Неправилна месечина

Во астрономијата, неправилна месечина, неправилен сателит или неправилен природен сателит е природен сателит кој се движи по далечна, наклонета и често занесена и ретроградна орбита. Тие биле уловени од матичната планета, за разлика од правилните сателити, кои се создале во орбитата околу нив. Неправилните месечини имаат стабилна орбита, за разлика од привремените сателити кои често имаат слични неправилни орбити, но на крајот си заминуваат. Терминот не се однесува на обликот бидејќи Тритон е тркалезна месечина, но се смета за неправилна поради неговата орбита.

Неправилни сателити на Јупитер (црвена), Сатурн (жолта), Уран (зелена) и Нептун (сина) (со исклучок на Тритон). Хоризонталната оска го покажува нивното растојание од планетата ( полу-главна оска ) изразено како дел од радиусот на планетата Ридска сфера. Вертикалната оска ја покажува нивната орбитална наклонетост . Точките или круговите ги претставуваат нивните релативни големини. Податоци заклучно со август 2006 година.

До ноември 2021 година, познати се 147 неправилни месечини, кои орбитираат околу сите четири надворешни планети (Јупитер, Сатурн, Уран и Нептун). Најголеми на секоја планета се: Хималија на Јупитер, Феба на Сатурн, Сикоракс на Уран и Тритон на Нептун. Се смета дека неправилните сателити биле уловени од хелиоцентрични орбити во близина на нивната сегашна местоположба, набргу по создавањето на нивната матична планета. Има и друга теорија, според која тие потекнуваат од Кајперовиот појас, која не е поддржана со тековните набљудувања.

ДефиницијаУреди

Планета rH, 106 km [1] рмин, km [1] Познат број
Јупитер 55 1.5 72
Сатурн 69 3 59
Уран 73 7 9
Нептун 116 16 7 (сосе Тритон)

Нема општоприфатена прецизна дефиниција за неправилен сателит. Неформално, сателитите се сметаат за неправилни ако се доволно оддалечени од планетата така што прецесијата на нивната орбитална рамнина е првенствено контролирирана од Сонцето.

Во пракса, големата полуоска на сателитот се споредува со радиусот на Хиловата сфера на планетата (т.е. сферата на нејзиното гравитационо влијание),  . Неправилните сателити имаат големи полуоски поголеми од 0,05   со апоапси кои се протегаат до 0,65   . [1] Радиусот на Хиловата сфера е прикажан во табелата.

Земјината месечина е исклучок: таа обично не се смета како неправилен сателит, иако нејзината прецесија е првенствено контролирана од Сонцето и нејзината полуглавна оска е поголема од 0,05 од радиусот на Земјината Хилова сфера. Од друга страна, Нептуновиот Тритон обично се смета како неправилен и покрај тоа што е во рамките на 0,05 од радиусот на Хилова сфера на Нептун. Месечините на Нептун - Нереида и на Сатурн - Јапет имаат големи полуоски приближни на 0,05 од радиусот на Хиловата сфера на нивните матични планети: Нереида (со многу занесена орбита) обично се смета како неправилна, но не и Јапет.

ОрбитиУреди

Тековен распоредУреди

Орбитите на познатите неправилни сателити се многу разновидни. Ретроградните орбити се многу почести (83%) од проградните орбити. Не се познати сателити со орбитална наклонетост повисока од 55° (или помала од 130° кај ретроградните сателити). И покрај тоа, може да се групираат, каде што еден голем сателит има слична орбита со неколку помали сателити.

Со оглед на оддалеченоста од планетата, орбитите на надворешните сателити се често растројувани од Сонцето и нивните орбитални елементи во голема мера се менуваат во кратки интервали. Големата полуоска на Пасифаја, на пример, се менува за дури 1,5 гигаметри за две години (една нејзина орбита), наклонот се менува за околу 10° и занесеноста дури за 0,4 за 24 години (две револуции на Јупитер).[2] Следствено, за нивно групирање се користат просечните орбитални елементи (во просек со тек на време) наместо оскулативните елементи во даден момент. (Исто како што се користат заеднички орбитални елементи за да се одредат астероидните семејства.)

ПотеклоУреди

  Неправилните сателити биле уловени од хелиоцентрични орбити. (Изгледа дека неправилните месечини на џиновските планети, Нептуновите тројанци, Јупитеровите тројанци и телата од сивиот Кајперов појас имаат слично потекло.)[3] За да се случи ова, требало да се случи барем една од следниве три работи:

  • дисипација на енергија (на пр. во взаемно дејство со првобитниот гасовит облак)
  • значително (40%) проширување на Хиловата сфера на планетата во краток временски период (илјадници години)
  • пренос на енергија при заемно дејство на три тела. Ова може да се случи поради:
    • судар (или блиска средба) на натрапничко тело со сателит, по што натрапникот ја губи енергијата и е уловено.
    • блиска средба помеѓу натрапничко бинарно тело со планетата (или евентуално постоечка месечина), по што се уловува една компонента од бинарното тело. Се смета дека ова најверојатно се случило со Тритон.[4]

По уловувањето, некои од сателитите би можеле да се распаднат што ќе доведе до групирање на помали месечини кои имаат слични орбити. Резонанците би можеле дополнително да ги изменат орбитите со што групирањето се отежнува (тешко се препознаваат заедничките својства).

Долгорочна стабилностУреди

 
Феба, најголемиот неправилен сателит на Сатурн

Тековните орбити на неправилните месечини се стабилни, и покрај значителните растројувања во близина на апоцентарот. [5] Причината за оваа стабилност кај голем број неправилни сателити е фактот што тие орбитираат со секуларна или козаиева резонанца.[6]

Освен тоа, преку симулации се заклучило дека:

  • Орбитите со наклон меѓу 50° и 130° се многу нестабилни: нивната занесеност брзо се зголемува што резултира со губење на сателитот [2]
  • Ретроградните орбити се постабилни од проградните (стабилните ретроградни орбити ги има на поголемо растојание од планетата)

Зголемената занесеност резултира со помали перицентри и големи апоцентри. Сателитите влегуваат во зоната на редовните (поголеми) месечини и исчезнуваат или се исфрлаат преку судир и блиски средби. Инаку, зголемените растројувања од Сонцето при зголемување на апоцентрите ги туркаат надвор од Хиловата сфера.

Ретроградните сателити се на поголемо растојание од планетата од проградните. Проградните орбити стабилноста може да ја одржуваат сѐ додека нивните големи полуоски не достигнат 0,47 rH (радиус на Хиловата сфера), а кај ретроградни орбити стабилноста се одржува до 0,67 rH .

Границата на полуглавната оска е многу остра за проградните сателити. Сателит со проградна, кружна орбита (наклон=0°) поставен на 0,5 rH ќе го напушти Јупитер за само четириесет години. Ова се објаснува со таканаречената евекциона резонанца. Апоцентарот на сателитот, каде што тежата на планетата врз Месечината е најслаб, се врзува во резонанца со положбата на Сонцето. Ефектите од растројувањата се акумулираат при секој премин, при што сателитот се турка подалеку од планетата.[5]

Асиметријата помеѓу проградните и ретроградните сателити може да се објасни со Корлиосовото забрзување во системот кој ротира со планетата. Кај проградните сателити забрзувањето е насочено кон надвор, а кај ретроградните е насочено навнатре, со што се стабилизира сателитот.[7]

Привремени уловувањаУреди

Уловувањето на астероид од хелиоцентрична орбита не секогаш е постојано. Според симулациите, привремените сателити треба да се вообичаен феномен.[8] [9] Единствените забележани примери се 2006 RH120 и 2020 CD3, кои биле привремени сателити на Земјата откриени во 2006 и 2020 година, соодветно.[10] [11] [12]

НаводиУреди

  1. 1,0 1,1 1,2 Sheppard, S. S. (2006). „Outer irregular satellites of the planets and their relationship with asteroids, comets and Kuiper Belt objects“. Proceedings of the International Astronomical Union. 1: 319–334. arXiv:astro-ph/0605041. Bibcode:2006IAUS..229..319S. doi:10.1017/S1743921305006824.
  2. 2,0 2,1 Carruba, V.; Burns, Joseph A.; Nicholson, Philip D.; Gladman, Brett J. (2002). „On the Inclination Distribution of the Jovian Irregular Satellites“ (PDF). Icarus. 158 (2): 434–449. Bibcode:2002Icar..158..434C. doi:10.1006/icar.2002.6896.
  3. Sheppard, S. S.; Trujillo, C. A. (2006). „A Thick Cloud of Neptune Trojans and Their Colors“. Science. 313 (5786): 511–514. Bibcode:2006Sci...313..511S. doi:10.1126/science.1127173. PMID 16778021.
  4. Agnor, C. B. and Hamilton, D. P. (2006). „Neptune's capture of its moon Triton in a binary-planet gravitational encounter“. Nature. 441 (7090): 192–4. Bibcode:2006Natur.441..192A. doi:10.1038/nature04792. PMID 16688170.CS1-одржување: повеќе имиња: список на автори (link)
  5. 5,0 5,1 Nesvorný, David; Alvarellos, Jose L. A.; Dones, Luke; Levison, Harold F. (2003). „Orbital and Collisional Evolution of the Irregular Satellites“ (PDF). The Astronomical Journal. 126 (1): 398. Bibcode:2003AJ....126..398N. doi:10.1086/375461.
  6. Ćuk, Matija; Burns, Joseph A. (2004). „On the Secular Behavior of Irregular Satellites“. The Astronomical Journal. 128 (5): 2518–2541. arXiv:astro-ph/0408119. Bibcode:2004AJ....128.2518C. doi:10.1086/424937.
  7. Hamilton, Douglas P.; Burns, Joseph A. (1991). „Orbital stability zones about asteroids“. Icarus. 92 (1): 118–131. Bibcode:1991Icar...92..118H. doi:10.1016/0019-1035(91)90039-V.
  8. Camille M. Carlisle (December 30, 2011). „Pseudo-moons Orbit Earth“. Sky & Telescope.
  9. Fedorets, Grigori; Granvik, Mikael; Jedicke, Robert (March 15, 2017). „Orbit and size distributions for asteroids temporarily captured by the Earth-Moon system“. Icarus. 285: 83–94. Bibcode:2017Icar..285...83F. doi:10.1016/j.icarus.2016.12.022.
  10. „2006 RH120 ( = 6R10DB9) (A second moon for the Earth?)“. Great Shefford Observatory. September 14, 2017. Архивирано од изворникот на 2015-02-06. Посетено на 2017-11-13.
  11. Roger W. Sinnott (April 17, 2007). „Earth's "Other Moon". Sky & Telescope. Архивирано од изворникот на 2012-08-27. Посетено на 2017-11-13.
  12. „MPEC 2020-D104 : 2020 CD3: Temporarily Captured Object“. Minor Planet Electronic Circular. Minor Planet Center. 25 February 2020. Посетено на 25 February 2020.