Neptun, dieser eisige Gasriese, der der achte Planet unserer Sonne ist, wurde 1846 von zwei Astronomen entdeckt - Urbain Le Verrier und Johann Galle. In Übereinstimmung mit der Konvention der planetarischen Nomenklatur wurde Neptun nach dem römischen Gott des Meeres benannt (das Äquivalent zum griechischen Poseidon). Und nur siebzehn Tage nach seiner Entdeckung bemerkten die Astronomen, dass auch es ein System von Monden gab.
Zunächst konnte nur Triton - Neptuns größter Mond - beobachtet werden. Aber Mitte des 20. Jahrhunderts und danach würden dank Verbesserungen bei bodengestützten Teleskopen und der Entwicklung von Roboter-Raumsonden viel mehr Monde entdeckt werden. Neptun hat jetzt 14 anerkannte Satelliten und zu Ehren ihres Mutterplaneten sind alle nach kleinen Wassergottheiten in der griechischen Mythologie benannt.
Entdeckung und Benennung:
Triton, der größte und massereichste Neptunmonde, wurde als erster entdeckt. Es wurde von William Lassell am 10. Oktober 1846, nur siebzehn Tage nach der Entdeckung von Neptun, beobachtet. Es würde fast ein Jahrhundert dauern, bis andere Monde entdeckt würden.
Der erste war Nereid, Neptuns zweitgrößter und massereichster Mond, der am 1. Mai 1949 von Gerard P. Kuiper (nach dem der Kuipergürtel benannt ist) unter Verwendung von Fotoplatten des McDonald Observatory in Fort Davis, Texas, entdeckt wurde. Der dritte Mond, später Larissa genannt, wurde erstmals am 24. Mai 1981 von Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky und David J. Tholen beobachtet.
Die Entdeckung dieses Mondes war rein zufällig und erfolgte als Ergebnis der fortwährenden Suche nach Ringen, die denen ähneln, die vier Jahre zuvor um Uranus entdeckt wurden. Wenn tatsächlich Ringe vorhanden wären, würde die Leuchtkraft des Sterns kurz vor der nächsten Annäherung des Planeten leicht abnehmen. Während der Beobachtung der Nähe eines Sterns zu Neptun sank die Leuchtkraft des Sterns, jedoch nur für einige Sekunden. Dies deutete eher auf die Anwesenheit eines Mondes als eines Rings hin.
Bis dahin wurden keine weiteren Monde gefunden Voyager 2 flog 1989 durch Neptun. Während des Durchlaufs des Systems entdeckte die Raumsonde Larissa wieder und entdeckte fünf weitere innere Monde: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea und Proteus.
Im Jahr 2001 fanden zwei Untersuchungen mit großen bodengestützten Teleskopen - dem Interamerikanischen Observatorium Cerro Tololo und den Teleskopen Kanada-Frankreich-Hawaii - fünf zusätzliche äußere Monde, die die Gesamtzahl auf dreizehn erhöhten. Nachuntersuchungen von zwei Teams in den Jahren 2002 und 2003 beobachteten alle fünf dieser Monde erneut - Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia und Neso.
Am 15. Juli 2013 enthüllte ein Team von Astronomen unter der Leitung von Mark R. Showalter vom SETI-Institut, dass sie in Bildern, die vom Hubble-Weltraumteleskop von 2004 bis 2009 aufgenommen wurden, einen bisher unbekannten vierzehnten Mond entdeckt hatten. Es wird angenommen, dass der noch unbenannte vierzehnte Mond, der derzeit als S / 2004 N 1 identifiziert wird, einen Durchmesser von nicht mehr als 16 bis 20 km hat.
In Übereinstimmung mit der astronomischen Konvention stammen die Monde von Neptun alle aus der griechischen und römischen Mythologie. In diesem Fall sind alle nach Göttern des Meeres oder nach den Kindern von Poseidon (zu denen Triton, Proteus, Depsina und Thalassa gehören), kleinen griechischen Wasserdiäten (Naiad und Nereid) oder Nereiden, den Wassernymphen in der griechischen Mythologie (benannt), benannt Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia und Psamathe).
Viele der Monde wurden jedoch erst im 20. Jahrhundert offiziell benannt. Der Name Triton, der ursprünglich von Camille Flammarion in seinem Buch von 1880 vorgeschlagen wurde Astronomie Populaire, aber erst in den 1930er Jahren allgemein gebräuchlich.
Innere (reguläre) Monde:
Die regulären Monde von Neptun sind diejenigen, die sich am nächsten zum Planeten befinden und kreisförmigen, progressiven Umlaufbahnen folgen, die in der Äquatorebene des Planeten liegen. Sie sind in der Reihenfolge der Entfernung von Neptun: 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) ) und Proteus (117.646 km). Alle außer den beiden äußeren befinden sich innerhalb der Neptun-synchronen Umlaufbahn (was bedeutet, dass die Umlaufbahn von Neptun langsamer ist als die Umlaufzeit (0,6713 Tage) und daher gezeitenverzögert wird.
Die inneren Monde sind eng mit Neptuns schmalem Ringsystem verbunden. Die beiden innersten Satelliten Naiad und Thalassa kreisen zwischen den Ringen Galle und LeVerrier, während Despina direkt innerhalb des LeVerrier-Rings umkreist. Der nächste Mond, Galatea, kreist direkt innerhalb des bekanntesten Adams-Rings und seine Schwerkraft hilft, den Ring zu erhalten, indem er seine Partikel enthält.
Basierend auf Beobachtungsdaten und angenommenen Dichten misst Naiad 96 × 60 × 52 km und wiegt ungefähr 1,9 x 1017 kg. Inzwischen misst Thalassa 108 x 100 × 52 km und wiegt 3,5 x 1017 kg; Despina misst 180 x 148 x 128 und wiegt 21 x 1017 kg; Galatea misst 204 x 184 x 144 und wiegt 37,5 x 1017 kg; Larissa misst 216 x 204 x 168 und wiegt 49,5 x 1017 kg; S / 2004 N1 hat einen Durchmesser von 16 bis 20 km und ein Gewicht von 0,5 ± 0,4 x 1017 kg; und Proteus misst 436 x 416 x 402 und wiegt 50,35 x 1017 kg.
Nur die beiden größten regulären Monde wurden mit einer Auflösung abgebildet, die ausreicht, um ihre Formen und Oberflächenmerkmale zu erkennen. Mit Ausnahme von Larissa und Proteus (die weitgehend gerundet sind) wird jedoch angenommen, dass alle inneren Monde von Neptun eine längliche Form haben. Darüber hinaus sind alle inneren Monde dunkle Objekte mit einer geometrischen Albedo zwischen 7 und 10%.
Ihre Spektren zeigten auch, dass sie aus Wassereis bestehen, das mit sehr dunklem Material, wahrscheinlich organischen Verbindungen, kontaminiert ist. In dieser Hinsicht ähneln die inneren Neptunmonde den inneren Monden des Uranus.
Äußere (unregelmäßige) Monde:
Neptuns unregelmäßige Monde bestehen aus den verbleibenden Satelliten des Planeten (einschließlich Triton). Sie folgen im Allgemeinen geneigten exzentrischen und oft retrograden Bahnen weit weg von Neptun; Die einzige Ausnahme ist Triton, das nach einer kreisförmigen Umlaufbahn in der Nähe des Planeten umkreist, obwohl es rückläufig und geneigt ist.
In der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Planeten sind die unregelmäßigen Monde Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso und Psamathe, eine Gruppe, die sowohl progressive als auch retrograde Objekte umfasst. Mit Ausnahme von Triton und Nereid ähneln die unregelmäßigen Monde von Neptun denen anderer Riesenplaneten und wurden vermutlich von Neptun gravitativ erfasst.
In Bezug auf Größe und Masse sind die unregelmäßigen Monde relativ gleichmäßig und reichen von ungefähr 40 km Durchmesser und 4 x 1016 kg Masse (Psamathe) bis 62 km und 16 x 1016 kg für Halimede.
Triton und Nereid:
Triton und Nereid sind ungewöhnliche unregelmäßige Satelliten und werden daher getrennt von den anderen fünf unregelmäßigen neptunischen Monden behandelt. Zwischen diesen beiden und den anderen unregelmäßigen Monden wurden vier Hauptunterschiede festgestellt.
Erstens sind sie die beiden größten bekannten unregelmäßigen Monde im Sonnensystem. Triton selbst ist fast eine Größenordnung größer als alle anderen bekannten unregelmäßigen Monde und macht mehr als 99,5% der gesamten Masse aus, von der bekannt ist, dass sie Neptun umkreist (einschließlich der Planetenringe und dreizehn anderer bekannter Monde).
Zweitens haben beide atypisch kleine Semi-Major-Achsen, wobei Tritons um eine Größenordnung kleiner sind als die aller anderen bekannten unregelmäßigen Monde. Drittens haben beide ungewöhnliche Exzentrizitäten der Umlaufbahn: Nereid hat eine der exzentrischsten Umlaufbahnen aller bekannten irregulären Satelliten, und Tritons Umlaufbahn ist ein nahezu perfekter Kreis. Schließlich hat Nereid auch die geringste Neigung aller bekannten irregulären Satelliten
Mit einem mittleren Durchmesser von ca. 2700 km und einer Masse von 214080 ± 520 x 1017 kg, Triton ist der größte von Neptuns Monden und der einzige, der groß genug ist, um ein hydrostatisches Gleichgewicht zu erreichen (d. h. kugelförmig). In einer Entfernung von 354.759 km von Neptun befindet es sich auch zwischen den inneren und äußeren Monden des Planeten.
Triton folgt einer retrograden und quasi kreisförmigen Umlaufbahn und besteht hauptsächlich aus Stickstoff, Methan, Kohlendioxid und Wassereis. Mit einer geometrischen Albedo von mehr als 70% und einer Bond-Albedo von bis zu 90% ist es auch eines der hellsten Objekte im Sonnensystem. Die Oberfläche hat eine rötliche Färbung, die auf die Wechselwirkung von ultravioletter Strahlung und Methan zurückzuführen ist und Tholine verursacht.
Triton ist auch einer der kältesten Monde im Sonnensystem mit einer Oberflächentemperatur von etwa 38 K (235,2 ° C). Aufgrund der geologischen Aktivität des Mondes (was zu Kryovulkanismus führt) und Schwankungen der Oberflächentemperatur, die eine Sublimation verursachen, ist Triton jedoch einer von nur zwei Monden im Sonnensystem mit einer beträchtlichen Atmosphäre. Ähnlich wie seine Oberfläche besteht diese Atmosphäre hauptsächlich aus Stickstoff mit geringen Mengen Methan und Kohlenmonoxid und einem geschätzten Druck von etwa 14 bar.
Triton hat eine relativ hohe Dichte von etwa 2 g / cm3 Dies deutet darauf hin, dass Gesteine etwa zwei Drittel seiner Masse ausmachen und Eis (hauptsächlich Wassereis) das verbleibende Drittel. Es kann auch eine Schicht flüssigen Wassers tief in Triton geben, die einen unterirdischen Ozean bildet. Zu den Oberflächenmerkmalen zählen die große südliche Polkappe, ältere Kraterflugzeuge, die von Graben und Steilhängen durchschnitten werden, sowie jugendliche Merkmale, die durch endogene Oberflächenerneuerung verursacht werden.
Aufgrund seiner rückläufigen Umlaufbahn und der relativen Nähe zu Neptun (näher als der Mond zur Erde) ist Triton mit den unregelmäßigen Monden des Planeten gruppiert (siehe unten). Außerdem wird angenommen, dass es sich um ein gefangenes Objekt handelt, möglicherweise um einen Zwergplaneten, der einst Teil des Kuipergürtels war. Gleichzeitig sind diese Umlaufbahnmerkmale der Grund, warum Triton eine Gezeitenverzögerung erfährt. und wird sich schließlich in etwa 3,6 Milliarden Jahren nach innen drehen und mit dem Planeten kollidieren.
Nereid ist der drittgrößte Mond von Neptun. Es hat eine progressive, aber sehr exzentrische Umlaufbahn und es wird angenommen, dass es sich um einen ehemaligen regulären Satelliten handelt, der während der Erfassung durch Triton durch Gravitationswechselwirkungen in seine aktuelle Umlaufbahn gestreut wurde. Wassereis wurde auf seiner Oberfläche spektroskopisch nachgewiesen. Nereid zeigt große, unregelmäßige Variationen in seiner sichtbaren Größe, die wahrscheinlich durch erzwungene Präzession oder chaotische Rotation in Kombination mit einer länglichen Form und hellen oder dunklen Flecken auf der Oberfläche verursacht werden.
Formation:
Angesichts der einseitigen Verteilung der Masse in den Monden wird allgemein angenommen, dass Triton nach der Bildung des ursprünglichen Satellitensystems von Neptun gefangen wurde, von dem ein Großteil bei der Gefangennahme zerstört worden wäre. Im Laufe der Jahre wurden viele Theorien zu den Mechanismen seiner Erfassung angeboten.
Am weitesten verbreitet ist, dass Triton ein überlebendes Mitglied eines binären Kuipergürtelobjekts ist, das durch eine Begegnung mit Neptun gestört wurde. In diesem Szenario war Tritons Gefangennahme das Ergebnis einer Begegnung mit drei Körpern, bei der es in eine rückläufige Umlaufbahn fiel, während das andere Objekt dabei entweder zerstört oder ausgeworfen wurde.
Tritons Umlaufbahn bei der Erfassung wäre sehr exzentrisch gewesen und hätte chaotische Störungen in den Umlaufbahnen der ursprünglichen inneren neptunischen Satelliten verursacht, die dazu geführt hätten, dass sie kollidierten und sich zu einer Trümmerscheibe reduzierten. Erst nachdem Tritons Umlaufbahn wieder kreisförmig geworden war, konnten einige der Trümmer wieder in die heutigen regulären Monde übergehen. Dies bedeutet, dass es wahrscheinlich ist, dass die gegenwärtigen inneren Satelliten von Neptun nicht die ursprünglichen Körper sind, die sich mit Neptun gebildet haben.
Numerische Simulationen zeigen, dass es eine Wahrscheinlichkeit von 0,41 gibt, dass der Mond Halimede irgendwann in der Vergangenheit mit Nereid kollidierte. Obwohl nicht bekannt ist, ob eine Kollision stattgefunden hat, scheinen beide Monde ähnliche („graue“) Farben zu haben, was bedeutet, dass Halimede ein Fragment von Nereid sein könnte.
Angesichts der Entfernung von der Sonne war die Voyager 2-Mission die einzige Mission, die Neptun und seine Monde aus nächster Nähe studierte. Und obwohl derzeit keine Missionen geplant sind, wurden mehrere Vorschläge gemacht, wonach irgendwann Ende der 2020er oder Anfang der 2030er Jahre eine Robotersonde an das System gesendet werden soll.
Wir haben viele interessante Artikel über Neptun, Neptuns Monde und die transneptunische Region hier im Space Magazine. Hier ist ein vollständiger Artikel über Neptuns Mondtriton, Naiad und Nereid und S / 2004 N 1.
Hier ist ein schöner Artikel über die neuesten zu entdeckenden transneptunischen Objekte und darüber, wie Astronomen mindestens zwei weitere große Planeten im Sonnensystem vorhersagen
Weitere Informationen finden Sie auf der NASA-Seite zur Erforschung des Sonnensystems mit dem Titel "Neptun: Der windigste Planet".
