Saturn er kjent for å være en gassgigant og for sitt imponerende ringsystem. Men vil det overraske deg å vite at denne planeten også har de nest mest månene i solsystemet, bare andre for Jupiter? Ja, Saturn har minst 150 måner og måneter totalt, selv om bare 62 har bekreftet baner og bare 53 har fått offisielle navn.
De fleste av disse månene er små, isete kropper som er lite mer enn deler av det imponerende ringsystemet. Faktisk er 34 av månene som er navngitt mindre enn 10 km i diameter, mens ytterligere 14 er 10 til 50 km i diameter. Noen av dens indre og ytre måner er imidlertid blant de største og mest dramatiske i solsystemet, som måler mellom 250 og 5000 km i diameter og huser noen av de største mysteriene i solsystemet.
Saturns måner har så mange forskjellige miljøer seg imellom at du vil bli tilgitt for å ville bruke et helt oppdrag bare med å se på satellittene. Fra den oransje og disige Titan til de iskalde plommene som stammer fra Enceladus, og å studere Saturns system gir oss mange ting å tenke på. Ikke bare det, månefunnene fortsetter å komme. Fra april 2014 er det 62 kjente satellitter av Saturn (selvfølgelig unntatt dens spektakulære ringer). Femti-tre av disse verdenene er kåret.
Oppdagelse og navngiving:
Før oppfinnelsen av teleskopfotografering ble åtte av Saturns måner observert ved bruk av enkle teleskoper. Den første som ble oppdaget var Titan, Saturns største måne, som ble observert av Christiaan Huygens i 1655 ved hjelp av et teleskop av hans egen design. Mellom 1671 og 1684 oppdaget Giovanni Domenico Cassini månene Tethys, Dione, Rhea og Iapetus - som han samlet kalte “Sider Lodoicea” (latin for “Louisian Stars”, etter kong Ludvig XIV av Frankrike).
n 1789 oppdaget William Herschel Mimas og Enceladus, mens far-og-sønn-astronomene W.C Bond og G.P. Bond oppdaget Hyperion i 1848 - som uavhengig ble oppdaget av William Lassell samme år. På slutten av 1800-tallet tillot oppfinnelsen av fotografiske plater med lang eksponering muligheten til å oppdage flere måner - den første Phoebe, observert i 1899 av W.H. Pickering.
I 1966 ble den tiende satellitten til Saturn oppdaget av den franske astronomen Audouin Dollfus, som senere fikk navnet Janus. Noen år senere ble det klar over at observasjonene hans bare kunne forklares hvis en annen satellitt hadde vært til stede med en bane som var den som Janus. Denne ellevte månen ble senere kalt Epimetheus, som deler samme bane med Janus og er den eneste kjente sambygningen i solsystemet.
I 1980 ble ytterligere tre måner oppdaget og senere bekreftet av Voyager prober. De var trojanske månene (se nedenfor) til Helene (som går i bane rundt Dione) samt Telesto og Calypso (som går i bane rundt Tethys).
Studien av de ytre planetene har siden blitt revolusjonert ved bruk av ubemannede romprober. Dette begynte med ankomst av Voyager romfartøy til det croniske systemet i 1980-81, noe som resulterte i oppdagelsen av ytterligere tre måner - Atlas, Prometheus og Pandora - og bragte totalen til 17. I 1990 avslørte arkiverte bilder også eksistensen av Pan.
Dette ble fulgt av Cassini-Huygens misjon, som ankom Saturn sommeren 2004. Opprinnelig Cassini oppdaget tre små indre måner, inkludert Methone og Pallene mellom Mimas og Enceladus, samt den andre lagrangiske månen Dione - Polydeuces. I november 2004 Cassini forskere kunngjorde at flere måner må gå i bane rundt Saturns ringer. Fra disse dataene er flere måneskyer og månene til Daphnis og Anthe bekreftet.
Studien av Saturns måner har også blitt hjulpet av introduksjonen av digitale ladekoblede enheter, som erstattet fotografiske plater ved slutten av 1900-tallet. På grunn av dette har bakkebaserte teleskoper begynt å oppdage flere nye uregelmessige måner rundt Saturn. I 2000 fant tre mellomstore teleskoper tretten nye måner med eksentriske baner som var av betydelig avstand fra planeten.
I 2005 kunngjorde astronomer som bruker Mauna Kea-observatoriet funnet av tolv flere små ytre måner. I 2006 rapporterte astronomer som bruker Japans Subaru-teleskop ved Mauna Kea funnet om ni flere uregelmessige måner. I april 2007 ble Tarqeq (S / 2007 S 1) kunngjort, og i mai samme år ble S / 2007 S 2 og S / 2007 S 3 rapportert.
De moderne navnene på Saturns måner ble foreslått av John Herschel (William Herschels sønn) i 1847. I tråd med nomenklaturen til de andre planetene foreslo han at de skulle bli oppkalt etter mytologiske figurer tilknyttet den romerske jordbruks- og høstguden - Saturn, the tilsvarende den greske Cronus. Spesielt ble de syv kjente satellittene oppkalt etter Titans, Titanesses and Giants - brødrene og søstrene til Cronus.
I 1848 foreslo Lassell at den åttende satellitten til Saturn skulle få navnet Hyperion etter en annen Titan. Når titanene på 1900-tallet ble utmattet, ble månene oppkalt etter forskjellige karakterer av den gresk-romerske mytologien, eller giganter fra andre mytologier. Alle de uregelmessige månene (unntatt Phoebe) er oppkalt etter inuitter og galliske guder og norrøne isgiganter.
Saturns indre store måner:
Saturns måner er gruppert basert på størrelse, bane og nærhet til Saturn. De innerste månene og vanlige månene har alle små baneveier og eksentrisiteter og progradbaner. I mellomtiden har de uregelmessige månene i de ytterste regionene orbitalradius på millioner av kilometer, orbitalperioder som varer i flere år, og beveger seg i retrograde baner.
Saturns indre store måner, som går i bane i E-ringen (se nedenfor), inkluderer de større satellittene Mimas, Enceladus, Tethys og Dione. Disse månene er alle hovedsakelig sammensatt av vannis, og antas å være differensiert til en steinete kjerne og en isete mantel og skorpe. Med en diameter på 396 km og en masse på 0,4 × 1020 kg, Mimas er den minste og minst massive av disse månene. Den er eggformet og kretser rundt Saturn i en avstand på 185.539 km med en baneperiode på 0,9 dager.
Noen mennesker kaller spøkefullt Mimas "Death Star" -månen på grunn av krateret i overflaten som likner maskinen fraStjerne krigenunivers. Herschel-krateret på 140 km (88 mi) er omtrent en tredjedel av selve månen, og kunne ha skapt brudd (chasmata) på månens motsatte side. Det er faktisk kratere over månens lille overflate, noe som gjør den til den mest pockmarked i solsystemet.
Enceladus har i mellomtiden en diameter på 504 km, en masse på 1,1 × 1020 km og er sfærisk i formen. Den går i bane rundt Saturn i en avstand på 237 948 km og tar 1,4 dager å fullføre en enkelt bane. Selv om det er en av de mindre sfæriske månene, er det den eneste croniske månen som er endogent aktiv - og en av de minste kjente kroppene i solsystemet som er geologisk aktiv. Dette resulterer i funksjoner som de berømte “tigerstripene” - en serie kontinuerlige, kamete, svakt buede og omtrent parallelle feil innenfor månens sørlige polar breddegrader.
Store geysirer er også observert i den sørlige polare regionen som med jevne mellomrom frigjør plumes med vann, is, gass og støv som fyller Saturns E-ring. Disse jetflyene er en av flere indikasjoner på at Enceladus har flytende vann under den iskalde skorpen, der geotermiske prosesser frigjør nok varme til å opprettholde et varmt vannhav nær kjernen.
Månen har minst fem forskjellige typer terreng, en "ung" geologisk overflate på mindre enn 100 millioner år. Med en geometrisk albedo på mer enn 140%, som skyldes at den stort sett består av vannis, er Enceladus en av de lyseste kjente objektene i solsystemet.
Med en diameter på 1066 km er Tethys den nest største av Saturns indre måner og den 16. største månen i solsystemet. Størstedelen av overflaten består av sterkt kraterterreng og et kupert terreng og et mindre og jevnere slettestrøk. Dets mest fremtredende trekk er det store påvirkningskrateret Odysseus, som måler 400 km i diameter, og et enormt canyonsystem som heter Ithaca Chasma - som er konsentrisk med Odysseus og måler 100 km bred, 3 til 5 km dyp og 2000 km lang.
Med en diameter og masse 1,123 km og 11 × 1020 kg, Dione er den største indre månen i Saturn. Størstedelen av Diones overflate er sterkt krateret gammelt terreng, med kratre som måler opptil 250 km i diameter. Månen er imidlertid også dekket med et omfattende nettverk av renner og lineamenter som indikerer at den tidligere hadde global tektonisk aktivitet.
Den er dekket av canyons, sprekker og kratre og er belagt av støv i E-ringen som opprinnelig kom fra Enceladus. Plasseringen av dette støvet har ført til at astronomer kan teoretisere at månen ble spunnet omtrent 180 grader fra sin opprinnelige disposisjon i fortiden, kanskje på grunn av en stor innvirkning.
Saturns store ytre måner:
De store ytre månene, som går i bane utenfor Saturns E-ring, ligner i sammensetning som de indre månene - dvs. hovedsakelig sammensatt av vannis og stein. Av disse er Rhea den nest største - og måler 1.527 km i diameter og 23 × 1020 kg i masse - og den niende største månen til solsystemet. Med en orbitalradius på 527.108 km, er den den femte fjerneste av de større månene, og det tar 4,5 dager å fullføre en bane.
Som andre Cronian-satellitter har Rhea en ganske kraftig krateroverflate, og noen få store brudd på den bakerste halvkule. Rhea har også to veldig store påvirkningsbassenger på den anti-Saturnianske halvkule - Tirawa-krateret (lik Odysseus på Tethys) og et ennå ikke navngitt krater - som måler henholdsvis 400 og 500 km.
Rhea har minst to større seksjoner, den første er lyse kratere med kratere større enn 40 km (25 miles), og en andre seksjon med mindre kratere. Forskjellen i disse funksjonene antas å være et bevis på en større begivenhetsopplevelse på et tidspunkt i Rheas fortid.
Ved 5150 km i diameter, og 1.350 × 1020 kg i masse, er Titan Saturns største måne og utgjør mer enn 96% av massen i bane rundt planeten. Titan er også den eneste store månen som har sin egen atmosfære, som er kald, tett og hovedsakelig sammensatt av nitrogen med en liten brøkdel av metan. Forskere har også bemerket tilstedeværelsen av polysykliske aromatiske hydrokarboner i den øvre atmosfæren, så vel som metan-iskrystaller.
Overflaten til Titan, som er vanskelig å observere på grunn av vedvarende atmosfærisk uklarhet, viser bare noen få slagkratere, bevis på kryovolkaner og langsgående sandfelter som tilsynelatende var formet av tidevannsvind. Titan er også det eneste kroppen i solsystemet ved siden av Jorden med væskelegemer på overflaten, i form av metan-etan-innsjøer i Titans nord- og sørpolare regioner.
Titan utmerker seg også for å være den eneste croniske månen som noen gang har hatt et sondeland på seg. Dette var Huygens lander, som ble ført til den disige verdenen av Cassini-romfartøyet. Titans “Jordlignende prosesser” og den tykke atmosfæren er blant tingene som gjør at denne verden skiller seg ut for forskere, som inkluderer dens etan og metanregn fra atmosfæren og strømmer på overflaten.
Med en orbital avstand på 1 211 870 km, er den den nest lengste store månen fra Saturn, og fullfører en enkelt bane hver 16. dag. I likhet med Europa og Ganymede, antas det at Titan har et hav under jorden laget av vann blandet med ammoniakk, som kan bryte ut til månens overflate og føre til kryovolkanisme.
Hyperion er Titans nærmeste nabo. Ved en gjennomsnittlig diameter på rundt 270 km er den mindre og lettere enn Mimas. Den er også uregelmessig formet og ganske merkelig i komposisjonen. I hovedsak er månen en ovoid, brunfarget kropp med en ekstremt porøs overflate (som ligner en svamp). Overflaten på Hyperion er dekket med mange slagkratere, hvorav de fleste er 2 til 10 km i diameter. Den har også en meget uforutsigbar rotasjon, uten veldefinerte poler eller ekvator.
Ved 1470 km i diameter og 18 × 1020 kg i masse, er Iapetus den tredje største av Saturns store måner. Og i en avstand på 3.560.820 km fra Saturn, er den den fjerneste av de store månene, og det tar 79 dager å fullføre en enkelt bane. På grunn av sin uvanlige farge og sammensetning - dens ledende halvkule er mørk og svart, mens den bakerste halvkule er mye lysere - kalles den ofte "yin og yang" av Saturns måner.
Saturns uregelmessige måner:
Utover disse større månene er Saturns uregelmessige måner. Disse satellittene er små, har store radier, er tilbøyelige, har for det meste retrogradde baner, og antas å ha blitt ervervet av Saturns tyngdekraft. Disse månene består av tre grunnleggende grupper - Inuit-gruppen, den galliske gruppen og den norrøne gruppen.
Inuit-gruppen består av fem uregelmessige måner som alle er navngitt fra inuit-mytologien - Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq og Tarqeq. Alle har progradbaner som varierer fra 11,1 til 17,9 millioner km, og fra 7 til 40 km i diameter. De er alle like utseendet (rødlige i fargetone) og har banehøyninger mellom 45 og 50 °.
Den galliske gruppen er en gruppe av fire prograde ytre måner oppkalt etter tegn i gallisk mytologi -Albiorix, Bebhionn, Erriapus og Tarvos. Også her er månene like i utseende og har baner som varierer fra 16 til 19 millioner km. Deres tilbøyeligheter ligger i området 35 ° -40 °, deres eksentrisiteter rundt 0,53, og de varierer i størrelse fra 6 til 32 km.
Sist er det den norrøne gruppen, som består av 29 retrograderte ytre måner som tar navnene deres fra norrøn mytologi. Disse satellittene varierer i størrelse fra 6 til 18 km, deres avstander fra 12 og 24 millioner km, deres tilbøyeligheter mellom 136 ° og 175 °, og deres eksentrisiteter mellom 0,13 og 0,77. Denne gruppen blir også noen ganger referert til som Phoebe-gruppen, på grunn av tilstedeværelsen av en eneste større måne i gruppen - som måler 240 km i diameter. Den nest største, Ymir, måler 18 km på tvers.
Innenfor de indre og ytre store månene er det også de som tilhører Alkyonide-gruppen. Disse månene - Methone, Anthe og Pallene - er oppkalt etter Alkyonides i gresk mytologi, ligger mellom banene til Mimas og Enceladus, og er blant de minste månene rundt Saturn. Noen av de større månene har til og med egne måner, som er kjent som trojanske måner. For eksempel har Tethys to trojanere - Telesto og Calypso, mens Dione har Helene og Polydeuces.
Månedannelse:
Det antas at Saturns måne av Titan, dens mellomstore måner og ringer utviklet seg på en måte som er nærmere de galileiske månene til Jupiter. Kort sagt, dette vil bety at de vanlige månene dannet fra en circumplanetary skive, en ring med tiltrengende gass og fast rusk lik en protoplanetær plate. I mellomtiden antas de ytre, uregelmessige månene å ha vært gjenstander som ble fanget av Saturns tyngdekraft og forble i fjerne baner.
Imidlertid er det noen variasjoner på denne teorien. I ett alternativt scenario ble to måner i størrelse med Titan dannet fra en akkresjonsskive rundt Saturn; den andre bryte til slutt opp for å produsere ringene og indre mellomstore måner. I en annen smeltet to store måner sammen for å danne Titan, og kollisjonen spredte isete rusk som dannet seg for å skape mellomstore måner.
Mekanikken for hvordan månens dannede er fortsatt et mysterium for tiden. Med flere oppdrag montert for å studere atmosfærene, komposisjonene og overflatene til disse månene, kan vi begynne å forstå hvor de virkelig kom fra.
Akkurat som Jupiter, og alle de andre gassgigantene, er Saturns system av satellitter omfattende, ettersom det er imponerende. I tillegg til de større månene som antas å ha dannet seg fra et massivt ruskfelt som en gang gikk i bane rundt det, har det også utallige mindre satellitter som ble tatt til fange av gravitasjonsfeltet i løpet av milliarder av år. Man kan bare forestille seg hvor mange som gjenstår å finne i bane rundt den ringede giganten.
Vi har mange gode artikler om Saturn og månen her på Space Magazine. Her er for eksempel Hvor mange måner har Saturn? og er Saturn Making a New Moon?
Her er en artikkel om oppdagelsen av Saturns 60-måne, og en annen artikkel om hvordan Saturns måner kunne skape nye ringer.
Vil du ha mer informasjon om Saturns måner? Ta en titt på NASAs Cassini-informasjon om månene til Saturn og mer fra NASAs nettsted for solsystem for solsystem.
Vi har spilt inn to episoder av Astronomy Cast omtrent Saturn. Den første er Episode 59: Saturn, og den andre er Episode 61: Saturn's Moons.
kilder:
- NASA - Cassini Mission - Saturns Moons
- Saturns Moons (European Space Agency)
- Cassini Solstice Mission (NASA)
- Cassini-Huygens (European Space Agency)
- Cassini Imaging Central Laboratory for Operations (CICLOPS)
