Prohledat tento blog

Měsíce Neptunu – tajemný Triton

Největším ze 14 Neptunových měsíců je Triton, který má průměr celých 2700 kilometrů. Připadá na něj neuvěřitelných 99,5 % hmoty Neptunových měsíců. Ostatních 13 měsíců a prstence si mezi sebou dělí zbylá 0,5 % hmoty. 

Objev Tritonu  

Nalezl ho William Lassell 17 dní poté, co Johann Gottfried Galle objevil Neptun.  John Herschell (budete si ho nejspíše pamatovat jako muže, který se zasloužil o dnešní jména měsíců velkých planet) krátce po objevu Neptunu navrhl Lassellovi, aby hledal měsíce nové planety. Lassel měl úspěch hned po několika dnech.
Je poněkud zvláštní, Lassell svůj objev nikdy nepojmenoval. Ani John Herschell se zde neangažoval. Své jméno dostal Triton až na popud Camille Fammarion v roce 1880. Měl se jmenovat po synovi boha Poseidona z řecké mythologie. Ještě v roce 1939 se ale jeho jméno plošně nepožívalo – mluvilo se jen všeobecně o „měsíci Neptunu“.

Obrázek: Triton. Zdroj: NASA, http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00317

Oběžná dráha Tritonu a jeho (zatím) vzdálený rozpad 

Stejně jako naprostá většina ostatních měsíců velkých planet, nachází se i Triton v tzv. „vázané rotaci“. Přivrací Neptunu stále stejnou část svého povrchu, podobně jako náš Měsíc Zemi.
Tím ale podobnost s ostatními velkými měsíci plynových obrů končí. Triton byl původně s největší pravděpodobností planetkou – součástí Kuiperova pásu daleko za oběžnou drahou Neptunu. Působením gravitačních sil se vychýlil ze své dráhy a vydal se blíže ke Slunci. Zkřížil pak dráhu Neptunu v takovém úhlu, který ho dovolil velké planetě zachytit ve svém silném gravitačním poli.

Dnes krouží Triton kolem Neptunu retrográdně, tedy opačným směrem, než ostatní měsíce i sama planeta. Tento pohyb „proti srsti“ Triton lehce zpomaluje. Odstředivá síla, která na něj na jeho dráze působí, tak nestačí vyrovnávat gravitaci Neptunu. Tento velký měsíc se proto nachází sice na téměř perfektní kruhové, ale spirální dráze a pomalu se Neptunu přibližuje. Během 100 miliónů překročí tzv. Rocheovu mez, takže ho slapové síly, způsobené gravitací Neptunu roztrhají na kusy. Triton pak vytvoří u Neptunu systém prstenců, který bude velice podobný těm, které pozorujeme u planety Saturnu.

Rocheova mez je teoretická hranice vzdálenosti, pod níž je jedno těleso, držené pohromadě pouze vlastní gravitací, roztrženo vlivem slapových sil druhého tělesa. Udává se zvlášť pro tuhá tělesa (předpokládá se zachování tvaru) a zvlášť pro tělesa kapalná (kde se bere v úvahu deformace slapovými silami).

Vlastnosti Tritonu

Triton oběhne Neptun za 5 dní, 21 hodin, 2 minuty a 40,2 vteřin. Jeho rotační osa je kolmá na rovinu jeho oběhu.

Triton je téměř tak velký jako náš Měsíc, jak je vidět na následujícím obrázku.

Obrázek: Triton ve srovnání se Zemí a Měsícem. Zdroj: public domain, https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Triton_Earth_Moon_Comparison.png?uselang=de

Jeho hustota 2,05 g/cm3 je vyšší, než u srovnatelných kolegů – měsíců Uranu. Albedo Tritonu dosahuje hodnoty 0,76. Triton tedy odráží 76 % světla, které na něj dopadá ze vzdáleného Slunce. Napovídá to, že je jeho povrch většinou pokrytý ledem. 55 % tvoří zmrzlý dusík, 15–35 % vodní led a 10–20 % oxid uhličitý. Přítomno je navíc 0,1 % metanu a 0,05 % oxidu uhelnatého.
Povrchová teplota -235°C dělá z Tritonu nejchladnější těleso Sluneční soustavy.
Atmosféru Tritonu tvoří 99% dusíku a 1 % metanu. Je ale jen velice řídká. V průměru na něm byl naměřen jen tlak 1,4 – 1,9 Pa.

Sonda Voyager 2, která prolétala v roce 1989 kolem Neptunu, vyfotografovala povrch zajímavého velkého měsíce a zaslala obrázky na Zem. Ukázalo se, že Triton má jen málo zřetelných kráterů. To naznačuje, že je Triton geologicky aktivní. Probíhá na něm, stejně jako na mnohých jiných měsících velkých planet, kryovulkanismus.

Kryovulkanismus je druh sopečné činnosti, při němž dochází k výronům chladné hmoty. Na rozdíl od vulkanismu při kryovulkanizmu sopky chrlí hmotu při velice nízkých teplotách, ale i přes to je tento druh geologického procesu v mnohém podobný pozemskému vulkanismu.[1] Na Titanu se předpokládají sopky chrlící metan, na Tritonu to jsou chrliče tekutého dusíku, na Europě a Enceladu pravděpodobně směsice vody a ledu.

Na Tritonu byly nalezeny kromě toho také aktivní gejzíry, které chrlí zmrzlou směs dusíku a prachu až do výšky 8 km. Na fotografiích Voyageru 2 jsou tyto gejzíry vidět jako dýmající body.

Obrázek: Dýmající gejzíry na povrchu Tritonu. Zdroj: von NASA [Public domain], http://voyager.jpl.nasa.gov/gallery/images/neptune/14bg.jpg

Dusík se pak usazuje na povrchu měsíce. Při nahřívání Sluncem stačí teplota na to, aby se dusík začal vypařovat, v něm přítomný metan rozkládat a tvořit pak v usazeninách tmavší skvrny.

Roční období na Tritonu

Když sečteme sklon Tritonovy osy ohledně Neptunu a sklon Neptunovy osy ohledně oběžné dráhy kolem Slunce, dojdeme ke společnému sklonu 188°.

Obrázek: Sklon Tritonovy osy a retrográdní rotace kolem Neptunu. Červenou šipkou je naznačena dráha Tritonu, zelenou šipkou dráha Neptunu. Zdroj: ZYjacklin's modification of NASA / Jet Propulsion Lab / U.S. Geological Survey 's workhttp://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00317 and http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00046

Znamená to, že Triton leží podobně jako Uran a otáčí ke Slunci střídavě oba své póly. I na Tritonu tedy panují výrazná roční období, která trvají kolem 40 let. Právě kvůli tomu se na Tritonu podařilo naměřit nejnižší teplotu ve Sluneční soustavě (na pólu, který byl v době měření už několik desetiletí odvrácen od Slunce).

Obrázek: „Mrak“ v atmosféře Tritonu. Zdroj: NASA, Voyager 2, http://photojournal.jpl.nasa.gov/jpegMod/PIA02203_modest.jpg

Zatímco se na odvráceném pólu sráží a kondenzuje část jeho atmosféry, na Slunci přivráceném pólu právě taje . To nejspíš vede ke zřetelným změnám povrchu v průběhu Tritonových „ročních období“.

Vnitřní složení a oceán

I když máme o Tritonu relativně málo informací, zdá se, že je tzv. „diferencovaným tělesem“. V jeho nitru proběhlo rozdělení původní hmoty na kamenné, silikátové jádro a kolem něj se nacházející vodní plášť. Radioaktivní rozpad v centru jádra by mohl postačit na to, aby byla část pláště
nahřátá na teplotu kolem -90 °C. Díky příměsím amoniaku a jiných prvků by voda mohla být v tekutém stavu a tvořit tak pod povrchem Tritonu oceán.

Nereid 

Zatímco byl Triton objeven ve stejné době jako Neptun, musel si měsíc Nereid na svůj objev počkat sto let. Nereid je měsícem s jednou z nejexcentričtějších oběžných drah ve Slunečním systému.

Obrázek: Nereid a Neptun. Zdroj: von The Singing Badger (en.wikipedia) [Public domain], via Wikimedia Commons

Zbylých dvanáct měsíců jsou malá tělesa, která byla objevena během nebo po průletu sondy Voyager 2.
Čtyři z nich, Naiad, Thalassa, Despina a Galatea obíhají uvnitř Neptunova systému prstenců velice blízko planety.
Měsíc Larissa byl astronomy zaregistrován už v roce 1981 při jednom ze zákrytů vzdálených hvězd Neptunem, původně byl ale považován za součást systému prstenců. Až sonda Voyager 2 odhalila, že se ve skutečnosti jedná o samostatný měsíc.

Obrázek: Neptun a jeho měsíce. Zdroj: NASA, public domain, http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/30/image/a/


Obrázek: Neptun a jeho měsíce. Zdroj: NASA, ESA, and A. Feild (STScI), public domain, http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/30/image/e/

Neregulární měsíce

V letech 2002 – 2004 bylo objeveno několik neregulárních měsíců. Dva z nich (Psamathe a Neso) drží dokonce jeden rekord – mají nejdelší oběžnou dráhu ze všech měsíců Sluneční soustavy. Na jeden oběh potřebují 25 pozemských let. Jejich střední vzdálenost od Neptunu je 125-násobek vzdálenosti Měsíce od Slunce.

Neregulární měsíce se vyznačují excentrickými dráhami, velkou vzdáleností k mateřské planetě a často obíhají retrográdně, tedy proti rotaci planety.

Zatím poslední z Neptunových měsíců objevil vesmírný teleskop Hubble v roce 2013. Dostal prozatímní jméno S/2004 N1.

Vzhledem k velké vzdálenosti se nám nedaří Neptunovy měsíce ze Země dobře pozorovat, zato počítačové simulace odhalují nejedno tajemství vzdáleného systému.
V roce 2002 objevený měsíc Halimede, vykazuje například velkou pravděpodobnost, že se v minulosti srazil s měsícem Nereid. Protože mají obě tělesa stejnou barvu, vycházejí vědci z toho, že se u Halimedu a Nereidu jedná o dva fragmenty dříve roztříštěného většího tělesa.
Vzhledem k podobným drahám mohou být také měsíce Neso a Psamathe částmi většího, kdysi rozpadlého tělesa.

Trojané 

Zvláštním druhem „měsíců“ jsou tzv. „Trojané“. Jedná se o objekty, které se nacházejí v Lagrangeových bodech L4 a L5. Tyto body se tvoří v soustavě dvou velice hmotných těles (Slunce – Neptun) na oběžné dráze planety. Předcházejí a zpožďují se za obíhající planetou o 60 úhlových stupňů.
Dnes známe hned několik Neptunových Trojanů - 2001 QR322,(385571) Otrera, 2005 TN53, (385695) 2005 TO74, 2006 RJ103, (309239) 2007 RW10, 2008 LC18 a 2007 VL305.

Žádné komentáře:

Okomentovat