تم اكتشاف كوكب نبتون ، هذا العملاق الغازي الجليدي وهو الكوكب الثامن من شمسنا ، في عام 1846 من قبل عالمين فلكين - أوربان لو فيرييه ويوهان جالي. تمشيا مع اصطلاح التسمية الكوكبية ، تم تسمية نبتون على اسم إله البحر الروماني (أي ما يعادل اليونانية بوسيدون). وبعد سبعة عشر يومًا فقط من اكتشافه ، بدأ علماء الفلك في ملاحظة أن لديه أيضًا نظامًا من الأقمار.
في البداية ، كان يمكن ملاحظة ترايتون - أكبر أقمار نبتون - فقط. ولكن بحلول منتصف القرن العشرين وبعد ذلك ، وبفضل التحسينات في التلسكوبات الأرضية وتطوير مجسات الفضاء الروبوتية ، سيتم اكتشاف المزيد من الأقمار. لدى نبتون الآن 14 قمرا صناعيا معروفا ، وتكريمًا لكوكبهم الأم ، تم تسميتهم جميعًا باسم آلهة المياه الثانوية في الأساطير اليونانية.
الاكتشاف والتسمية:
تريتون ، لكونه أكبر وأضخم أقمار نبتون ، كان أول من تم اكتشافه. لاحظه ويليام لاسيل في العاشر من أكتوبر عام 1846 ، بعد سبعة عشر يومًا فقط من اكتشاف نبتون. سوف يمر ما يقرب من قرن قبل أن يتم اكتشاف أي أقمار أخرى.
الأول كان نيريد ، ثاني أكبر وأضخم قمر نبتون ، والذي تم اكتشافه في الأول من مايو عام 1949 بواسطة جيرارد بي كويبر (بالنسبة له كوبر بيلت تم تسميته) باستخدام لوحات فوتوغرافية من مرصد ماكدونالد في فورت ديفيس ، تكساس. القمر الثالث ، سمي فيما بعد لاريسا ، لوحظ لأول مرة من قبل Harold J. Reitsema و William B. Hubbard و Larry A. Lebofsky و David J. Tholen في 24 مايو 1981.
صورة مركبة تلسكوب هابل الفضائي تظهر موقع القمر المكتشف حديثًا ، المعين S / 2004 N 1. الائتمان: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وم. شوالتر (معهد SETI).
كان اكتشاف هذا القمر صدفة بحتة ، وحدث نتيجة البحث المستمر عن حلقات مشابهة لـ تلك المكتشفة حول أورانوس قبل أربع سنوات. إذا كانت الحلقات موجودة بالفعل ، فإن سطوع النجم سينخفض قليلاً قبل اقتراب الكوكب الأقرب. أثناء مراقبة اقتراب نجم من نبتون ، انخفض لمعان النجم ، ولكن لعدة ثوانٍ فقط. يشير هذا إلى وجود قمر بدلاً من حلقة.
لم يتم العثور على أقمار أخرى حتى السفر 2 حلقت بواسطة نبتون في عام 1989. وأثناء مروره عبر النظام ، أعاد المسبار الفضائي اكتشاف لاريسا واكتشف خمسة أقمار داخلية إضافية: نياد ثالاسا ديسبينا جالاتيا وبروتيوس.
في عام 2001 ، وجد مسحان باستخدام تلسكوبات أرضية كبيرة - مرصد سيرو تولولو الدولي وتلسكوبات كندا وفرنسا وهاواي - خمسة أقمار خارجية إضافية مما رفع العدد الإجمالي إلى ثلاثة عشر. أعادت استطلاعات المتابعة التي أجراها فريقان في عامي 2002 و 2003 على التوالي ملاحظة كل هذه الأقمار الخمسة - والتي كانت Halimede و Sao و Psamathe و Laomedeia و Neso.
ثم في 15 يوليو 2013 ، كشف فريق من علماء الفلك بقيادة مارك ر. شوالتر من معهد SETI أنهم اكتشفوا قمر الرابع عشر غير المعروف سابقًا في الصور التي التقطتها تلسكوب هابل الفضائي من 2004-2009. يُعتقد أن القمر الرابع عشر الذي لم يتم تسميته بعد ، والذي تم تحديده حاليًا باسم S / 2004 N 1 ، لا يزيد قطره عن 16-20 كم.
تماشيًا مع العرف الفلكي ، فإن أقمار نبتون كلها مأخوذة من الأساطير اليونانية والرومانية. في هذه الحالة ، تم تسمية جميعها باسم آلهة البحر ، أو لأطفال بوسيدون (والتي تشمل Triton و Proteus و Depsina و Thalassa) ، والنظام الغذائي اليوناني الصغير للمياه (Naiad و Nereid) أو Nereids ، حوريات الماء في الأساطير اليونانية ( Halimede و Galatea و Neso و Sao و Laomedeia و Psamathe).
ومع ذلك ، لم يتم تسمية العديد من الأقمار رسميًا حتى القرن العشرين. الاسم تريتون ، الذي اقترحه في الأصل كميل فلاماريون في كتابه عام 1880 شعبي علم الفلك ، ولكن لم يكن شائع الاستخدام حتى ثلاثينيات القرن الماضي على الأقل.
الأقمار الداخلية (العادية):
أقمار نبتون العادية هي تلك الأقرب إلى الكوكب والتي تتبع مدارات تقدم دائرية تقع في المستوى الاستوائي للكوكب. هم ، بالترتيب من حيث المسافة من نبتون: نياد (48227 كم) ، ثالاسا (50.074 كم) ، دسبينا (52.526 كم) ، جالاتيا (61.953 كم) ، لاريسا (73.548 كم) ، S / 2004 N 1 (105300 ± 50 كم ) و Proteus (117.646 كم). تقع جميعها باستثناء المدارين الخارجيين في مدار نبتون المتزامن (مما يعني أن مدار نبتون أبطأ من الفترة المدارية (0.6713 يومًا) وبالتالي يتم تباطؤ مدته.
ترتبط ارتباطا وثيقا مع الأقمار الداخلية نظام الحلقة الضيقة لنبتون . يدور القمران الأعمق ، نياد وثالاسا ، بين حلقتين جالي وليفيرير ، بينما يدور ديسبينا داخل حلقة ليفرير. يدور القمر التالي ، جالاتيا ، داخل حلقة آدمز الأبرز ، وتساعد جاذبيته في الحفاظ على الحلقة من خلال احتواء جزيئاتها.
استنادًا إلى بيانات الرصد والكثافات المفترضة ، يقيس Naiad 96 × 60 × 52 كم ويزن حوالي 1.9 × 1017كلغ. في الوقت نفسه ، يبلغ قياس Thalassa 108 × 100 × 52 كم ويزن 3.5 × 1017كلغ؛ يبلغ مقاس ديسبينا 180 × 148 × 128 ويزن 21 × 1017كلغ؛ تبلغ أبعاد Galatea 204 × 184 × 144 ويزن 37.5 × 1017كلغ؛ يبلغ حجم لاريسا 216 × 204 × 168 ويزن 49.5 × 1017كلغ؛ S / 2004 N1 يبلغ قطرها من 16 إلى 20 كم ويزن 0.5 ± 0.4 × 1017كلغ؛ ويبلغ مقاس Proteus 436 × 416 × 402 ويزن 50.35 × 1017كلغ.
تم تصوير أكبر قمرين عاديين فقط بدقة كافية لتمييز أشكالهما وميزات سطحهما. ومع ذلك ، باستثناء لاريسا وبروتيوس (اللذان تم تقريبهما إلى حد كبير) يُعتقد أن جميع أقمار نبتون الداخلية مستطيلة الشكل. بالإضافة إلى أن جميع الأقمار الداخلية أجسام مظلمة ، وتتراوح البياض الهندسي من 7 إلى 10٪.
كما أشارت أطيافهم أيضًا إلى أنها مصنوعة من جليد الماء الملوث ببعض المواد المظلمة جدًا ، وربما المركبات العضوية. في هذا الصدد ، تشبه أقمار نبتون الداخلية أقمار أورانوس الداخلية.
الأقمار الخارجية (غير المنتظمة):
تتكون أقمار نبتون غير المنتظمة من الأقمار الصناعية المتبقية للكوكب (بما في ذلك تريتون). وهي تتبع بشكل عام مدارات مائلة لا مركزية وغالبًا ما تكون رجعية بعيدًا عن نبتون ؛ الاستثناء الوحيد هو Triton ، الذي يدور بالقرب من الكوكب في مدار دائري ، على الرغم من رجوعه وميله.
حسب المسافة من الكوكب ، فإن الأقمار غير المنتظمة هي Triton و Nereid و Halimede و Sao و Laomedeia و Neso و Psamathe ، وهي مجموعة تضم كلاً من الأجسام المتقدمة والرجعية. باستثناء Triton و Nereid ، فإن أقمار نبتون غير المنتظمة تشبه تلك الموجودة في الكواكب العملاقة الأخرى ويعتقد أن نبتون قد استولى عليها عن طريق الجاذبية.
من حيث الحجم والكتلة ، فإن الأقمار غير المنتظمة متسقة نسبيًا ، حيث يتراوح قطرها بين حوالي 40 كم و 4 × 1016كجم في الكتلة (Psamathe) إلى 62 كم و 16 × 1016كجم لحالميد.
تريتون ونيريد:
يعتبر Triton و Nereid من الأقمار الصناعية غير المنتظمة غير العادية ، وبالتالي يتم التعامل معها بشكل منفصل عن الأقمار الخمسة الأخرى غير المنتظمة لـ Neptunian. بين هذين القمرين وغير المنتظمين الآخرين ، لوحظت أربعة اختلافات رئيسية.
بادئ ذي بدء ، هما أكبر قمرين غير منتظمين معروفين في النظام الشمسي. يعتبر Triton نفسه أكبر من جميع الأقمار غير المنتظمة المعروفة الأخرى ويشتمل على أكثر من 99.5٪ من الكتلة المعروفة التي تدور حول نبتون (بما في ذلك حلقات الكوكب وثلاثة عشر قمراً آخر معروف).
فسيفساء الألوان العالمية من Triton ، التي التقطتها فوييجر 2 في عام 1989. Credit: NASA / JPL / USGS
ثانيًا ، كلاهما لهما محاور صغيرة وشبه كبيرة بشكل غير معتاد ، مع كون تريتون أكبر بترتيب من حيث الحجم أصغر من تلك الموجودة في جميع الأقمار غير المنتظمة الأخرى المعروفة. ثالثًا ، كلاهما لهما انحرافات مدارية غير معتادة: يمتلك نيريد أحد أكثر المدارات انحرافًا عن أي قمر صناعي غير منتظم معروف ، ومدار تريتون عبارة عن دائرة شبه كاملة. أخيرًا ، لدى نيريد أيضًا أدنى ميل من أي قمر صناعي غير منتظم معروف
يبلغ متوسط قطرها حوالي 2700 كم وكتلة 214080 ± 520 × 1017كجم ، تريتون هو أكبر أقمار نبتون ، والوحيد الذي يكفي لتحقيقه التوازن الهيدروستاتيكي (أي كروي الشكل). على مسافة 354759 كم من نبتون ، يقع أيضًا بين أقمار الكوكب الداخلية والخارجية.
يتبع Triton مدارًا رجعيًا وشبه دائري ، ويتكون بشكل كبير من النيتروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون وجليد الماء. مع البياض الهندسي الذي يزيد عن 70٪ وبوند البيدو بنسبة 90٪ ، فهو أيضًا أحد ألمع الأجسام في النظام الشمسي. السطح له صبغة حمراء ، تمتلك تفاعل الأشعة فوق البنفسجية والميثان ، مما تسبب ثولين .
يعد Triton أيضًا أحد أبرد الأقمار في النظام الشمسي ، حيث تبلغ درجة حرارة سطحه حوالي 38 كلفن (235.2 درجة مئوية). ومع ذلك ، نظرًا لأن القمر نشط جيولوجيًا (مما ينتج عنه البراكين ) والتغيرات في درجة حرارة السطح التي تسبب التسامي ، يعد Triton واحدًا من قمرين فقط في النظام الشمسي لهما غلاف جوي كبير. يشبه هذا الغلاف الجوي إلى حد كبير سطحه ، ويتألف بشكل أساسي من النيتروجين بكميات صغيرة من الميثان وأول أكسيد الكربون ، ويقدر ضغطه بحوالي 14 بار.
باستخدام أداة CRIRES على تلسكوب كبير جدًا التابع لـ ESO ، تمكن فريق من علماء الفلك من رؤية الصيف على قدم وساق في نصف الكرة الجنوبي لتريتون. الائتمان: ESO
يحتوي Triton على كثافة عالية نسبيًا تبلغ حوالي 2 جم / سم3مما يشير إلى أن الصخور تشكل حوالي ثلثي كتلتها ، وأن الجليد (الجليد المائي بشكل أساسي) يمثل الثلث المتبقي. قد يكون هناك أيضًا ملف طبقة من الماء السائل عميقًا داخل تريتون ، مكونًا محيطًا جوفيًا. تشمل السمات السطحية الغطاء القطبي الجنوبي الكبير ، والطائرات القديمة المليئة بالحفر والتي تتقاطع مع النتوءات والندبات ، فضلاً عن السمات الشبابية الناتجة عن الظهور الداخلي المنشأ.
بسبب مداره إلى الوراء وقربه النسبي من نبتون (أقرب من القمر إلى الأرض) ، تم تجميع تريتون مع أقمار الكوكب غير المنتظمة (انظر أدناه). بالإضافة إلى ذلك ، يُعتقد أنه كائن تم أسره ، وربما كوكب قزم كان ذات يوم جزءًا من حزام كايبر. في الوقت نفسه ، فإن هذه الخصائص المدارية هي السبب في أن Triton يعاني من تباطؤ المد والجزر. وستتحول في النهاية إلى الداخل وتصطدم بالكوكب في حوالي 3.6 مليار سنة.
نيريد هو ثالث أكبر قمر لنبتون. له مدار متقدم ولكنه غريب الأطوار ويعتقد أنه قمر صناعي سابق كان منتشرًا في مداره الحالي من خلال تفاعلات الجاذبية أثناء أسر تريتون. تم الكشف عن الجليد المائي بشكل طيفي على سطحه. يُظهر Nereid اختلافات كبيرة غير منتظمة في الحجم المرئي ، والتي ربما تكون ناجمة عن الاستباقية القسرية أو الدوران الفوضوي جنبًا إلى جنب مع شكل ممدود وبقع ساطعة أو داكنة على السطح.
تشكيل:
نظرًا للتوزيع غير المتوازن للكتلة في أقمارها ، يُعتقد على نطاق واسع أن تريتون قد تم التقاطه بعد تشكيل نظام الأقمار الصناعية الأصلي لنبتون - والذي كان من الممكن أن يتم تدمير الكثير منه أثناء عملية الاستيلاء عليه. تم تقديم العديد من النظريات فيما يتعلق بآليات الاستيلاء عليها على مر السنين.
الأكثر قبولًا على نطاق واسع هو أن Triton هو عضو حي في كائن ثنائي حزام كايبر الذي تعطل بسبب مواجهة مع نبتون. في هذا السيناريو ، كان التقاط Triton نتيجة لقاء ثلاثي الأجسام ، حيث سقط في مدار رجعي بينما تم تدمير الجسم الآخر أو طرده في هذه العملية.
كان مدار تريتون عند الاستيلاء عليه غريب الأطوار للغاية ، وكان من الممكن أن يتسبب في اضطرابات فوضوية في مدارات أقمار نبتون الأصلية الداخلية ، مما يتسبب في اصطدامها وتحويلها إلى قرص من الركام. فقط بعد أن أصبح مدار تريتون دائريًا مرة أخرى يمكن لبعض الأنقاض أن تتجمع مرة أخرى في الأقمار العادية الحالية. هذا يعني أنه من المحتمل أن الأقمار الصناعية الداخلية الحالية لنبتون ليست هي الأجسام الأصلية التي تشكلت مع نبتون.
تظهر المحاكاة العددية أن هناك احتمال 0.41 أن القمر Halimede قد اصطدم مع نيريد في وقت ما في الماضي. على الرغم من أنه من غير المعروف ما إذا كان قد حدث أي تصادم ، يبدو أن كلا القمرين لهما ألوان ('رمادية') متشابهة ، مما يعني أن Halimede يمكن أن يكون جزءًا من نيريد.
نظرًا لبعدها عن الشمس ، كانت المهمة الوحيدة لدراسة نبتون وأقماره عن قرب هي مهمة فوييجر 2. وعلى الرغم من عدم التخطيط حاليًا لأي مهام ، فقد تم تقديم العديد من المقترحات التي من شأنها أن ترى إرسال مسبار آلي إلى النظام في وقت ما في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين أو أوائل العقد الثالث من القرن الحالي.
لدينا العديد من المقالات الشيقة حول نبتون وأقمار نبتون ومنطقة عبر نبتون هنا في Universe Today. إليك مقالة كاملة عن القمر نبتون تريتون و نياد و نيريد و S / 2004 N 1 .
هذه مقالة جميلة عن الأحدث كائنات عبر نبتون ليتم اكتشافها وكيف يتوقع عالم الفلك وجود اثنين على الأقل من الكواكب الكبيرة الأخرى في النظام الشمسي
لمزيد من المعلومات ، راجع صفحة استكشاف النظام الشمسي التابعة لناسا بعنوان 'نبتون: أكثر كوكب عاصف' .
