ПРИРОДНІ СУПУТНИКИ: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ФОРМУВАННЯ, ФУНКЦІЇ, ПРИКЛАДИ - АРТЕ - 2025

Природні супутники - скелясті тіла, пов'язані з планетами силою тяжіння. Зазвичай вони менші за планету, на якій орбітують. Природні супутники ще називають «місяцями», оскільки Місяць є природним супутником Землі. Присутність цих зірок є досить частою справою, тому що, крім Меркурія, Венери та Церери, інші планети Сонячної системи навколо себе обходять навколо себе місяці.

Загальна кількість супутників у Сонячній системі невідома, оскільки вважається, що ще потрібно відкрити ще багато. Дотепер було зафіксовано існування 181, з яких найбільше число на планеті Сатурн: 82.

Деякі природні супутники Сонячної системи. Ганімед, за ним - Титан, Каллісто, Іо та Місяць - найбільші. У Венери 0 міс. Нептун має 14. Користувач: primefac

У природних супутників немає супутників, проте є астероїди, які є, наприклад (243) Айда - астероїд із природним супутником: Дактил.

Єдиний природний супутник, видимий неозброєним оком, - це наш власний Місяць. Щоб побачити супутники Юпітера, вам потрібен телескоп. Галілей Галілей першим виявив чотири найбільші в 1610 році і охрестив їх міфологічними іменами: Іо, Каллісто, Європа та Ганімед.

Відтоді кожному новому виявленому супутнику присвоєно міфологічне ім'я, за винятком тих, які називають Уран, які названі на честь персонажів Вільяма Шекспіра.

Ця анімація показує природний супутник, який обертається навколо материнської планети. Джерело: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - fr Accueil fr: Accueil

Навчання

Походження природних супутників датується самим формуванням Сонячної системи. Найпоширенішою в даний час гіпотезою є туманна гіпотеза: із залишків наднової утворилася туманність космічного газу та пилу, яка завдяки силі тяжіння агломерирувала достатньо речовини, щоб створити Сонце в першу чергу.

Після створення Сонця навколо нього залишався обертовий диск газу і пилу, як це спостерігалося у молодих зірок, у яких ці диски часті.

Матерія в диску, який оточує зірку, конденсується, коли вона охолоджується, і частинки, що складають її, стикаються. З часом утворилися планетимасили, ембріони майбутніх планет і таким же чином могли формуватися супутники.

Таким чином космологи вважають, що всі тіла, які містить Сонячна система, були сформовані, включаючи саме Сонце, планети, супутники, астероїди та комети. Процес агломерації та ущільнення речовини називається нарощенням.

Тепер залишається питання, як кожна планета придбала свої природні супутники. У нашій Сонячній системі скелясті планети або внутрішні планети мають мало супутників. Меркурій і Венера цього не роблять. У Землі є лише одна, яка є Місяцем, а у Марса два: Фобос і Деймос.

Але газоподібні зовнішні планети рахують свої місяці десятками. Отже, є кілька теорій, які намагаються пояснити це:

-Спутники відірвалися від планети і залишилися на її орбіті

-Планета захопила супутник

-Бота планета і супутник сформували систему з самого початку.

Рухи природних супутників

Порівняння розмірів між Землею та Місяцем. Аполлон 17 Картина всієї Землі: НАСАТелескопічне зображення повного Місяця: Григорій Х. Ревера

Гравітаційні взаємодії між тілами Сонячної системи призводять до складних сценаріїв руху супутників. Ці взаємодії модифікують орбіти та відомі рухи перекладу та обертання, додаються й інші, наприклад, бібліотеки.

Бібліотеки або коливання Місяця - це коливальні супутникові рухи, які спостерігаються із Землі. Завдяки бібліотекам, хоча Місяць завжди показує однакове обличчя до Землі, можна побачити невеликий додатковий відсоток невидимої сторони.

Взаємодії також змінюють зовнішній вигляд супутників, а це, в свою чергу, планети, навколо якої вони обертаються. Трохи більше про це буде сказано пізніше.

Типи природних супутників

Що стосується типів, то природними супутниками можуть бути, наприклад:

Регулярні супутники

Регулярні супутники обертаються в тому ж напрямку, що і їхня материнська планета навколо Сонця, тому, швидше за все, вони виникли одночасно або є наслідком якоїсь катастрофічної події, яку зазнала планета у віддалені часи.

Нерегулярні супутники

Вони майже завжди обертаються в протилежному напрямку від материнської планети (вони ретроградні), а їх орбіта має більшу ексцентриситет і вони віддаленіші, через що потрапляють до категорії ймовірних захоплених супутників.

Тимчасові супутники

Зазвичай вони являють собою невеликі астероїди, захоплені планетою на час, які потім продовжують проникати у космос. Вважається, що малий 2006 р. RH120, довжиною близько 10 футів, досягає орбіти Землі кожні 20 років і захоплюється там, хоча, можливо, це не єдиний тимчасовий супутник Землі.

Існують також інші назви природних супутників відповідно до впливу, який вони мають на планету або відповідно до конфігурації її орбіти.

Функція

Природні супутники планет не були створені для виконання певної функції, на відміну від штучних супутників. Вони існують завдяки безлічі гравітаційних типів взаємодій та інших фізичних процесів, які ще частково невідомі.

Орбіта

Однак супутники мають надзвичайний вплив на планети, навколо яких вони обертаються. Досить подумати про вплив припливів, щоб зрозуміти, який величезний вплив має Місяць на Землю.

І не тільки це, Місяць також сприяє формуванню орбіти Землі, так що якби вона відсутня, на клімат та умови життя тут суттєво вплинуло б.

Аналогічно, місяці інших планет допомагають встановити орбіти батьківських планет і налаштувати їх характеристики.

Конфігурація кільця

Варто згадати випадок супутників вівчарок на зовнішніх планетах, так званих, тому що своєю силою тяжіння вони допомагають підтримувати конфігурацію кілець на таких планетах, як Сатурн, планета з найбільш помітними кільцями.

Навколо Сатурна є тонкий диск матеріалу, що складається з дуже дрібних частинок. Орбіта деяких його лун, як Мімас, проходить через диск, розділяючи його на кільця. Потім йдеться про те, що супутники гравітаційно «пасуть» ці кільця, залишаючи місце, що оточує їх орбіту, вільним.

Припливні сили

Сили припливу присутні між планетою та її супутниками, наприклад між Землею та Місяцем. Вони пов'язані з тим, що обидва - це розширені тіла, тобто з вимірюваними розмірами.

Отже, гравітаційна взаємодія між ними не є повністю однорідною, оскільки є точки, ближче одна до одної, де величина сили тяжіння більша.

Пам’ятайте, що гравітаційне притягання залежить від відстані між предметами. Якщо ми хочемо обчислити їх значення між Землею та Місяцем за рівнянням Ньютона, ми зазвичай робимо це, замінюючи їхні маси та відстань між їх центрами.

Роблячи це таким чином, ми припускаємо, що маси обох зосереджені прямо в центрі.

Але все змінюється, якщо взяти до уваги точку на Землі, розташовану на певній відстані від центру. Наприклад, на наступному малюнку гравітаційне тягнення Місяця (зліва) дещо відрізняється в точках A, B, C і D. Принаймні, ми очікуємо, що він буде сильнішим у точці A, яка ближче, і менший у точці В, яка далі.

Малюнок 3. Сили припливів, що чинять переважно Місяць, спричиняють зростання океанів до нього під час високих припливів. Джерело: Wikimedia Commons. Еман.

Насправді різниця не надто велика, але її достатньо, щоб викликати наземні припливи, оскільки океанічні маси, будучи рідиною, легше деформуються легким гравітаційним тягою, яке здійснює Місяць.

Аналогічна взаємодія відбувається між Землею і Сонцем, незважаючи на те, що Сонце знаходиться набагато далі, але потрібно враховувати, що воно є більш масивним.

Високі та низькі припливи

Періодично вплив Місяця та Сонця супроводжується, і тоді припливи вищі. Це відбувається в молодик або повний місяць, коли три зірки вирівняні. З іншого боку, коли вони знаходяться під прямим кутом, ефекти припливів протидіють один одному.

Сили припливу не властиві лише системі Земля - ​​Місяць, але також присутні у всій Сонячній системі

Природні супутники Землі

Вид на Місяць, єдиний природний супутник Землі. Джерело: Макс Пікселі.

Єдиний природний супутник Землі - наш Місяць. Це найбільший супутник порівняно з материнською планетою.

Незважаючи на те, що його поверхня є негостою, її вплив надзвичайний для життя на Землі: сила її сили змінила орбіту Землі, подовжуючи період світла, щоб дати можливість рослинам проводити фотосинтез.

На Місяці немає дихаючої атмосфери, їй не вистачає рідкої води і різкі зміни температури. Але завдяки йому відбуваються пори року та припливи, і він також перетворював атмосферу Землі, роблячи її дихаючою.

Як би цього було недостатньо, воно слугує посібником для сільського господарства і є вічним джерелом натхнення для вчених, філософів, поетів та любителів.

Природні супутники Марса

Малюнок 5. Фобос і Деймос. Джерело: Wikimedia Commons. Не надано машиночитаного автора. RHorning передбачається (на основі претензій щодо авторських прав). .

Це два невеликих (приблизно 10 км в максимальному діаметрі) і нерегулярні супутники, виявлені в кінці 19 століття американським астрономом Асафом Холом: Фобосом і Деймосом.

Вони, ймовірно, походили від астероїдного пояса, який розділяє внутрішню і зовнішню планети і був витягнутий марсіанським тяжінням.

Вони орбітують дуже близько до червоної планети, найближчий Фобос - на орбіті 3000 км або менше. Астрономи вважають, що він врешті-решт випаде на поверхню Марсія. Що стосується Деймоса, то, можливо, він уникне сили тяжіння Марса, щоб стати незалежним астероїдом.

Природні супутники Юпітера

Порівняння розмірів між галілейськими супутниками, Землею та Місяцем. Джерело: Wikimedia Commons. Hydra92.

4 найбільші супутники Юпітера були виявлені завдяки нещодавно випущеному телескопу Галілея, саме тому їх називають галілейськими супутниками. Але газовий гігант поки що має не менше 79 лун, хоча Галілейські місяці є найбільшими, порівняними за розмірами з планетою Меркурій.

Один з них, Іо, має атмосферу, робить повний оберт навколо Юпітера лише за 2 дні і має середню щільність, подібну до Місяця.

Зі свого боку, Європа скеляста і має тонку атмосферу. Навколо планети потрібно менше 4 днів, і вчені вважають, що вона має тектонічну активність, як і Земля.

Ганімед і Каллісто - найбільші місяці, що займають тиждень на орбіті. Ганімед, найбільший з лун у всій Сонячній системі, має власне магнітне поле, тонку атмосферу з киснем і може містити рідку воду, як це робить Каллісто.

У Юпітера також є велика кількість інших лун, як регулярних, так і нерегулярних, деякі, можливо, утворені частиною тієї ж туманності, що виникла Юпітером шляхом нарощення. Інших, особливо нерегулярних, напевно захопила гравітація Джовіана, коли вони випадково пройшли досить близько до планети.

Природні супутники Сатурна

Мімас, супутник Сатурна в зображенні, знятому з Кассіні. Джерело: Wikimedia Commons.

Сатурн - планета з найбільшою кількістю супутників, приблизно 82 за останніми підрахунками. Вони утворюють досить складну систему, в якій виділяються супутники вівчарок, троянці, ті, що поділяють орбіти та безліч супутників.

Найважливіший, завдяки своїм розмірам і тому, що в ньому атмосфера, - це Титан. Цей Місяць є другим за величиною у всій Сонячній системі, після Ганімеда, і видно з Землі за допомогою телескопа.

До середини 20 століття Джерард Куйпер вже виявив метан в атмосфері Титану, але завдяки місії Кассіні-Гюйгенса ми тепер знаємо, що на Титані перебувають вітри до 210 м / с.

Для порівняльних цілей урагани категорії 5 є найбільш інтенсивними та мають вітри зі швидкістю понад 70 м / с. Так само дощі на Титані є метановими, тому прогноз небажаний.

Мімас - ще один цікавий супутник Сатурна, хоча і менший за Титан. Ми згадували про нього раніше, як кільця-пастуха. Але те, що вражає його крижана поверхня, - це масований кратер, що отримав назву Гершель після його відкриття. У центрі кратера є гора висотою близько 6000 метрів.

Зі свого боку, Іапет відрізняється тим, що одна сторона помітно темніша за іншу, хоча причина невідома. Він також має свій гігантський кратер удару діаметром 500 км, він розташований на великій відстані від Сатурна, набагато далі, ніж інші помітні супутники, і орбіта дуже нахилена.

Природні супутники Урана

Супутник Міранди сфотографував із Вояджера. НАСА / JPL-Caltech

На сьогодні підраховано 27 супутників планети Уран, всі позбавлені атмосфери. Серед них супутники вівчарок, як і на Сатурні.

На Урані виділяються дві великі групи супутників: внутрішні та зовнішні. Перші зроблені з льоду та скелі, тоді як склад останніх досі невідомий.

Титанія та Оберон - найбільші супутники Урана, але крижаний супутник Міранди, найменший із основних супутників, вражає завдяки своїй хаотичній поверхні, яка, здається, зазнала незліченних ударів чи, можливо, надзвичайно жорстоких.

Можливо також, що на неї сильно вплинули сили припливів, спричинені материнською планетою Уран, і, таким чином, він викликає тривожно розтріскування.

Природні супутники Нептуна

Наразі існує 15 супутників Нептуна, і найбільш вражаючий також найбільший: Тритон. Це крижаний світ поза уявою, оскільки, за даними, поверхня знаходиться при температурі 37 К або -236,15 ° С.

На полюсах багато азоту та інших замерзлих газів, таких як чадний газ і діоксид. Побачений з космосу, Тритон має прекрасну майже ідеально сферичну форму, що відрізняє його від інших, більш нерегулярних супутників Нептуна.

Що стосується інших супутників Нептуна, то вони потрапляють до категорії нерегулярних супутників, тому дуже ймовірно, що планета захопила їх у якийсь момент.

Природні супутники Плутона

Порівняльний розмір Земля-Місяць та Плутон-Харон. Джерело: NASA через Wikimedia Commons.

Найвідомішим із супутників Плутона є Харон, розмір якого аналогічний розміру материнської планети, тому вважається скоріше двійковою системою, а не планетою та її супутником.

Харон був виявлений у 1975 році, що виключає можливість того, що Плутон колись був супутником Нептуна. Окрім бінома Плуто-Харона, існує ще чотири менші супутники, які називаються: Нікс, Гідра, Цербер і Стікс.

Плутон і Харон знаходяться на синхронних орбітах, це означає, що час, який їм потрібно, щоб обертатися навколо своєї осі, це той самий час, коли вони рухаються по орбіті.

Список літератури

1. Керролл, Б. Вступ до сучасної астрофізики. 2-й. Видання. Пірсон.
2. Геоенциклопедія. Природні супутники. Відновлено з: geoenciclopedia.com.
3. Гоуелл, Е. Що таке супутник? Відновлено з: space.com.
4. Остер, Л. 1984. Сучасна астрономія. Редакційна реверте.
5. Вікіпедія. Природний супутник. Відновлено з: es.wikipedia.org.
6. Peale, S. 1999. Походження та еволюція природних супутників. Відновлено з: researchgate.net.