Neptunus, die ijzige gasreus, de achtste planeet van onze zon, werd in 1846 ontdekt door twee astronomen - Urbain Le Verrier en Johann Galle. In overeenstemming met de conventie van de planetaire nomenclatuur, werd Neptunus vernoemd naar de Romeinse god van de zee (het equivalent van de Griekse Poseidon). En slechts zeventien dagen nadat het was ontdekt, begonnen astronomen op te merken dat het ook een systeem van manen had.
Aanvankelijk kon alleen Triton - de grootste maan van Neptunus - worden waargenomen. Maar tegen het midden van de 20e eeuw en daarna, dankzij verbeteringen in telescopen op de grond en de ontwikkeling van robotachtige ruimtesondes, zouden er nog veel meer manen worden ontdekt. Neptunus heeft nu 14 erkende satellieten en ter ere van hun moederplaneet worden ze allemaal genoemd naar kleine watergoden in de Griekse mythologie.
Ontdekking en naamgeving:
Triton, de grootste en meest massieve van de manen van Neptunus, werd als eerste ontdekt. Het werd waargenomen door William Lassell op 10 oktober 1846, slechts zeventien dagen nadat Neptunus was ontdekt. Het zou bijna een eeuw duren voordat er nog andere manen zouden worden ontdekt.
De eerste was Nereid, de op één na grootste en meest massieve maan van Neptunus, die op 1 mei 1949 werd ontdekt door Gerard P. Kuiper (naar wie de Kuiper-gordel is genoemd) met behulp van fotografische platen van de McDonald Observatory in Fort Davis, Texas. De derde maan, later Larissa genoemd, werd voor het eerst waargenomen door Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky en David J. Tholen op 24 mei 1981.
De ontdekking van deze maan was puur toevallig en vond plaats als resultaat van de voortdurende zoektocht naar ringen die vergelijkbaar waren met die welke vier jaar eerder rond Uranus werden ontdekt. Als er inderdaad ringen aanwezig waren, zou de helderheid van de ster iets afnemen net voordat de planeet het dichtst in de buurt kwam. Terwijl hij de naderende Neptunus van een ster observeerde, nam de helderheid van de ster af, maar slechts enkele seconden. Dit duidde op de aanwezigheid van een maan in plaats van een ring.
Geen verdere manen werden gevonden tot Voyager 2 vloog door Neptunus in 1989. Tijdens het passeren van het systeem ontdekte de ruimtesonde Larissa en ontdekte vijf extra innerlijke manen: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea en Proteus.
In 2001 vonden twee onderzoeken met grote telescopen op de grond - de Cerro Tololo Inter-American Observatory en de Canada-France-Hawaii-telescopen - vijf extra manen aan de buitenzijde, wat het totaal op dertien brengt. Vervolgonderzoeken door twee teams in respectievelijk 2002 en 2003 hebben alle vijf deze manen opnieuw waargenomen - Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia en Neso.
En op 15 juli 2013 onthulde een team van astronomen onder leiding van Mark R. Showalter van het SETI-instituut dat ze een voorheen onbekende veertiende maan hadden ontdekt in afbeeldingen die waren gemaakt met de Hubble-ruimtetelescoop van 2004-2009. De nog niet nader genoemde veertiende maan, momenteel geïdentificeerd als S / 2004 N 1, wordt verondersteld niet meer dan 16-20 km in diameter te meten.
In overeenstemming met de astronomische conventie zijn de manen van Neptunus allemaal ontleend aan de Griekse en Romeinse mythologie. In dit geval zijn ze allemaal genoemd naar de goden van de zee, of naar de kinderen van Poseidon (waaronder Triton, Proteus, Depsina en Thalassa), kleine Griekse waterdieet (Naiad en Nereid) of Nereids, de waternimfen in de Griekse mythologie ( Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia en Psamathe).
Veel van de manen werden echter pas in de 20e eeuw officieel genoemd. De naam Triton, die oorspronkelijk werd voorgesteld door Camille Flammarion in zijn boek uit 1880 Astronomie Populaire, maar pas in de jaren dertig tot algemeen gebruik.
Innerlijke (gewone) manen:
De gewone manen van Neptunus zijn de manen die zich het dichtst bij de planeet bevinden en die cirkelvormige banen volgen die in het equatoriale vlak van de planeet liggen. Ze zijn, in volgorde van afstand van Neptunus: Naiad (48.227 km), Thalassa (50.074 km), Despina (52.526 km), Galatea (61.953 km), Larissa (73.548 km), S / 2004 N 1 (105.300 ± 50 km ) en Proteus (117.646 km). Alle behalve de buitenste twee bevinden zich binnen de synchrone baan van Neptunus (wat betekent dat de baan van Neptunus langzamer is dan de orbitale periode (0,6713 dagen) en dus netjes wordt vertraagd.
De binnenmanen zijn nauw verbonden met het smalle ringsysteem van Neptunus. De twee binnenste satellieten, Naiad en Thalassa, draaien tussen de Galle- en LeVerrier-ringen, terwijl Despina net binnen de LeVerrier-ring cirkelt. De volgende maan, Galatea, draait net binnen de meest prominente Adams-ring en de zwaartekracht helpt de ring in stand te houden door zijn deeltjes te bevatten.
Op basis van observationele gegevens en veronderstelde dichtheden meet Naiad 96 × 60 × 52 km en weegt ongeveer 1,9 x 1017 kg. Ondertussen meet Thalassa 108 x 100 × 52 km en weegt 3,5 x 1017 kg; Despina meet 180 x 148 x 128 en weegt 21 x 1017 kg; Galatea meet 204 x 184 x 144 en weegt 37,5 x 1017 kg; Larissa meet 216 x 204 x 168 en weegt 49,5 x 1017 kg; S / 2004 N1 meet 16-20 km in diameter en weegt 0,5 ± 0,4 x 1017 kg; en Proteus meet 436 x 416 x 402 en weegt 50,35 x 1017 kg.
Alleen de twee grootste gewone manen zijn afgebeeld met een resolutie die voldoende is om hun vormen en oppervlaktekenmerken te onderscheiden. Desalniettemin wordt aangenomen dat, behalve Larissa en Proteus (die grotendeels afgerond zijn), alle binnenmanen van Neptunus langwerpig van vorm zijn. Bovendien zijn alle binnenmanen donkere objecten, met geometrische albedo variërend van 7 tot 10%.
Hun spectra gaven ook aan dat ze gemaakt zijn van waterijs dat besmet is door een zeer donker materiaal, waarschijnlijk organische verbindingen. In dit opzicht lijken de binnenste Neptuniaanse manen op de binnenste manen van Uranus.
Buitenste (onregelmatige) manen:
De onregelmatige manen van Neptunus bestaan uit de overgebleven satellieten van de planeet (inclusief Triton). Ze volgen over het algemeen hellende excentrieke en vaak retrograde banen ver van Neptunus; de enige uitzondering is Triton, die dicht bij de planeet draait in een cirkelvormige baan, hoewel retrograde en hellend.
In volgorde van hun afstand tot de planeet zijn de onregelmatige manen Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso en Psamathe, een groep die zowel geprogrammeerde als retrograde objecten omvat. Met uitzondering van Triton en Nereid zijn de onregelmatige manen van Neptunus vergelijkbaar met die van andere gigantische planeten en wordt aangenomen dat ze door Neptunus door de zwaartekracht zijn gevangen.
Qua grootte en massa zijn de onregelmatige manen relatief consistent, variërend van ongeveer 40 km in diameter en 4 x 1016 kg in massa (Psamathe) tot 62 km en 16 x 1016 kg voor Halimede.
Triton en Nereid:
Triton en Nereid zijn ongebruikelijke onregelmatige satellieten en worden dus apart behandeld van de andere vijf onregelmatige Neptuniaanse manen. Tussen deze twee en de andere onregelmatige manen zijn vier grote verschillen opgemerkt.
Allereerst zijn ze de grootste twee bekende onregelmatige manen in het zonnestelsel. Triton zelf is bijna een orde van grootte groter dan alle andere bekende onregelmatige manen en omvat meer dan 99,5% van alle massa waarvan bekend is dat ze rond Neptunus draait (inclusief de ringen van de planeet en dertien andere bekende manen).
Ten tweede hebben ze allebei atypisch kleine halve grote assen, waarbij Triton een orde van grootte kleiner is dan die van alle andere bekende onregelmatige manen. Ten derde hebben ze allebei ongebruikelijke excentriciteiten rond de omloopbaan: Nereid heeft een van de meest excentrieke banen van alle bekende onregelmatige satellieten, en de baan van Triton is een bijna perfecte cirkel. Ten slotte heeft Nereid ook de laagste helling van alle bekende onregelmatige satellieten
Met een gemiddelde diameter van ongeveer 2700 km en een massa van 214080 ± 520 x 1017 kg, Triton is de grootste van de manen van Neptunus en de enige die groot genoeg is om een hydrostatisch evenwicht te bereiken (d.w.z. bolvormig van vorm). Op een afstand van 354.759 km van Neptunus zit het ook tussen de binnenste en buitenste manen van de planeet.
Triton volgt een retrograde en quasi-cirkelvormige baan en bestaat grotendeels uit stikstof, methaan, kooldioxide en waterijs. Met een geometrisch albedo van meer dan 70% en een Bond albedo van maar liefst 90% is het ook een van de helderste objecten in het zonnestelsel. Het oppervlak heeft een roodachtige tint en bezit de interactie van ultraviolette straling en methaan, waardoor tholines ontstaan.
Triton is ook een van de koudste manen in het zonnestelsel, met een oppervlaktetemperatuur van ongeveer 38 K (? 235,2 ° C). Maar omdat de maan geologisch actief is (wat resulteert in cryovolcanisme) en variaties in de oppervlaktetemperatuur die sublimatie veroorzaken, is Triton een van de slechts twee manen in het zonnestelsel met een substantiële atmosfeer. Net als het oppervlak bestaat deze atmosfeer voornamelijk uit stikstof met kleine hoeveelheden methaan en koolmonoxide en met een geschatte druk van ongeveer 14 bar.
Triton heeft een relatief hoge dichtheid van ongeveer 2 g / cm3 wat aangeeft dat rotsen ongeveer tweederde van zijn massa uitmaken, en ijs (voornamelijk waterijs) het resterende derde deel. Er kan ook een laag vloeibaar water diep in Triton zijn, die een ondergrondse oceaan vormt. Oppervlaktekenmerken zijn onder meer de grote zuidelijke poolkap, oudere kratervlakken die doorsneden zijn door graben en scharlaken, en jeugdige kenmerken veroorzaakt door endogene resurfacing.
Vanwege de retrograde baan en de relatieve nabijheid van Neptunus (dichter dan de maan bij de aarde), is Triton gegroepeerd met de onregelmatige manen van de planeet (zie hieronder). Bovendien wordt aangenomen dat het een gevangen object is, mogelijk een dwergplaneet die ooit deel uitmaakte van de Kuipergordel. Tegelijkertijd zijn deze baankenmerken de reden waarom Triton getijdevertraging ervaart. en zal uiteindelijk in ongeveer 3,6 miljard jaar naar binnen draaien en met de planeet botsen.
Nereid is de op twee na grootste maan van Neptunus. Het heeft een geprogrammeerde maar zeer excentrieke baan en wordt verondersteld een voormalige reguliere satelliet te zijn die door gravitatieve interacties tijdens de opname door Triton naar zijn huidige baan werd verspreid. Waterijs is spectroscopisch gedetecteerd op het oppervlak. Nereid vertoont grote, onregelmatige variaties in de zichtbare grootte, die waarschijnlijk worden veroorzaakt door geforceerde precessie of chaotische rotatie in combinatie met een langgerekte vorm en heldere of donkere vlekken op het oppervlak.
Vorming:
Gezien de scheve verdeling van massa in de manen, wordt algemeen aangenomen dat Triton werd gevangen na de vorming van het originele satellietsysteem van Neptunus - waarvan een groot deel tijdens het proces van vernietiging zou zijn vernietigd. Er zijn door de jaren heen veel theorieën aangeboden over de mechanismen van de vangst ervan.
Het meest algemeen aanvaarde is dat Triton een overlevende is van een binair Kuipergordelobject dat werd verstoord door een ontmoeting met Neptunus. In dit scenario was de gevangengenomen Triton het resultaat van een ontmoeting met drie lichamen, waarbij het in een retrograde baan viel terwijl het andere object werd vernietigd of uitgeworpen tijdens het proces.
De baan van Triton bij het vangen zou zeer excentriek zijn geweest en chaotische verstoringen in de banen van de oorspronkelijke binnenste Neptuniaanse satellieten hebben veroorzaakt, waardoor ze zouden botsen en tot een puinschijf zouden worden teruggebracht. Pas nadat de baan van Triton weer cirkelvormig was geworden, kon een deel van het puin weer in de huidige gewone manen worden opgenomen. Dit betekent dat het waarschijnlijk is dat de huidige innerlijke satellieten van Neptunus niet de oorspronkelijke lichamen zijn die met Neptunus zijn gevormd.
Numerieke simulaties tonen aan dat er een waarschijnlijkheid van 0,41 is dat de maan Halimede in het verleden ergens met Nereid in botsing is gekomen. Hoewel niet bekend is of er een botsing heeft plaatsgevonden, lijken beide manen vergelijkbare ("grijze") kleuren te hebben, wat impliceert dat Halimede een fragment van Nereid zou kunnen zijn.
Gezien de afstand tot de zon, was de enige missie om Neptunus en zijn manen van dichtbij te bestuderen de Voyager 2-missie. En hoewel er momenteel geen missies gepland zijn, zijn er verschillende voorstellen gedaan om ergens in de late jaren 2020 of begin 2030 een robotsonde naar het systeem te sturen.
We hebben veel interessante artikelen over Neptunus, Neptunus 'manen en de Trans-Neptuniaanse regio hier bij Space Magazine. Hier is een volledig artikel over Neptune's Moon Triton, Naiad and Nereid en S / 2004 N 1.
Hier is een mooi artikel over de nieuwste te ontdekken Trans-Neptuniaanse objecten en hoe Astronomen ten minste nog twee grote planeten in het zonnestelsel voorspellen
Kijk voor meer informatie op NASA's pagina over zonnestelselverkenning getiteld "Neptune: The Windiest Planet".
