Загадкові супутники в сонячній системі

За останні п`ять років астрономи нарахували в нашій Сонячній системі кілька десятків супутників (на момент підготовки цієї статті було 86), що рухаються навколо своїх планет в напрямку, протилежному їх обертанню! Вони отримали назву нерегулярних (на відміну від регулярних, що звертаються в прямому напрямку по відношенню до своїх планет). Схоже, що нерегулярні супутники виникли в ті давні часи, коли гравітаційні впливу новонароджених планет зривали менші за розмірами тіла з їх споконвічних орбіт і переводили їх на зворотні орбіти.

Вченим стало ясно, що вивчення цих процесів може пролити світло на самі ранні стадії формування Сонячної системи.

«Подорожні» планет-гігантів

Як не дивно, перший нерегулярний супутник, названий Тритоном, був виявлений ще в 1846 році у передостанній з відомих планет Сонячної системи - Нептуна. Цьому супутнику, можна сказати, пощастило, оскільки більшість нерегулярних супутників через їхні малі розміри і слабкою світності виявити дуже важко. До того ж, на відміну від регулярних супутників, вони розсіяні по великому простору. Наприклад, найвіддаленіший регулярний супутник Юпітера знаходиться на відстані двох мільйонів кілометрів від своєї планети, а відомі нерегулярні супутники Юпітера обертаються на видаленні від нього на 30 мільйонів кілометрів!
Нагадаємо, що планетами-гігантами в нашій Сонячній системі є Юпітер, Сатурн, Уран і Нептун.

До недавнього часу за Юпітером «числилися» 8 регулярних супутників і 55 нерегулярних, за Сатурном - 21 регулярний і 26 нерегулярних, за Ураном - 18 регулярних і 9 нерегулярних, за Нептуном - 6 регулярних і 7 нерегулярних і за Плутоном - 1 регулярний супутник. Зараз картина різко змінилася. Виявилося, що чотири гігантські планети мають безліч нерегулярних супутників. Згідно з результатами екстраполяції наявних астрономічних даних, у кожної з планет-гігантів має бути близько с т а (!) Нерегулярних супутників діаметром понад кілометр! В системі супутників Юпітера ці розміри коливаються в діапазоні від 180 кілометрів (у Гімалія) до двох кілометрів у найдрібніших «попутників». Ці супутники рухаються по найскладнішим в Сонячній системі - петлеподібним орбітах. Оскільки нерегулярні «попутники» знаходяться на дуже великій відстані від своїх планет на них майже в рівній мірі діють гравітаційні сили своєї планети і Сонця. В результаті відбувається швидка прецесія орбіти супутника (повороту великий осі її еліпса).

ритми космосу

Якщо зазначена прецесія відповідає частоті обертання планети навколо Сонця, супутник потрапляє в резонанс. У цій ситуації поступово накопичуються наслідки сонячної гравітації, що деформують орбіту супутника: її еліпс витягується до такої міри, що супутник або стикається зі своєю планетою, або вривається в гравітаційні «обійми» Сонця! Аналіз різних впливів на рух супутника дозволив виявити в системі Юпітера до 17 осколків розбився при зіткненні більшого «попутника».

Відео: Супутники чужих планет. Які вони? Чужі Місяця у Всесвіті. Супутники Сонячної Системи

Одним з небагатьох добре вивчених нерегулярних супутників є супутник Сатурна Феба. Він був досліджений космічним міжпланетним зондом "Кассіні" в червні 2004 року. З його допомогою вдалося отримати чіткі зображення численних кратерів і спектри відбитого сонячного світла, що свідчать про наявність на Фебе льоду з води і двоокису вуглецю. Супутники планети Нептун Тритон і Нереїда, досліджені зондом «Вояджер-2». теж виявилися покритими кригою. Отже, вони сформувалися далеко від Сонця.

Відео: Це цікаво: 10 найдивніших супутників Сонячної системи

Залишки «будівельного матеріалу»

Є підстави припускати, що нерегулярні супутники є залишками «будівельного матеріалу» від формування планет. Подібно астероїдів і ядер комет вони спочатку зверталися навколо Сонця, а потім були захоплені планетами. Знаменита комета Шумейкеров-Леві 9, наприклад була захоплена найскладнішими гравітаційними взаємодіями і виявилася на тимчасовій орбіті навколо Юпітера, після чого в 1994 році була розірвана гравітаційними силами планети і впала на неї. Якби цього не сталося, то через сотні років комета знову опинилася б на геліоцентричної орбіті! Астрономам відомі кілька випадків повернення в околосолнечное простір об`єктів після тимчасового «полону» їх Юпітером.

варіанти захоплення

в 70-х роках минулого століття теоретики запропонували три варіанти сценарію захоплення супутників. При першому варіанті «кандидат» в супутники, якщо він малий за розмірами, згорить в атмосфері планети, повз яку пролітає Якщо ж «кандидат» великий за розмірами, він пройде крізь неї і продовжить свій шлях по орбіті навколо Сонця. Тільки при середніх розмірах «заблукало» небесне тіло виявиться захопленим планетою.

Другий механізм захоплення спрацьовує на стадії зростання планети. Астероїди і інші «кандидати» в супутники потрапляють у своєрідну гравітаційну пастку через різке зростання їх маси планети. Як і в попередньому сценарії, цей варіант не пояснює наявності супутників у Нептуна і Урану, які не переймалися різкого збільшення своєї маси.

У 1971 році був запропонований третій варіант, що цікавить нас проблеми, основу якого становить процес зіткнення двох тіл в космосі. Але пізніше з`ясувалося, що захоплення може статися і без зіткнення. У травні 2006 року астрономи запропонували інший варіант потрійного захоплення: при ньому система «супутник - планета» розривається гравітаційними силами, один з компонентів викидається з системи, а другий - виходить на свою орбіту.

Звідки взялися «попутники»?

Згідно з новітніми астрономічними відкриттів, всі чотири гігантські планети в Сонячній системі оточені нерегулярними супутниками. У пошуках їх походження вчені зосередилися на вивченні сценарію потрійного захоплення «кандидатів». Саме потрійний захоплення може пояснити майже однакову кількість нерегулярних супутників у планет-гігантів.

Однак залишається питання: звідки взялися ці супутники? Вчені пропонують два варіанти відповіді на це питання. Згідно з першим варіантом, «кандидатами» могли бути астероїди і ядра комет, які опинилися в тому ж районі Сонячної системи, що і захопили їх планети. Другий варіант відповіді виходить з припущення про те, що приблизно через 700 мільйонів років після завершення формування планет Сонячна система була рясно засмічена планетезималями ( «зародками» майбутніх небесних тіл). У якийсь момент під час «вирулювання» великих планет на їх сучасні орбіти і в результаті потужних гравітаційних взаємодій Сатурна і Юпітера міріади астероїдів і комет були розсіяні в космічному просторі. Деякі з цих блукаючих тел могли бути захоплені великими планетами. Основна ж частина розсіяних «кандидатів» в супутники зосередилася за орбітою Нептуна в так званому поясі Койпера.

перспективи

Зараз активно триває вивчення систем нерегулярних супутників. Уже вдалося довести, що захоплення «кандидатів» в ці супутники відбувалися на ранніх етапах еволюції Сонячної системи, оскільки в більш пізні часи умов для цього вже не було. Крім того, схожість систем нерегулярних супутників у планет-гігантів свідчить про появу цих «попутників» в результаті потрійного захоплення - єдиного механізму, відповідного як для Нептуна, так і для Юпітера, Таким чином, нерегулярні супутники, які зосередилися навколо планет-гігантів, зберігають пам`ять про події, що сталися не один мільйон років тому.