Neptun, dieser eisige Gasriese, der der achte Planet unserer Sonne ist, wurde 1846 von zwei Astronomen – Urbain Le Verrier und Johann Galle – entdeckt. In Übereinstimmung mit der Konvention der planetarischen Nomenklatur wurde Neptun nach dem römischen Meeresgott (das Äquivalent zum griechischen Poseidon) benannt. Und nur siebzehn Tage nach seiner Entdeckung bemerkten Astronomen, dass auch es ein Mondsystem hatte.
Zunächst konnte nur Triton – Neptuns größter Mond – beobachtet werden. Aber bis Mitte des 20. Jahrhunderts und danach würden dank Verbesserungen bei bodengestützten Teleskopen und der Entwicklung von Roboter-Raumsonden noch viele weitere Monde entdeckt werden. Neptun hat jetzt 14 anerkannte Satelliten, und zu Ehren ihres Mutterplaneten sind alle nach kleineren Wassergottheiten in der griechischen Mythologie benannt.
Entdeckung und Benennung:
Triton , der größte und massereichste der Neptunmonde, wurde als erster entdeckt. Es wurde von William Lassell am 10. Oktober 1846 beobachtet, nur siebzehn Tage nach der Entdeckung von Neptun. Es würde fast ein Jahrhundert dauern, bis weitere Monde entdeckt würden.
Der erste war Nereide , Neptuns zweitgrößter und massereichster Mond, der am 1. Mai 1949 von Gerard P. Kuiper (für den die Cooper Gürtel heißt) unter Verwendung von Fotoplatten des McDonald Observatory in Fort Davis, Texas. Der dritte Mond, später benannt Larisa , wurde erstmals am 24. Mai 1981 von Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky und David J. Tholen beobachtet.
Zusammengesetztes Bild des Hubble-Weltraumteleskops, das die Position eines neu entdeckten Mondes mit der Bezeichnung S/2004 N 1 zeigt. Bildnachweis: NASA, ESA und M. Showalter (SETI Institute).
Die Entdeckung dieses Mondes war rein zufällig und geschah als Ergebnis der anhaltenden Suche nach ähnlichen Ringen wie die um Uranus entdeckt wurden vier Jahre zuvor. Wenn tatsächlich Ringe vorhanden wären, würde die Leuchtkraft des Sterns kurz vor der nächsten Annäherung des Planeten leicht abnehmen. Während man die Annäherung eines Sterns an Neptun beobachtete, sank die Leuchtkraft des Sterns, jedoch nur für einige Sekunden. Dies deutete eher auf das Vorhandensein eines Mondes als eines Rings hin.
Es wurden keine weiteren Monde gefunden, bis Reisen 2 flog 1989 an Neptun vorbei. Beim Durchqueren des Systems entdeckte die Raumsonde Larissa wieder und entdeckte fünf weitere innere Monde: Najade , Thalassa, Despina, Galatea und Proteus.
Im Jahr 2001 fanden zwei Durchmusterungen mit großen bodengestützten Teleskopen – dem Cerro Tololo Inter-American Observatory und den Canada-France-Hawaii-Teleskopen – fünf zusätzliche äußere Monde, was die Gesamtzahl auf 13 erhöht. Nachfolgeuntersuchungen von zwei Teams in den Jahren 2002 und 2003 haben alle fünf dieser Monde erneut beobachtet – Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia und Neso.
Und dann, am 15. Juli 2013, gab ein Team von Astronomen unter der Leitung von Mark R. Showalter vom SETI-Institut bekannt, dass sie entdeckt hatten ein bisher unbekannter vierzehnter Mond in Bildern des Hubble-Weltraumteleskops von 2004 bis 2009. Der noch unbenannte vierzehnte Mond, der derzeit als S/2004 N 1 identifiziert wird, soll einen Durchmesser von nicht mehr als 16–20 km haben.
Gemäß astronomischer Konvention stammen alle Neptunmonde aus der griechischen und römischen Mythologie. In diesem Fall sind alle nach Meeresgöttern oder nach den Kindern des Poseidon (einschließlich Triton, Proteus, Depsina und Thalassa), kleineren griechischen Wasserdiäten (Naiad und Nereide) oder Nereiden, den Wassernymphen in der griechischen Mythologie ( 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 Beliebte Astronomie , aber erst in den 1930er Jahren allgemein gebräuchlich.
Innere (reguläre) Monde:
Die regulären Monde von Neptun sind diejenigen, die sich dem Planeten am nächsten befinden und kreisförmigen prograden 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 äußeren beiden befinden sich in einer Neptun-synchronen Umlaufbahn (was bedeutet, dass Neptun langsamer umkreist als seine Umlaufzeit (0,6713 Tage) und daher durch die Gezeiten abgebremst wird.
Die inneren Monde sind eng verbunden mit Neptuns schmales Ringsystem . Die beiden innersten Satelliten, Naiad und Thalassa, kreisen zwischen dem Galle- und dem LeVerrier-Ring, während Despina direkt innerhalb des LeVerrier-Rings kreist. Der nächste Mond, Galatea, kreist genau innerhalb des prominentesten Adams-Rings und seine Schwerkraft trägt dazu bei, den Ring aufrechtzuerhalten, indem er seine Partikel enthält.
Basierend auf Beobachtungsdaten und angenommenen Dichten misst Naiad 96 × 60 × 52 km und wiegt ungefähr 1,9 x 1017kg. Inzwischen misst Thalassa 108 x 100 x 52 km und wiegt 3,5 x 1017kg; Despina misst 180 x 148 x 128 und wiegt 21 x 1017kg; Galatea misst 204 x 184 x 144 und wiegt 37,5 x 1017kg; Larissa misst 216 x 204 x 168 und wiegt 49,5 x 1017kg; S/2004 N1 misst 16-20 km im Durchmesser und wiegt 0,5 ± 0,4 x 1017kg; und Proteus misst 436 x 416 x 402 und wiegt 50,35 x 1017kg.
Nur die beiden größten regulären Monde wurden mit einer ausreichenden Auflösung abgebildet, um ihre Formen und Oberflächenmerkmale zu erkennen. Trotzdem wird angenommen, dass mit Ausnahme von Larissa und Proteus (die weitgehend abgerundet sind) alle inneren Monde von Neptun eine längliche Form haben. Darüber hinaus sind alle inneren Monde dunkle Objekte mit einer geometrischen Albedo von 7 bis 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 neptunischen Monde den inneren Monden des Uranus.
Äußere (unregelmäßige) Monde:
Die unregelmäßigen Monde von Neptun bestehen aus den verbleibenden Satelliten des Planeten (einschließlich Triton). Sie folgen im Allgemeinen geneigten exzentrischen und oft retrograden Bahnen weit von Neptun entfernt; die einzige Ausnahme ist Triton, das sich in der Nähe des Planeten bewegt und einer kreisförmigen Umlaufbahn folgt, wenn auch rückläufig und geneigt.
In der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Planeten sind die unregelmäßigen Monde Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso und Psamathe, eine Gruppe, die sowohl prograde als auch retrograde Objekte umfasst. Mit Ausnahme von Triton und Nereid ähneln die unregelmäßigen Monde von Neptun denen anderer Riesenplaneten und es wird angenommen, dass sie von Neptun gravitativ eingefangen wurden.
In Bezug auf Größe und Masse sind die unregelmäßigen Monde relativ konsistent und reichen von etwa 40 km Durchmesser und 4 x 1016kg Masse (Psamathe) bis 62 km und 16 x 1016kg für Halimede.
Triton und Nereide:
Triton und Nereide sind ungewöhnliche irreguläre Satelliten und werden daher getrennt von den anderen fünf irregulären neptunischen Monden behandelt. Zwischen diesen beiden und den anderen unregelmäßigen Monden wurden vier Hauptunterschiede festgestellt.
Zunächst einmal sind sie die beiden größten bekannten unregelmäßigen Monde im Sonnensystem. Triton selbst ist fast eine Größenordnung größer als alle anderen bekannten irregulären Monde und umfasst mehr als 99,5 % der gesamten Masse, die bekannt ist, um Neptun zu umkreisen (einschließlich der Ringe des Planeten und dreizehn anderer bekannter Monde).
Global Color Mosaic of Triton, aufgenommen von Voyager 2 im Jahr 1989. Bildnachweis: NASA/JPL/USGS
Zweitens haben beide atypisch kleine große Halbachsen, wobei Tritons um eine Größenordnung kleiner ist als die aller anderen bekannten unregelmäßigen Monde. Drittens haben beide ungewöhnliche Bahnexzentrizitäten: Nereid hat eine der exzentrischsten Bahnen aller bekannten irregulären Satelliten, und Tritons Bahn ist ein nahezu perfekter Kreis. Schließlich hat Nereid auch die geringste Neigung aller bekannten irregulären Satelliten
Mit einem mittleren Durchmesser von rund 2700 km und einer Masse von 214080 ± 520 x 1017kg, Triton ist der größte der Neptunmonde und der einzige, der groß genug ist, um dies zu erreichen hydrostatisches Gleichgewicht (d. h. ist kugelförmig). In einer Entfernung von 354.759 km von Neptun sitzt er auch zwischen dem inneren und äußeren Mond des Planeten.
Triton folgt einer retrograden und quasi-zirkulären Umlaufbahn und besteht größtenteils aus Stickstoff, Methan, Kohlendioxid und Wassereis. Mit einer geometrischen Albedo von über 70 % und einer Bond-Albedo von bis zu 90 % ist es auch eines der hellsten Objekte im Sonnensystem. Die Oberfläche hat einen rötlichen Farbton, der durch die Wechselwirkung von ultravioletter Strahlung und Methan verursacht wird tholins .
Triton ist auch einer der kältesten Monde im Sonnensystem mit einer Oberflächentemperatur von etwa 38 K (?235,2 °C). Da der Mond jedoch geologisch aktiv ist (was dazu führt, dass Kryovulkanismus ) und Oberflächentemperaturschwankungen, die Sublimation verursachen, ist Triton einer von nur zwei Monden im Sonnensystem, die eine beträchtliche Atmosphäre haben. Diese Atmosphäre besteht wie ihre Oberfläche hauptsächlich aus Stickstoff mit geringen Mengen Methan und Kohlenmonoxid und einem geschätzten Druck von etwa 14 ?bar.
Mit dem CRIRES-Instrument am Very Large Telescope der ESO konnte ein Team von Astronomen feststellen, dass der Sommer auf der Südhalbkugel von Triton in vollem Gange ist. Bildnachweis: ESO
Triton hat eine relativ hohe Dichte von etwa 2 g/cm²3Dies deutet darauf hin, dass Gestein etwa zwei Drittel seiner Masse ausmacht und Eis (hauptsächlich Wassereis) das verbleibende Drittel. Es kann auch ein Schicht aus flüssigem Wasser tief in Triton und bildet einen unterirdischen Ozean. Zu den Oberflächenmerkmalen gehören die große südliche Polkappe, ältere Kraterebenen, die von Gräben und Steilhängen durchzogen sind, sowie jugendliche Merkmale, die durch endogene Oberflächenerneuerung verursacht wurden.
Aufgrund seiner rückläufigen Umlaufbahn und der relativen Nähe zu Neptun (näher als der Mond an der Erde) wird Triton zu den unregelmäßigen Monden des Planeten gruppiert (siehe unten). Darüber hinaus wird angenommen, dass es sich um ein gefangenes Objekt handelt, möglicherweise um einen Zwergplaneten, der einst Teil des Kuipergürtels war. Gleichzeitig sind diese Bahneigenschaften 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 Neptunmond. Es hat eine prograde, aber sehr exzentrische Umlaufbahn und es wird angenommen, dass es sich um einen ehemaligen regulären Satellit handelt, der während der Erfassung von Triton durch Gravitationswechselwirkungen auf seine aktuelle Umlaufbahn gestreut wurde. Auf seiner Oberfläche wurde Wassereis spektroskopisch nachgewiesen. Nereide zeigt große, unregelmäßige Variationen in ihrer 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 Massenverteilung auf seinen Monden wird allgemein angenommen, dass Triton nach der Bildung von Neptuns ursprünglichem Satellitensystem eingefangen wurde – von dem ein Großteil beim Einfangen 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 Kuipergürtel-Objekts ist, das durch eine Begegnung mit Neptun zerstört 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 ausgestoßen 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 führten, dass sie kollidierten und zu einer Trümmerscheibe wurden. Erst nachdem Tritons Umlaufbahn wieder kreisförmig wurde, konnte ein Teil der Trümmer zu den heutigen regulären Monden wieder anwachsen. 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 der Mond Halimede mit einer Wahrscheinlichkeit von 0,41 irgendwann in der Vergangenheit mit Nereide kollidierte. Obwohl nicht bekannt ist, ob eine Kollision stattgefunden hat, scheinen beide Monde ähnliche („graue“) Farben zu haben, was darauf hindeutet, dass Halimede ein Fragment von Nereide sein könnte.
Aufgrund seiner Entfernung von der Sonne war die Mission Voyager 2 die einzige Mission, die Neptun und seine Monde aus der Nähe untersuchte. 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 entsandt werden würde.
Wir haben viele interessante Artikel über Neptun, Neptuns Monde und die transneptunische Region hier bei Universe Today. Hier ist ein vollständiger Artikel über Neptuns Mond Triton , Najade und Nereide und S/2004 N 1 .
Hier ist ein schöner Artikel über die neuesten Transneptunische Objekte entdeckt werden und wie Astronomen sagen mindestens zwei weitere große Planeten im Sonnensystem voraus
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite zur Erforschung des Sonnensystems der NASA mit dem Titel „Neptun: Der windigste Planet“ .
