Saturn on tuntud nii gaasihiiglase kui ka muljetavaldava rõngasüsteemi poolest. Kuid kas oleks üllatav teada, et sellel planeedil on Päikesesüsteemis ka kuud teisel kohal, teisel kohal on ainult Jupiter? Jah, Saturnil on kokku vähemalt 150 kuud ja kuukingaid, ehkki ainult 62 on kinnitanud orbiidid ja ainult 53 on saanud ametlikud nimed.
Enamik neist kuudest on väikesed jäised kehad, mis on pisut rohkem kui selle muljetavaldava rõngasüsteemi osad. Tegelikult on 34 nimetatud kuust 34 läbimõõduga alla 10 km, veel 14 läbimõõduga 10–50 km. Mõned selle sisemised ja välimised kuud on aga Päikesesüsteemi üks suurimaid ja dramaatilisemaid, läbimõõduga vahemikus 250 kuni 5000 km ja see sisaldab Päikesesüsteemi mõnda suurimat saladust.
Saturni kuudel on nende vahel nii mitmekesine keskkond, et teile oleks andeks antud, kui soovite veeta kogu missiooni lihtsalt satelliite vaadates. Alates oranžist ja udusest Titanist kuni Enceladusest pärinevate jäiste plommideni annab Saturni süsteemi uurimine meile palju mõelda. Mitte ainult, et kuu avastused jätkuvad. 2014. aasta aprilli seisuga on Saturnist teada 62 satelliiti (välja arvatud muidugi selle suurejoonelised rõngad). Viiskümmend kolm neist maailmadest on nimetatud.
Avastamine ja nimetamine:
Enne teleskoopilise fotograafia leiutamist jälgiti Saturni kuude kaheksa lihtsate teleskoopide abil. Esimesena avastati Saturni suurim kuu Titan, mida Christiaan Huygens vaatas 1655. aastal enda disainitud teleskoobi abil. Aastatel 1671–1684 avastas Giovanni Domenico Cassini Tethysi, Dione, Rhea ja Iapetuse kuud - mida ta nimetas ühiselt “Sider Lodoicea” (ladina keeles “Louisian Stars”, Prantsusmaa kuninga Louis XIV järgi).
n 1789 avastas William Herschel Mimas ja Enceladus, isa-poja astronoomid W.C Bondi ja G.P. Bond avastas Hyperioni 1848. aastal - mille iseseisvalt avastas William Lassell samal aastal. 19. sajandi lõpuks võimaldas pika säritusega fotoplaatide leiutamine leida rohkem kuusid - neist esimene Phoebe, mida 1899 vaatas W.H. Korjamine.
1966. aastal avastas Prantsuse astronoom Audouin Dollfus Saturni kümnenda satelliidi, millele hiljem anti nimi Janus. Mõni aasta hiljem mõisteti, et tema tähelepanekuid saab seletada ainult siis, kui kohal oli mõni teine satelliit, mille orbiit sarnanes Januse omaga. See üheteistkümnes kuu sai hiljem nime Epimetheus, mis jagab Janusega sama orbiiti ja on Päikesesüsteemi ainus teadaolev kaasorbitaal.
1980. Aastaks avastati kolm täiendavat kuud, mida hiljem kinnitasid ka Voyager sondid. Nad olid Helene (mis Dionist tiirleb) troojalaste kuud (vt allpool), samuti Telesto ja Calypso (mis tiirlevad Tethysest).
Välisplaneetide uurimine on sellest ajast alates olnud revolutsiooniline mehitamata kosmosesondide abil. See algas Voyager kosmoseaparaadid Cronia süsteemi aastatel 1980–81, mille tulemusel avastati kolm täiendavat kuud - Atlas, Prometheus ja Pandora -, mis tõstis nende arvu 17-ni. 1990. aastaks näitasid arhiivitud pildid ka Pan-i olemasolu.
Sellele järgnes Cassini-Huygens missioon, mis saabus Saturnisse 2004. aasta suvel. Cassini avastas kolm väikest sisemist kuud, sealhulgas Methone ja Pallene Mimase ja Enceladuse vahel, aga ka Dione teine Lagrangi kuu - Polydeuces. 2004. aasta novembris Cassini teadlased teatasid, et Saturni rõngastel tuleb tiirutada veel mitu kuud. Nendest andmetest on kinnitust leidnud mitu moonletti ning Daphnise ja Anthe kuud.
Saturni kuude uurimisele on kaasa aidanud ka digitaalsete laenguga ühendatud seadmete kasutuselevõtt, mis asendasid fotoplaadid 20. sajandi lõpuks. Seetõttu on maapealsed teleskoobid hakanud Saturni ümbrusest avastama mitmeid uusi ebaregulaarseid kuusid. 2000. aastal leidsid kolm keskmise suurusega teleskoopi kolmteist uut ekstsentriliste orbiitidega kuut, mis olid planeedist märkimisväärsel kaugusel.
2005. aastal teatasid Mauna Kea vaatluskeskust kasutavad astronoomid veel kaheteistkümne väikese välise kuu avastamisest. 2006. aastal teatasid Mauna Keas Jaapani Subaru teleskoopi kasutavad astronoomid veel üheksa ebaregulaarse kuu avastamisest. 2007. aasta aprillis kuulutati välja Tarqeq (S / 2007 S 1) ja sama aasta mais teatati S / 2007 S 2 ja S / 2007 S 3.
Saturnide kuude tänapäevaseid nimetusi soovitas John Herschel (William Herscheli poeg) 1847. aastal. Kooskõlas teiste planeetide nomenklatuuriga tegi ta ettepaneku nimetada need mütoloogiliste kujude järgi, keda seostatakse Rooma põllumajanduse ja saagijumalaga - Saturniga. samaväärne Kreeka krooniga. Nimelt said seitse teadaolevat satelliiti nime Titanid, Titanesses ja Hiiglased - Cronuse vennad ja õed.
1848. aastal tegi Lassell ettepaneku nimetada Saturni kaheksas satelliit Hyperioniks teise Titani järgi. Kui 20. sajandil olid titanide nimed ammendatud, said kuud nime Kreeka-Rooma mütoloogia erinevate tegelaste või teiste mütoloogiate hiiglaste järgi. Kõik ebaregulaarsed kuudid (välja arvatud Phoebe) on nimetatud inuittide ja galli jumalate ning Põhja-Jäähiiglaste järgi.
Saturni sisemised suured kuud:
Saturni kuud on rühmitatud vastavalt nende suurusele, orbiitidele ja Saturni lähedusele. Sisemistel ja tavalistel kuudel on kõigil väikesed orbitaalkalded ja ekstsentrilisused ning programmide orbiidid. Samal ajal on äärepoolseimate piirkondade ebaregulaarsete kuude orbitaalraadiused miljonid kilomeetrid, orbitaalperioodid kestavad mitu aastat ja liiguvad tagurpidi orbiidil.
Saturni sisemised suured kuud, mis tiirlevad E-ringis (vt allpool), hõlmavad suuremaid satelliite Mimas, Enceladus, Tethys ja Dione. Kõik need kuud koosnevad peamiselt vesijääst ja arvatakse, et nad eristuvad kiviseks tuumaks ning jäiseks vahevööks ja koorikuks. Läbimõõduga 396 km ja massiga 0,4 × 1020 kg, Mimas on nendest kuudest väikseim ja kõige vähem massiivne. See on munakujuline ja tiirleb Saturnist 185 539 km kaugusel orbitaalperioodiga 0,9 päeva.
Mõni inimene nimetab Nimas naljatades Kuut "Surmatähe" kuuks kraatri tõttu, mis sarnaneb masinagaTähtede sõdauniversum. 140 km (88 mi) pikkune Herscheli kraater on umbes kolmandik kuu enda läbimõõdust ja see oleks võinud tekitada Kuu vastasküljel luumurrud (chasmata). Kuu väikesel pinnal on tegelikult kraatrid, mis teeb selle Päikesesüsteemi kõige märgistatumaks.
Vahepeal on Enceladus läbimõõduga 504 km, mass 1,1 × 1020 km ja on sfäärilise kujuga. See tiirleb Saturnist 237 948 km kaugusel ja ühe orbiidi läbimiseks kulub 1,4 päeva. Ehkki see on üks väiksematest sfäärilistest kuudest, on see ainus endogeenselt aktiivne Kuu-Kuu ja üks Päikesesüsteemi väiksematest teadaolevatest kehadest, mis on geoloogiliselt aktiivne. Selle tulemuseks on sellised tunnused nagu kuulsad “tiigri triibud” - seeria pidevaid, sirgeid, kergelt kõverdatud ja umbes paralleelseid vigu Kuu lõunapoolsetel laiuskraadidel.
Lõunapolaarpiirkonnas on täheldatud ka suuri geisreid, mis eraldavad perioodiliselt Saturnist E-rõngaid täiendavat jääjäätmeid, gaasi ja tolmu. Need joad on üks paljudest nähtudest, et Enceladusel on jäise kooriku all vedel vesi, kus geotermilised protsessid eraldavad piisavalt soojust, et säilitada sooja vee ookean tuumale lähemal.
Kuul on vähemalt viis erinevat tüüpi maastikku, noore noore geoloogilise pinnaga vähem kui 100 miljonit aastat. Enceladus on enam kui 140% geomeetrilise albedoga, mis koosneb peamiselt vesijääst, ja see on Päikesesüsteemi üks eredamaid teadaolevaid objekte.
1066 km läbimõõduga Tethys on Saturni sisekuude suuruselt teine ja Päikesesüsteemi 16. suurim kuu. Suurema osa selle pinnast moodustab tugevalt kraatriline ja künklik maastik ning väiksem ja ühtlasem tasandik. Selle silmapaistvamad omadused on Odysseuse suur löökraater, mille läbimõõt on 400 km, ja ulatuslik kanjonisüsteem nimega Ithaca Chasma - mis on Odysseusega kontsentriline ja on 100 km lai, 3–5 km sügav ja 2000 km pikk.
Läbimõõdu ja massiga 1,123 km ja 11 × 1020 kg, Dione on Saturni suurim sisekuu. Suurema osa Dione pinnast moodustab tugevalt kraatritud vana maastik, kraatrite läbimõõduga kuni 250 km. Kuid Kuu on kaetud ka ulatusliku künade ja ridade võrguga, mis näitab, et varem oli sellel ülemaailmne tektooniline aktiivsus.
See on kaetud kanjonite, lõhenemiste ja kraatritega ning kaetud algselt Enceladusest pärit E-rõnga tolmuga. Selle tolmu asukoht on pannud astronoomid teoretiseerima, et Kuu oli kedratud umbes 180 kraadi algsest paigutusest varem, võib-olla suure mõju tõttu.
Saturni suured väliskuud:
Saturni E-rõngast väljapoole tiirlevad suured välimised kuud on oma koostiselt sarnased sisemiste kuudega - st koosnevad peamiselt vesijääst ja kivist. Neist Rhea on suuruselt teine - mõõtmetega 1527 km ja läbimõõduga 23 × 1020 massi kg - ja Päikesesüsteemi suuruselt üheksas kuu. Orbitaalraadiusega 527 108 km on see suurematest kuudest viiendal kohal ja orbiidi täitmiseks kulub 4,5 päeva.
Nagu teistel Cronian satelliitidel, on ka Rheal üsna tugevalt kratritud pind ja selle tagapoolkeral on mõned suured murrud. Samuti on Rhea oma Saturnuse poolkeral kaks väga suurt löögibasseini - Tirawa kraater (sarnane Odüsseusega Tethysel) ja veel nimetamata kraater -, mille mõõtmed on vastavalt 400 ja 500 km.
Rhea-l on vähemalt kaks peamist lõiku, millest esimene on eredad kraatrid, mille kraatrid on suuremad kui 40 km (25 miili), ja teine jaotis väiksemate kraatritega. Nende omaduste erinevus arvatakse olevat tõestus Rhea minevikus aset leidnud olulisest korrastustööde sündmusest.
5150 km läbimõõduga ja 1350 × 1020 Massi kg kohta on Titan Saturni suurim kuu ja hõlmab enam kui 96% massist, mis on orbiidi ümber planeedi. Titan on ka ainus suur kuu, kus on oma atmosfäär, mis on külm, tihe ja koosneb peamiselt lämmastikust ning väikese osa metaanist. Teadlased on märkinud ka polütsükliliste aromaatsete süsivesinike, sealhulgas metaani jääkristallide olemasolu atmosfääri ülemises atmosfääris.
Titani pinnal, mida püsiva õhurõhu tõttu on keeruline jälgida, on näha vaid mõned löögikraatrid, krüovolkaanide tunnused ja pikisuunalised luideväljad, mis olid ilmselt loodetuule poolt kujundatud. Titan on ka Maa kõrval ainus päikesesüsteemi keha, mille pinnal on vedelike kehasid, metaani-etaani järvede kujul Titani põhja- ja lõunapooluses.
Titanit eristatakse ka selle poolest, et see on ainus Cronia kuu, millel sond on kunagi olnud. See oli Huygensi maandur, mille kosmosesõiduk Cassini viis ähmasesse maailma. Titani „Maa-sarnased protsessid” ja paks atmosfäär on teadlaste silmis eristavad asju, mille hulka kuuluvad selle atmosfääri vihm vihmaveekihist ja pinnale voolav metaan.
Orbitaalkaugusega 1221 870 km on see Saturnist teine kaugeim suur kuu ja läbib ühe orbiidi iga 16 päeva tagant. Nagu Europa ja Ganymede, arvatakse, et Titanil on ammoniaagiga segatud veest valmistatud maa-alune ookean, mis võib purskuda Kuu pinnale ja põhjustada krüovolkanismi.
Hyperion on Titani vahetu naaber. Keskmise läbimõõduga umbes 270 km on see väiksem ja kergem kui Mimas. See on ka ebakorrapärase kujuga ja koostisega üsna veider. Põhimõtteliselt on kuu munajas, punakaspruun keha, millel on äärmiselt poorne pind (mis sarnaneb käsnaga). Hyperioni pind on kaetud arvukate löögikraatritega, millest suurema osa läbimõõt on 2–10 km. Sellel on ka väga ettearvamatu pöörlemine, millel pole täpselt määratletud pooluseid ega ekvaatorit.
1470 km läbimõõduga ja 18 × 10 korral20 kg massi järgi on Iapetus Saturni suurtest kuudest suuruselt kolmas. Ja 3560 820 km kaugusel Saturnist on see suurtest kuudest kõige kaugem ning ühe orbiidi täitmiseks kulub 79 päeva. Ebatavalise värvi ja koostise tõttu - selle juhtiv poolkera on tume ja must, samas kui selle poolkera on palju heledam - nimetatakse seda Saturni kuude sageli yiniks ja yangiks.
Saturni ebaregulaarsed kuud:
Nende suuremate kuude taga on Saturni ebaregulaarsed kuud. Need satelliidid on väikesed, nende raadiused on suured, kaldus, orbiidid on enamasti tagurpidi ja arvatakse, et need on Saturni gravitatsiooni poolt omandatud. Need kuud koosnevad kolmest põhirühmast - inuittide rühm, galli rühm ja põhjamaade rühm.
Inuiti rühm koosneb viiest ebaregulaarsest kuust, mis kõik on nimetatud inuittide mütoloogiast - Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq ja Tarqeq. Kõigil on programmeeritavad orbiidid vahemikus 11,1–17,9 miljonit km ja läbimõõduga 7–40 km. Need kõik on välimuselt sarnased (varjundilt punakas) ja orbitaalkalde väärtus on 45–50 °.
Gallika rühm on neljast programmeeritavast väliskuust koosnev rühm, mis on nimetatud Galli mütoloogia tegelaste -Albiorix, Bebhionn, Erriapus ja Tarvos. Ka siin on kuud välimuselt sarnased ja nende orbiidid on vahemikus 16–19 miljonit km. Nende kalded on vahemikus 35–40 °, nende ekstsentrikud on umbes 0,53 ja nende suurus on vahemikus 6–32 km.
Viimane on norralaste rühm, mis koosneb 29 tagurlikust väliskuust, kes võtavad oma nimed norra mütoloogiast. Nende satelliitide suurus on 6–18 km, nende vahemaad 12–24 miljonit km, kaldenurk vahemikus 136–175 ja ekstsentrilisus vahemikus 0,13–0,77. Seda rühma nimetatakse mõnikord ka Phoebe'i rühmaks, kuna rühmas on üks suurem kuu - selle läbimõõt on 240 km. Suuruselt teine, Ymir, on 18 km pikkune.
Sise- ja välimistes suurtes kuudes on ka neid, kes kuuluvad alküüniidide rühma. Need kuud - Methone, Anthe ja Pallene - on nimetatud Kreeka mütoloogia alküoniidide järgi, asuvad Mimase ja Enceladuse orbiitide vahel ning on Saturni ümber kõige väiksemate kuude seas. Mõnedel suurematel kuudel on isegi oma kuudid, mida tuntakse Trooja kuu all. Näiteks Tethysel on kaks trojanit - Telesto ja Calypso, Dionil aga Helene ja Polydeuces.
Kuu moodustumine:
Arvatakse, et Saturni kuu Titan, tema keskmise suurusega kuud ja rõngad arenesid viisil, mis on lähemal Jupiteri Galilea kuudele. Lühidalt tähendaks see, et korrapärased kuud, mis moodustuvad ümmarguse planeedi ketast, gaasi ja tahke prahi akumuleerimise rõngast, mis sarnanevad protoplaneetilise kettaga. Samal ajal arvatakse, et välimine, ebaregulaarne kuu on objektid, mis olid Saturni gravitatsiooni poolt haaratud ja püsisid kaugetel orbiitidel.
Sellel teoorial on siiski mõned variatsioonid. Ühe alternatiivse stsenaariumi korral moodustati Saturni ümbruse akordimiskettast kaks Titan'i suurust kuud; teine laguneb lõpuks rõngaste ja keskmise suurusega kuude saamiseks. Teises sulandusid kaks suurt kuud kokku, moodustades Titani, ja kokkupõrge hajutas jäise prahi, mis moodustas keskmise suurusega kuude moodustamiseks.
Kuu moodustumise mehaanika jääb siiski praegu saladuseks. Täiendavate missioonidega, mis on ette nähtud nende kuude atmosfääri, kompositsioonide ja pindade uurimiseks, võime hakata mõistma, kust nad tegelikult pärit on.
Sarnaselt Jupiterile ja kõigile teistele gaasigigaanidele on Saturni satelliidisüsteem ulatuslik, kuna see on muljetavaldav. Lisaks suurematele kuudele, mis arvatakse olevat moodustunud massiivsest prahiväljast, mis kunagi selle ümber tiirles, on sellel ka lugematul arvul väiksemaid satelliite, mis selle gravitatsioonivälja poolt miljardite aastate jooksul vallutati. Võib vaid ette kujutada, kui palju veel on rõngastatud hiiglase ümber tiirutavaid leide.
Meil on Space Magazine'is palju suurepäraseid artikleid Saturni ja selle kuu kohta. Näiteks siin on see, mitu kuud Saturnil on? ja kas Saturn teeb uut kuud?
Siin on artikkel Saturni 60. kuu avastamise kohta ja veel üks artikkel selle kohta, kuidas Saturni kuud võiksid uusi rõngaid luua.
Kas soovite lisateavet Saturni kuude kohta? Vaadake NASA Cassini teavet Saturni kuude kohta ja palju muud NASA päikesesüsteemi uurimise saidilt.
Oleme salvestanud kaks episoodi astronoomiaosast peaaegu Saturnist. Esimene neist on Episood 59: Saturn ja teine on Episode 61: Saturn's Moons.
Allikad:
- NASA - Cassini-missioon - Saturni kuud
- Saturni kuud (Euroopa Kosmoseagentuur)
- Cassini pööripäeva missioon (NASA)
- Cassini-Huygens (Euroopa Kosmoseagentuur)
- Cassini kujutise tegemise kesklabor (CICLOPS)
