere på de galileiske måner fra Jupiter. Kort sagt ville dette betyde, at de regelmæssige måner dannet fra en circumplanetær skive, en ring med tiltrækkende gas og fast affald, der ligner en protoplanetær skive. I mellemtiden antages de ydre, uregelmæssige måner at have været genstande, der blev fanget af Saturns tyngdekraft og forblev i fjerne kredsløb.

Der er dog nogle variationer på denne teori. I et alternativt scenarie blev to måner i størrelse af Titan dannet ud fra en akkretionsskive omkring Saturn; den anden bryder til sidst op for at producere ringe og indre mellemstore måner. I en anden smeltede to store måner sammen til dannelse af Titan, og kollisionen spredte iskolde rester, der dannedes for at skabe de mellemstore måner.

Mekanikken for, hvordan månens dannede er stadig et mysterium for tiden. Med yderligere missioner monteret til at studere atmosfære, sammensætning og overflader på disse måner, begynder vi måske at forstå, hvor de virkelig kom fra.

Ligesom Jupiter og alle de andre gasgiganter er Saturns satellitsystem omfattende, da det er imponerende. Ud over de større måner, der menes at have dannet sig fra et massivt affaldsfelt, der en gang kredsede om det, har det også utallige mindre satellitter, der blev fanget af dets gravitationsfelt i løbet af milliarder af år. Man kan kun forestille sig, hvor mange flere der er tilbage, der er der kredser om den ringede kæmpe.

Vi har mange gode artikler om Saturn og dens måne her i Space Magazine. For eksempel er her Hvor mange måner har Saturn? og laver Saturn en ny måne?

Her er en artikel om opdagelsen af Saturns 60-måne og en anden artikel om, hvordan Saturns måner kunne være ved at skabe nye ringe.

Vil du have flere oplysninger om Saturns måner? Se NASAs Cassini-oplysninger om Saturns måner og mere fra NASAs websted for efterforskning af solsystemer.

Vi har indspillet to episoder af Astronomy Cast omtrent Saturn. Den første er afsnit 59: Saturn, og den anden er afsnit 61: Saturns måner.

Kilder: