| |||||||||||||
| Заходите к нам на форум: задавайте вопросы - получайте ответы! |
|
Исследование Солнечной Системы - Нептун
| |||||
 Спутники |
|||||
Тритон |
|
Нептун - сердце морского гиганта Спутники Нептуна Тритон
Открытие Тритона: Джон Гершель, известный английский астроном и физик, после обнаружения Нептуна в 1846 году написал Уильяму Ласселу письмо с предложением попробовать найти у планеты спутники. Лассел этим и занялся, и уже спустя 8 дней открыл Спутник Нептуна, через 17 дней после открытия самого Нептуна. Хотя Уильям Лассел участвовал в спорах о названии тех или иных спутников планет (Гипериона, Ариэля, Умбриэля), он не дал Тритону названия. Название было предложено Камиллом Фламмарионом в 1880 г., однако вплоть до середины XX века, когда был открыт второй спутник Нептуна, более употребительным было просто «спутник Нептуна». В греческой мифологии Тритон - морской бог, сын Посейдона (Нептуна); обычно он изображается с человеческой головой и рыбьим хвостом. Физические характеристики: Тритон вращается вокруг Нептуна в обратном направлении по орбите, наклоненной на 23° к экваториальной плоскости планеты. Необычность орбиты наводит на мысль о том, что Тритон не образовался вместе с Нептуном, а был им захвачен из пояса Койпера. Тритон седьмой по счету и самый большой из естественных спутников Нептуна. Он обращается по своей орбите на расстояние 354 760 км от Нептуна. Масса - 2,14 * 1022 кг. Масса Тритона составляет 99,5% от суммарной массы всех известных на данный момент спутников Нептуна. Таким образом, все остальные спутники имеют очень незначительную массу. Это единственный крупный спутник в Солнечной системе, движущийся в обратном направлении. Ещё одна особенность орбиты Тритона - она представляет собой почти правильную окружность.
Особенности строения и орбитального движения Тритона позволяют предположить, что он возник в поясе Койпера как отдельное небесное тело, похожее на Плутон, и позднее был захвачен Нептуном. Расчёты показывают, что обычный гравитационный захват был маловероятен. По одной из гипотез, Тритон входил в состав двойной системы и в этом случае вероятность захвата повышается. По другой версии, Тритон затормозился и был захвачен потому, что «задел» верхние слои атмосферы Нептуна. Приливное воздействие постепенно привело его на орбиту, близкую к окружности, при этом выделялась энергия, расплавлявшая недра спутника. Поверхность застывала быстрее, чем недра, а затем, по мере замерзания и расширения водяного льда внутри спутника, поверхность покрывалась разломами. Возможно, что захват Тритона нарушил систему спутников, уже существовавшую у Нептуна, и необычная орбита Нереиды служит напоминанием об этом процессе. По одной из гипотез, приливное взаимодействие Нептуна и Тритона разогревают планету, благодаря чему Нептун выделяет больше тепла, чем Уран. В результате Тритон постепенно приближается к Нептуну; когда-нибудь он войдёт в предел Роша и его разорвёт на части - в этом случае образовавшееся кольцо вокруг Нептуна будет более мощным, чем кольца Сатурна. Попытка измерить диаметр спутника была предпринята Джерардом Койпером в 1954 г. Первоначально диаметр был оценён в 3800 км. Последующие измерения давали значения от 2500 до 6000 км. Тритон - одно из самых холодных тел в Солнечной системе. Достоверные сведения о нем появились лишь в 1989 году после исследований со станции «Вояджер-2». Даже диаметр этого спутника, определенный наблюдениями в телескоп, был сильно преувеличен - вместо 4 000 км он оказался равным 2 706 (это 3/4 диаметра нашей Луны).
Как и на Плутоне, на Тритоне азотные льды покрывают около 55% поверхности, 20-35% приходится на водяной лёд и 10-25% на сухой лёд. Также поверхность Тритона (в основном в южной полярной шапке) покрыта незначительными количествами замёрзших метана и угарного газа - 0,1% и 0,05% соответственно. Атмосфера Тритона: Вокруг спутника имеется сильно разреженная атмосфера толщиной около 10 км, которая состоит из азота с небольшой примесью метана. Давление, измеренное Вояджером-2 в 1989 году у поверхности, колебалось в пределах от 15 до 19 микробар, что составляло, примерно, 1/70000 от давления земной атмосферы на уровне моря. Как показали дальнейшие исследования, прогревание южного полушария Тритона приводит к тому, что тонкий поверхностный слой замерзших азота, метана и моноксида углерода возгоняются, переходят в газообразное состояние и увеличивают толщину и плотность атмосферы. Время года на Тритоне продолжается около 40 земных лет, и лето в южном полушарии Тритона началось в 2000 году. Начиная с 1990-х годов, с земных обсерваторий начались наблюдения покрытий Тритоном звёзд, что позволило изучать свойства его разреженной атмосферы. Исследования с Земли показали, что атмосфера Тритона плотнее, чем показали измерения Вояджера-2. Было также открыто повышение температуры атмосферы на Тритоне на 5%. Это связывают с наступлением летнего периода, так как с повышением температуры растёт количество испаряющихся с поверхности газов. Последнее исследование атмосферы Тритона, проведенное в марте 2010 года, показало что атмосферное давление на Тритоне возросло в четыре раза по сравнению со значением атмосферного давления, впервые измеренным в 1989 космическим зондом Вояджер-2, в то время на Тритоне еще только начиналась «весна». В настоящее время атмосферное давление на Тритоне составляет 40-65 микробар. Считается, что ранее Тритон имел более плотную и мощную атмосферу. В области полярной шапки имеются многочисленные тёмные полосы (около 50). Скорее всего полосы являются результатами действия гейзероподобных выбросов. Азот, пробиваясь сквозь отверстия во льду, выносит пылевые частицы на высоту до 8 км, откуда они, снижаясь, могут распространяться шлейфами на расстояния до 150 км. Все они тянутся в западном направлении, что говорит о существовании преобладающего ветра. Источники энергии и механизм действия этих выбросов ещё непонятны, но то, что они наблюдаются в широтах, над которыми Солнце находится в зените, позволяет предположить влияние солнечного света. Также на Тритоне зафиксированы протяжённые облака.
Рельеф Тритона: Вместо ожидавшихся морей и озер жидкого азота на Тритоне обнаружилось царство льдов. 3начительная территория вокруг его южного полюса покрыта льдом и инеем, поэтому отражает от 70 до 95% падающего на ее поверхность света. Причем льды и иней весьма экзотические - азотные, поскольку температура на этом спутнике чрезвычайно низкая, около -235°С (38 К) (а азот замерзает при -210°С). Однако Тритон - не просто глыба льда. Средняя плотность этого спутника - 2 г/см3, что немного больше, чем плотности льдистых спутников Сатурна. При пролете около Тритона космического аппарата "Вояджер-2", спутник оказал на аппарат некоторое гравитационное воздействие, спомощью которого определили наличие у Тритона ядра. Поэтому считается, что он состоит из каменного ядра диаметром 2 000 км, окруженного слоем водного льда толщиной 350 км (на 25% состоит из замороженной воды, остальная часть - горный материал).
На Тритоне обнаружены разнообразные формы рельефа, свидетельствующие о его геологической активности в прошлом. Трещины шириной 30 км и длиной до 1 000 км пересекают его поверхность. Еще одна особенность - области, рельеф которых напоминает сетку на кожуре дыни. Она так и называется - Местность дынной корки (Cantaloupe terrain). Подобного нет ни на одном из планетных тел. Эти участки покрыты ячейками поперечником 20-30 км, которые окружены валами высотой 300 метров. Происхождение такого рельефа не вполне ясно. Скорее всего, это результат весьма экзотического криогенного (низкотемпературного) вулканизма, где роль расплавленной магмы играет холодная жидкость, которая поднимается из недр и замерзает на поверхности, образуя причудливые ледяные формы рельефа. На Местности дынной корки количество ударных кратеров невелико, однако эта местность считается древнейшей на спутнике. Водный лед в условиях Тритона становится очень твердым и ведет себя как каменная горная порода, образуя высокие гряды, крутые склоны, трещины с резкими очертаниями. А вот метановый и азотный льды пластичные, они расползаются и со здают пологий рельеф.
Вблизи экватора на обращённой к Нептуну стороне Тритона обнаружены по крайней мере два (а возможно и больше) образования, напоминающие замёрзшее озеро с террасами на берегах с высотой ступеней до километра. Их возникновение, по-видимому, связано с последовательными эпохами замерзания и плавления, с каждым разом охватывавшими всё меньший объём вещества. Даже в условиях поверхности Тритона метановый или аммиачный лёд недостаточно прочны, чтобы удерживать такие перепады высот, поэтому полагают, что в основе террас лежит водяной лёд. Не исключено, что в результате приливного взаимодействия на Тритоне в течение миллиардов лет могла существовать жидкость.
Геологическая активность: Главным сюрпризом Тритона оказалась его современная геологическая активность, которую до полета «Вояджера» никто и не предполагал. На снимках обнаружены газовые гейзеры - темные столбы азота, идущие строго вертикально до высоты 8 км, где они начинают стелиться параллельно поверхности Тритона и вытягиваться в «хвосты» длиной до 150 км. Обнаружено десять действующих гейзеров. Все они «дымят» в южной полярной области, над которой Солнце в этот период находилось в зените.
Причиной активности газовых гейзеров считают нагрев Солнцем, приводящий к плавлению азотного льда на некоторой глубине, где имеются также водный лед и метановые соединения темного цвета. Давление газовой смеси, возникающее в глубинном слое при его нагреве всего на 4°С, хотя и небольшое, но вполне достаточное, чтобы выбросить газовый фонтан высоко в разреженную атмосферу Тритона.
Южная полярная шапка из розового, жёлтого и белого материала занимает значительную часть южного полушария спутника. Этот материал состоит из азотного льда с включениями метана и монооксида углерода. Слабое ультрафиолетовое излучение от Солнца действует на метан, вызывая химические реакции, приводящие к появлению розовато-жёлтой субстанции.
Южная полярная шапка покрыта инеем, возможно из замерзшего азота, который постепенно испаряется. (Благодаря особенностям характеристик орбит Нептуна и Тритона эта область к моменту наблюдения была непрерывно освещена Солнцем почти 100 лет). В этой области нет ударных кратеров. На изображениях Тритона можно разглядеть очень немного кратеров, его поверхность сравнительно молода. Почти все южное полушарие покрыто "ледяным колпаком" замороженного азота и метана.
Тритон, Ио и Венера - единственные тела в Солнечной системе помимо Земли, которые, как известно, проявляют вулканическую активность в настоящее время. Также интересно обратить внимание, что вулканические процессы, происходящие во внешней Солнечной системе, различны. Извержения на Земле и Венере (и на Марсе в прошлом) состоят из горного материала и управляются внутренней теплотой планет. Извержения на Ио состоят из серы или составов серы и управляются приливными взаимодействиями с Юпитером. Извержения Тритона состоят из летучих веществ, таких как азот или метан, и управляются сезонным нагревом от Солнца. Кратеры на Тритоне: По мнению ряда исследователей, возраст большей части поверхности Тритона не превышает 100 млн лет. В полученных «Вояджером-2» данных было зафиксировано всего 179 кратеров, ударное происхождение которых не подвергается сомнению. Для сравнения, на Миранде, спутнике Урана, зафиксировано 835 кратеров. При этом площадь поверхности Миранды составляет 3% от площади поверхности Тритона. Самая большая из найденных ударных структур на Тритоне, названная «Мазомба», имеет диаметр 27 км. При всём этом на Тритоне обнаружено множество огромных кратеров (некоторые размерами больше «Мазомбы»), происхождение которых связано с геологической активностью, а не со столкновениями.
Большинство кратеров Тритона сконцентрировано в том полушарии, которое смотрит по направлению движения. Учёные ожидают найти меньшее количество кратеров на полушарии Тритона, смотрящем против движения. Как бы то ни было, «Вояджер 2» исследовал только 40 % поверхности Тритона, поэтому в будущем вполне возможно нахождение гораздо большего числа ударных кратеров ещё больших размеров, чем «Мазомба». | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|