SATELITY NATURALNE: CHARAKTERYSTYKA, BUDOWA, FUNKCJA, PRZYKŁADY - ARTE - 2025

Naturalne satelity to skaliste ciała połączone z planetami siłą grawitacji. Zwykle są mniejsze niż planeta, na której orbitują. Naturalne satelity są również nazywane „księżycami”, ponieważ Księżyc jest naturalnym satelitą Ziemi. Obecność tych gwiazd jest dość powszechna, ponieważ oprócz Merkurego, Wenus i Ceres, inne planety Układu Słonecznego mają wokół siebie księżyce.

Całkowita liczba księżyców w Układzie Słonecznym nie jest znana, ponieważ uważa się, że do odkrycia jest ich znacznie więcej. Do tej pory udokumentowano istnienie 181, z których planeta Saturn ma największą liczbę: 82.

Niektóre z naturalnych satelitów Układu Słonecznego. Największe są Ganimedes, a za nim Tytan, Kallisto, Io i Księżyc. Wenus ma 0 księżyców, Neptun ma 14 księżyców. Użytkownik: primefac

Naturalne satelity nie mają księżyców, są jednak asteroidy, które je posiadają, na przykład (243) Ida to asteroida z naturalnym satelitą: Dactylem.

Jedynym naturalnym satelitą widocznym gołym okiem jest nasz własny Księżyc. Aby zobaczyć satelity Jowisza, potrzebujesz teleskopu. Galileo Galilei jako pierwszy odkrył cztery największe w 1610 roku i ochrzcił je mitologicznymi imionami: Io, Callisto, Europa i Ganimedes.

Od tego czasu każdemu nowo odkrytemu satelicie przypisano mitologiczną nazwę, z wyjątkiem Urana, które zostały nazwane na cześć postaci z Williama Szekspira.

Ta animacja przedstawia naturalnego satelitę krążącego wokół planety macierzystej. Źródło: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - fr Accueil fr: Accueil

Trening

Pochodzenie naturalnych satelitów sięga samego powstania Układu Słonecznego. Obecnie najszerzej akceptowaną hipotezą jest hipoteza mgławicowa: z pozostałości po supernowej powstała mgławica gazu i pyłu kosmicznego, która dzięki sile grawitacji zgromadziła wystarczającą ilość materii, aby w pierwszej kolejności stworzyć Słońce.

Po utworzeniu Słońca wokół niego pozostał obracający się dysk gazu i pyłu, co zaobserwowano w młodych gwiazdach, w których dyski te są częste.

Materia w dysku otaczającym gwiazdę kondensuje się, gdy ochładza się, a cząstki, które ją tworzą, zderzają się. Z biegiem czasu powstały planetozymale, embriony przyszłych planet iw ten sam sposób mogły powstać satelity.

W ten sposób kosmolodzy uważają, że powstały wszystkie ciała, które zawiera Układ Słoneczny, w tym samo Słońce, planety, satelity, asteroidy i komety. Proces aglomeracji i zagęszczania materii nazywa się akrecją.

Teraz pozostaje pytanie, w jaki sposób każda planeta uzyskała własne naturalne satelity. W naszym Układzie Słonecznym planety skaliste lub planety wewnętrzne mają niewiele satelitów. Merkury i Wenus nie. Ziemia ma tylko jeden, którym jest Księżyc, podczas gdy Mars ma dwa: Fobosa i Deimosa.

Ale zewnętrzne planety gazowe liczą swoje księżyce dziesiątkami. Jest więc kilka teorii, które próbują to wyjaśnić:

-Satelity odłączyły się od planety i pozostały na jej orbicie

-Planeta przechwyciła satelitę

- Zarówno planeta, jak i satelita od początku tworzyły system.

Ruchy naturalnych satelitów

Porównanie wielkości Ziemi i Księżyca. Apollo 17 Zdjęcie całej Ziemi: NASA Zdjęcie teleskopowe księżyca w pełni: Gregory H. Revera

Oddziaływania grawitacyjne między ciałami w Układzie Słonecznym prowadzą do złożonych scenariuszy ruchu satelitów. Te interakcje modyfikują orbity i znane ruchy translacji i rotacji, dodawane są inne, takie jak libracje.

Wibracje lub wahania Księżyca to ruchy oscylacyjne satelity obserwowane z Ziemi. Dzięki libracjom, mimo że Księżyc zawsze pokazuje Ziemię tę samą twarz, niewielki dodatkowy procent można zobaczyć po niewidocznej stronie.

Oddziaływania modyfikują również wygląd satelitów, a te z kolei planet, wokół których krążą. Trochę więcej powiemy o tym później.

Rodzaje naturalnych satelitów

Jeśli chodzi o typy, naturalnymi satelitami mogą być na przykład:

Regularne satelity

Zwykłe satelity obracają się w tym samym kierunku, co ich planeta macierzysta wokół Słońca, więc najprawdopodobniej powstały w tym samym czasie lub są wynikiem jakiegoś katastrofalnego zdarzenia, które miało miejsce na planecie w odległych czasach.

Nieregularne satelity

Prawie zawsze obracają się w kierunku przeciwnym do kierunku planety macierzystej (są retrogradacyjne), a ich orbita ma tendencję do większej ekscentryczności i są bardziej oddalone, przez co należą do kategorii prawdopodobnie przechwyconych satelitów.

Tymczasowe satelity

Zwykle są to małe asteroidy przechwycone przez planetę przez pewien czas, które następnie wnikają w kosmos. Uważa się, że maleńki RH120 z 2006 r., Długi na około 10 stóp, dociera na orbitę Ziemi co 20 lat i jest tam przechwytywany, chociaż może nie być jedynym tymczasowym satelitą Ziemi.

Istnieją również inne nazwy naturalnych satelitów w zależności od wpływu, jaki wywierają na planetę lub w zależności od konfiguracji jej orbity.

Funkcjonować

Naturalne satelity planet nie zostały stworzone do pełnienia żadnej określonej funkcji, w przeciwieństwie do sztucznych satelitów. Istnieją dzięki wielu oddziaływaniom grawitacyjnym i innym częściowo nieznanym procesom fizycznym.

Orbita

Jednak satelity mają niezwykły wpływ na planety, wokół których krążą. Wystarczy pomyśleć o wpływie pływów, aby zrozumieć ogromny wpływ Księżyca na Ziemię.

I nie tylko, Księżyc przyczynia się również do kształtowania orbity Ziemi, tak że gdyby jej brakowało, znacząco wpłynęłoby to na klimat i warunki życia tutaj.

Podobnie księżyce innych planet pomagają ustalić orbity ich planet macierzystych i skonfigurować ich właściwości.

Konfiguracja pierścienia

Warto przywołać przypadek satelitów pasterskich na planetach zewnętrznych, zwanych tak, ponieważ swoją grawitacją pomagają utrzymać konfigurację pierścieni na planetach takich jak Saturn, planeta z najbardziej widocznymi pierścieniami.

Wokół Saturna znajduje się cienki dysk materiału złożony z bardzo drobnych cząstek. Orbita niektórych jego księżyców, takich jak Mimas, przechodzi przez dysk, rozdzielając go na pierścienie. Następnie mówi się, że satelity grawitacyjnie „pasą” te pierścienie, utrzymując obszar otaczający ich orbitę wolny.

Siły pływowe

Siły pływowe występują między planetą a jej satelitami, na przykład między Ziemią a Księżycem. Wynika to z faktu, że oba są ciałami wydłużonymi, to znaczy o wymiernych rozmiarach.

Tak więc oddziaływanie grawitacyjne między nimi nie jest całkowicie jednorodne, ponieważ istnieją punkty bliżej siebie, w których siła grawitacji jest większa.

Pamiętaj, że przyciąganie grawitacyjne zależy od odległości między obiektami. Jeśli chcemy obliczyć ich wartość między Ziemią a Księżycem za pomocą równania Newtona, zwykle robimy to przez podstawienie ich odpowiednich mas i odległości między ich środkami.

Robiąc to w ten sposób, zakładamy, że masy obu są skoncentrowane w samym środku.

Ale sytuacja się zmienia, jeśli weźmie się pod uwagę punkt na Ziemi znajdujący się w pewnej odległości od centrum. Na przykład na poniższym rysunku przyciąganie grawitacyjne księżyca (po lewej) jest nieco inne w punktach A, B, C i D. Przynajmniej spodziewamy się, że będzie silniejsze w punkcie A, który jest bliżej, i mniejszy w punkcie B, który jest dalej.

Rysunek 3. Siły pływowe wywierane głównie przez Księżyc powodują, że oceany unoszą się w jego kierunku podczas przypływów. Źródło: Wikimedia Commons. Eman.

W rzeczywistości różnica nie jest zbyt duża, ale wystarczy, aby wywołać przypływy na Ziemi, ponieważ masy oceaniczne, będąc płynnymi, są łatwiejsze do odkształcenia pod wpływem lekkiego przyciągania grawitacyjnego wywieranego przez Księżyc.

Podobna interakcja zachodzi między Ziemią a Słońcem, mimo że Słońce jest znacznie dalej, ale trzeba wziąć pod uwagę, że jest masywniejsze.

Przypływy i odpływy

Okresowo wpływ Księżyca i Słońca sumuje się, a następnie przypływy są wyższe. Dzieje się to podczas nowiu lub pełni księżyca, kiedy trzy gwiazdy są wyrównane. Z drugiej strony, kiedy są ustawione pod kątem prostym, efekty pływowe przeciwdziałają sobie nawzajem.

Siły pływowe nie występują wyłącznie w układzie Ziemia - Księżyc, ale są również obecne w całym Układzie Słonecznym

Naturalne satelity Ziemi

Widok Księżyca, jedynego naturalnego satelity Ziemi. Źródło: Max Pixels.

Jedynym naturalnym satelitą Ziemi jest nasz Księżyc. Jest to największy satelita w porównaniu do planety macierzystej.

Chociaż jej powierzchnia jest niegościnna, jej wpływ jest niezwykły dla życia na Ziemi: siła grawitacji zmieniła orbitę Ziemi, wydłużając okres światła, aby dać roślinom czas na przeprowadzenie fotosyntezy.

Na Księżycu nie ma oddychającej atmosfery, brakuje wody w stanie ciekłym i ma nagłe zmiany temperatury. Ale dzięki niemu występują pory roku i przypływy, a także zmienił atmosferę ziemską, aby była oddychająca.

Jakby tego było mało, służy jako przewodnik dla rolnictwa i jest wiecznym źródłem inspiracji dla naukowców, filozofów, poetów i kochanków.

Naturalne satelity Marsa

Rysunek 5. Fobos i Deimos. Źródło: Wikimedia Commons. Nie podano autora do odczytu maszynowego. Założono RHorning (na podstawie roszczeń dotyczących praw autorskich). .

Są to dwa małe (o maksymalnej średnicy około 10 km) i nieregularne satelity odkryte pod koniec XIX wieku przez amerykańskiego astronoma Asaph Hall: Phobos i Deimos.

Prawdopodobnie pochodziły z pasa asteroid, który oddziela planetę wewnętrzną i zewnętrzną, i zostały przyciągnięte przez marsjańską grawitację.

Krążą bardzo blisko czerwonej planety, a najbliżej znajduje się Fobos, na orbicie 3000 km lub mniejszej. Astronomowie uważają, że ostatecznie rozbije się on na powierzchni Marsa. Jeśli chodzi o Deimosa, prawdopodobnie ucieknie przed grawitacją Marsa i stanie się niezależną asteroidą.

Naturalne satelity Jowisza

Porównanie rozmiarów satelitów Galileusza, Ziemi i Księżyca. Źródło: Wikimedia Commons. Hydra92.

Cztery największe satelity Jowisza zostały odkryte dzięki nowo wypuszczonemu teleskopowi Galileo, dlatego nazywane są satelitami Galileusza. Ale gazowy olbrzym ma jak dotąd nie mniej niż 79 księżyców, chociaż księżyce Galileusza są największe, porównywalne pod względem wielkości do planety Merkury.

Jeden z nich, Io, ma atmosferę, dokonuje pełnego obrotu wokół Jowisza w niecałe 2 dni i ma średnią gęstość podobną do Księżyca.

Ze swojej strony Europa jest kamienista i ma cienką atmosferę. Objazd planety zajmuje mniej niż 4 dni, a naukowcy uważają, że ma ona aktywność tektoniczną, podobnie jak Ziemia.

Ganimedes i Callisto to największe księżyce, których orbita zajmuje tydzień. Ganimedes, największy z księżyców w całym Układzie Słonecznym, ma własne pole magnetyczne, cienką atmosferę z tlenem i może zawierać wodę w stanie ciekłym, podobnie jak Kallisto.

Podobnie Jowisz ma dużą liczbę innych księżyców, zarówno regularnych, jak i nieregularnych, z których niektóre mogą być utworzone przez część tej samej mgławicy, z której powstał Jowisz przez akrecję. Inne, zwłaszcza te nieregularne, z pewnością zostały uchwycone przez grawitację jowiszową, kiedy przypadkiem przeleciały wystarczająco blisko planety.

Naturalne satelity Saturna

Mimas, satelita Saturna na zdjęciu wykonanym z Cassini. Źródło: Wikimedia Commons.

Saturn to planeta z największą liczbą satelitów, według ostatnich danych około 82. Tworzą dość złożony system, w którym wyróżniają się satelity pasterskie, trojany, te, które dzielą orbity i wiele satelitów.

Najważniejszym, ze względu na swoje rozmiary i atmosferę, jest Tytan. Ten księżyc jest drugim co do wielkości w całym Układzie Słonecznym, po Ganimedesie i jest widoczny z Ziemi za pomocą teleskopu.

W połowie XX wieku Gerard Kuiper wykrył już metan w atmosferze Tytana, ale dzięki misji Cassini-Huygens wiemy, że Tytan jest domem dla wiatru o prędkości do 210 m / s.

Dla celów porównawczych huragany lądowe kategorii 5 są najbardziej intensywne i mają wiatry o prędkości nieco ponad 70 m / s. Ponadto deszcze na Tytanie to metan, więc perspektywa nie jest zachęcająca.

Mimas to kolejny interesujący satelita Saturna, choć mniejszy od Tytana. Wspomnieliśmy o nim wcześniej jako o pasterzu pierścieniowym. Ale to, co uderza w jej lodowatej powierzchni, to ogromny krater uderzeniowy nazwany Herschel od nazwiska odkrywcy. W centrum krateru znajduje się góra o wysokości około 6000 metrów.

Ze swojej strony Iapetus wyróżnia się tym, że jedna strona jest znacznie ciemniejsza niż druga, chociaż przyczyna nie jest znana. Ma również swój własny, gigantyczny krater uderzeniowy o średnicy 500 km, znajduje się w dużej odległości od Saturna, znacznie dalej niż inne godne uwagi satelity, a orbita jest bardzo nachylona.

Naturalne satelity Urana

Satelita Miranda sfotografowany z Voyagera. NASA / JPL-Caltech

Do tej pory policzono 27 satelitów planety Uran, wszystkie pozbawione atmosfery. Wśród nich są satelity pasterskie, podobnie jak na Saturnie.

Na Uranie rozróżnia się dwie duże grupy satelitów: wewnętrzne i zewnętrzne. Te pierwsze są wykonane z lodu i skały, podczas gdy skład tych drugich jest wciąż nieznany.

Titania i Oberon to największe satelity Urana, ale lodowy satelita Miranda, najmniejszy z głównych satelitów, uderza ze względu na swoją chaotyczną powierzchnię, która najwyraźniej doznała niezliczonych lub być może niezwykle gwałtownych uderzeń.

Możliwe jest również, że został on silnie dotknięty przez siły pływowe wywołane przez macierzystą planetę Uran, a zatem ma niepokojąco pęknięty wygląd.

Naturalne satelity Neptuna

Do tej pory jest 15 satelitów Neptuna, a najbardziej uderzający jest również największy: Tryton. Jest to lodowaty świat, którego nie można sobie wyobrazić, ponieważ według danych powierzchnia ma temperaturę 37 K lub -236,15 ºC.

Na biegunach występuje mnóstwo azotu i innych zamarzniętych gazów, takich jak tlenek węgla i dwutlenek węgla. Widziany z kosmosu Triton ma piękny, prawie idealnie kulisty kształt, co odróżnia go od innych, bardziej nieregularnych satelitów Neptuna.

Jeśli chodzi o inne satelity Neptuna, należą one do kategorii satelitów nieregularnych, więc jest bardzo prawdopodobne, że planeta w którymś momencie je złapała.

Naturalne satelity Plutona

Porównawcze rozmiary Ziemia-Księżyc i Pluton-Charon. Źródło: NASA za pośrednictwem Wikimedia Commons.

Najbardziej znanym z satelitów Plutona jest Charon, którego rozmiar jest podobny do rozmiaru planety macierzystej, dlatego uważany jest raczej za układ podwójny niż za planetę i jej satelitę.

Charon został odkryty w 1975 roku, co wyklucza możliwość, że Pluton był kiedyś satelitą Neptuna. Oprócz dwumianu Plutona-Charona istnieją jeszcze cztery mniejsze satelity, zwane: Nix, Hydra, Cerberus i Styx.

Pluton i Charon znajdują się na orbitach synchronicznych, co oznacza, że ​​czas potrzebny na obrót wokół własnej osi jest taki sam, jak czas, w którym pokonują orbitę.

Bibliografia

1. Carroll, B. Wprowadzenie do współczesnej astrofizyki. 2nd. Wydanie. Osoba.
2. Geoenccyclopedia. Naturalne satelity. Odzyskane z: geoenciclopedia.com.
3. Howell, E. Co to jest satelita? Odzyskany z: space.com.
4. Oster, L. 1984. Współczesna astronomia. Od redakcji Reverté.
5. Wikipedia. Naturalny satelita. Odzyskane z: es.wikipedia.org.
6. Peale, S. 1999. Pochodzenie i ewolucja naturalnych satelitów. Odzyskany z: researchgate.net.