Тритон (спутник)
Тритон ![]() | |
---|---|
Спутник | |
![]() Чёрно-белое изображение, составленное из снимков «Вояджера-2» (1989) | |
Открытие | |
Первооткрыватель | Уильям Лассел |
Дата открытия | 10 октября 1846 |
Орбитальные характеристики | |
Большая полуось (a) | 354 759 км |
Эксцентриситет орбиты (e) | 0,000 016 |
Сидерический период обращения |
−5,88 дня (обратное движение) |
Орбитальная скорость (v) | 4,388 км/с |
Наклонение (i) |
157° к непт. экватору 130° к эклиптике |
Чей спутник | Нептуна |
Физические характеристики | |
Средний радиус | 1353,4 км |
Площадь поверхности (S) | 23 018 000 км2 |
Объём (V) | 1,038⋅1019 м3 |
Масса (m) | 2,14⋅1022 кг |
Средняя плотность (ρ) | 2,061 г/см3 |
Ускорение свободного падения на экваторе (g) |
0,779 м/с2 (в 13 раз меньше земного) |
Первая космическая скорость (v1) | 1,027 км/с |
Вторая космическая скорость (v2) | 1,453 км/с |
Период вращения (T) |
синхронизирован (всегда повёрнут к Нептуну одной стороной) |
Наклон оси | отсутствует |
Альбедо | 0,76 |
Видимая звёздная величина | 13,47 |
Абсолютная звёздная величина | −1,2 |
Температура | |
На поверхности | 38 К (−235 °C) |
Атмосфера | |
Атмосферное давление |
4,0—6,5 Па (в 20 тыс. раз меньше земного) |
![]() | |
![]() |
Трито́н (др.-греч. Τρίτων) — крупнейший спутник Нептуна, открытый английским астрономом Уильямом Ласселом 10 октября 1846 года. Седьмой по величине спутник Солнечной системы и единственный крупный спутник Солнечной системы с ретроградным движением по орбите. Из-за ретроградного движения и схожести состава с Плутоном считается захваченным из пояса Койпера[1].
Предполагается, что Тритон имеет массивное каменно-металлическое ядро[2], составляющее до 2/3 его общей массы, окружённое ледяной мантией с коркой водяного льда и слоем азотного льда на поверхности[3]. Содержание водяного льда в составе Тритона оценивается от 15 до 35 %.
Тритон — один из немногих геологически активных спутников в Солнечной системе. О его сложной геологической истории свидетельствуют следы тектонической активности, замысловатый рельеф и многочисленные криовулканы, извергающие азот. Давление разреженной азотной атмосферы составляет около 1/20000 от давления земной атмосферы на уровне моря[4][5][нет в источнике].
Открытие и наименования
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fa/William_Lassell.jpg/220px-William_Lassell.jpg)
Тритон был открыт английским астрономом Уильямом Ласселом 10 октября 1846 года[6], спустя 17 дней после открытия планеты Нептун.
После обнаружения планеты немецкими астрономами Иоганном Готтфридом Галле и Генрихом Луи д’Арре, Джон Гершель написал Уильяму Ласселу письмо с предложением попробовать найти у Нептуна спутники. Лассел занялся этим и уже спустя 8 дней открыл Тритон[7][8][9]. Лассел также утверждал, что наблюдал у Нептуна кольца. И хотя кольца у планеты действительно есть, официально они были открыты лишь в 1968 году, поэтому заявление Лассела о наблюдении колец подвергается сомнению[10].
Спутник был назван в честь древнегреческого бога Тритона, сына Посейдона. Несмотря на то, что Уильям Лассел участвовал в спорах о названии тех или иных спутников планет (Гипериона, Ариэля, Умбриэля), он не дал Тритону названия. Впервые название «Тритон» упоминается в 1880 году в трудах Камиля Фламмариона[11], однако это название было принято много лет спустя[12]. Тритон называли просто Спутником Нептуна вплоть до 1949 года, когда был открыт второй спутник планеты — Нереида.
Орбита
[править | править код]![]() | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
Тритон имеет необычную орбиту. Она сильно наклонена к плоскостям эклиптики и экватора Нептуна. По ней Тритон движется в направлении, обратном вращению Нептуна, что делает его единственным крупным спутником в Солнечной системе с ретроградным движением. У орбиты Тритона есть ещё одна особенность: она представляет собой почти правильную окружность[13].
Особенности строения и орбитального движения Тритона позволяют предположить, что он возник в поясе Койпера как отдельное небесное тело, похожее на Плутон, и позднее был захвачен Нептуном. Расчёты показывают, что обычный гравитационный захват был маловероятен. По одной из гипотез, Тритон входил в состав двойной системы, в этом случае вероятность захвата повышается. По другой версии, Тритон затормозился и был захвачен потому, что «задел» верхние слои атмосферы Нептуна.
Приливное воздействие постепенно привело его на орбиту, близкую к окружности, при этом выделялась энергия, расплавлявшая недра спутника. Поверхность застывала быстрее, чем недра, а затем, по мере замерзания и расширения водяного льда внутри спутника, поверхность покрывалась разломами. Возможно, что захват Тритона нарушил систему спутников, уже существовавшую у Нептуна, на что может указывать необычная орбита Нереиды.
По одной из гипотез, приливное взаимодействие Нептуна и Тритона разогревает планету, благодаря чему Нептун выделяет больше тепла, чем Уран. В результате Тритон постепенно приближается к Нептуну; когда-нибудь он войдёт в предел Роша и его разорвёт на части — в этом случае образовавшееся кольцо вокруг Нептуна будет более мощным, чем кольца Сатурна.
Физические характеристики
[править | править код]Тритон — седьмой по величине естественный спутник в Солнечной Системе. Обладая диаметром в 2706 км, он больше крупнейших карликовых планет — Плутона и Эриды. Масса Тритона равна 2,14⋅1022 кг, что составляет 99,5 % от суммарной массы всех известных на данный момент спутников Нептуна. Плотность спутника равна 2,061 г/см3. Вторая космическая скорость — 1,455 км/с.
Для наблюдателя с Земли средний видимый блеск Тритона составляет 13,47m[14], отчего Тритон с нашей планеты может быть обнаружен только при помощи достаточно крупного телескопа. Абсолютная звёздная величина спутника тем не менее составляет −1,2m, что вызвано высоким альбедо.
Атмосфера
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/30/Triton_%28artist%27s_impression%29.jpg/220px-Triton_%28artist%27s_impression%29.jpg)
Несмотря на крайне низкую температуру поверхности, Тритон имеет разреженную атмосферу. Она состоит из азота с небольшими примесями метана и угарного газа, формируясь благодаря сублимации газа из поверхностного льда, вызываемой прогревом южного полушария Тритона. Таким образом, атмосфера Тритона практически идентична атмосфере Плутона.
Атмосферное давление, измеренное «Вояджером-2» в 1989 году у поверхности, колебалось в пределах от 15 до 19 микробар, что составляло примерно 1/70000 от давления земной атмосферы на уровне моря. Однако последнее исследование атмосферы Тритона, проведённое в марте 2010 года, показало, что значение атмосферного давления возросло почти в четыре раза с 1989 года и в настоящее время равно 40—65 микробар[15].
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a0/Tritoncloud.jpg/220px-Tritoncloud.jpg)
Турбулентность на поверхности Тритона создаёт тропосферу высотой до 8 километров. Полосы на поверхности Тритона, возникающие благодаря шлейфам гейзеров, позволяют предположить, что на Тритоне существуют сезонные ветра, способные приводить в движение частицы вещества размером до микрометра. В отличие от других атмосфер, у Тритона отсутствует стратосфера, но есть термосфера высотой от 8 до 950 км и далее экзосфера. Из-за солнечной радиации и магнитосферы Нептуна температура верхних слоёв атмосферы составляет 95 ± 5 К, что выше, чем на поверхности спутника. Дымка, пронизывающая атмосферу Тритона, считается состоящей в основном из углеводородов и нитрилов из-за солнечной радиации, нагревающей метановые льды, тем самым заставляя газ испаряться. На высоте 1—3 км также присутствуют азотные облака протяжённостью около 100 км[16].
В 1997 году проводились наблюдения за Тритоном с Земли, когда тот проходил рядом с Солнцем. Они указали на наличие более плотной атмосферы по сравнению с той, которую исследовал «Вояджер-2»; также было зафиксировано повышение температуры на 5 % с 1989 по 1998 год. Таким образом, учёные выяснили, что на Тритоне наступает необычно тёплый летний сезон, который бывает лишь раз в несколько сотен лет. Объясняющие это потепление теории включают в себя изменения морозных узоров на поверхности Тритона и изменение альбедо, что позволит поглощать больше солнечного тепла. Одна из таких теорий также утверждает, что изменения в температуре являются результатом осаждения тёмно-красного вещества, вырывающегося в космос из-за геологических процессов.
Считается, что ранее Тритон имел более плотную атмосферу[17].
Поверхность
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f7/PIA02208_Triton.jpg/220px-PIA02208_Triton.jpg)
Поверхность Тритона покрыта метановым и азотным льдами, поэтому хорошо отражает солнечный свет. Во время пролёта «Вояджера» бо́льшую часть южного полушария покрывала полярная шапка.
Средняя температура поверхности Тритона составляет 38 К (−235 °C). Это настолько холодная поверхность, что азот, вероятно, оседает на ней в виде инея или снега. Таким образом, Тритон, предположительно, является самым холодным объектом в Солнечной системе из тех, что обладают геологической активностью.
Вблизи экватора на обращённой к Нептуну стороне Тритона обнаружены по крайней мере два (а возможно и больше) образования, напоминающие замёрзшее озеро с террасами на берегах с высотой ступеней до километра. Их возникновение, по-видимому, связано с последовательными эпохами замерзания и плавления, с каждым разом охватывавшими всё меньший объём вещества. Даже в условиях поверхности Тритона метановый или аммиачный лёд недостаточно прочны, чтобы удерживать такие перепады высот, поэтому полагают[18], что в основе террас лежит водяной лёд. Не исключено, что в результате приливного взаимодействия на Тритоне в течение миллиардов лет могла существовать жидкость[19].
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/91/Triton_%28moon%29.jpg/220px-Triton_%28moon%29.jpg)
Южная полярная шапка из розового, жёлтого и белого материала занимает значительную часть южного полушария спутника. Этот материал состоит из азотного льда с включениями метана и монооксида углерода. Слабое ультрафиолетовое излучение от Солнца действует на метан, вызывая химические реакции, приводящие к появлению розовато-жёлтой субстанции.
Как и на Плутоне, на Тритоне азотные льды покрывают около 55 % поверхности, 20—35 % приходится на водяной лёд и 10—25 % на сухой лёд. Также поверхность Тритона (в основном в южной полярной шапке) покрыта незначительными количествами замёрзших метана и угарного газа — 0,1 % и 0,05 % соответственно.
На поверхности Тритона мало ударных кратеров, что говорит о геологической активности спутника. По мнению ряда исследователей, возраст поверхности Тритона не превышает 100 млн лет[20]. В полученных «Вояджером-2» данных было зафиксировано всего 179 кратеров, ударное происхождение которых не подвергается сомнению[21]. Для сравнения, на Миранде, спутнике Урана, зафиксировано 835 кратеров[21], при этом площадь поверхности Миранды составляет 3 % от площади поверхности Тритона[21]. Самая большая из найденных ударных структур на Тритоне, названная «Мазомба», имеет диаметр 27 км. При всём этом на Тритоне обнаружено множество огромных кратеров (некоторые размерами больше «Мазомбы»), происхождение которых связано с геологической активностью, а не со столкновениями[21][22].
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/44/PIA01537_Triton_Faults.jpg/220px-PIA01537_Triton_Faults.jpg)
Большинство кратеров Тритона сконцентрировано в том полушарии, которое смотрит по направлению движения. Учёные ожидают найти меньшее количество кратеров на полушарии Тритона, смотрящем против движения. Как бы то ни было, «Вояджер-2» исследовал только 40 % поверхности Тритона, поэтому в будущем вполне возможно нахождение гораздо большего числа ударных кратеров ещё больших размеров, чем «Мазомба»[21].
На поверхности Тритона (в основном в западном полушарии[18]) довольно большую площадь занимает уникальная местность, рельеф на которой напоминает дынную корку. В Солнечной системе такая поверхность не встречается больше нигде. Она так и называется — Местность дынной корки (англ. Cantaloupe terrain). На Местности дынной корки количество ударных кратеров невелико, однако эта местность считается древнейшей на спутнике[23]. Здесь встречаются огромные круглые структуры размерами 30—40 км в диаметре[23], однако их происхождение не связывают с ударными столкновениями, так как эти структуры приблизительно одинаковых размеров, имеют кривую форму, гладкие высокие края (ударные кратеры в большинстве своём имеют круглую форму, их края пологие и сглаженные). Их происхождение связывают с таким явлением, как диапир[24][18].
Насчёт происхождения Местности дынной корки существует несколько теорий. Самая распространённая связывает её происхождение с мощной криовулканической активностью, последующим затоплением местности и остыванием. После затвердевания лёд расширялся и трескался[23].
Криовулканизм
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/58/Voyager_2_Triton_14bg_r90ccw_colorized.jpg/220px-Voyager_2_Triton_14bg_r90ccw_colorized.jpg)
![]() | В разделе не хватает ссылок на источники (см. рекомендации по поиску). |
В области полярной шапки имеются многочисленные тёмные полосы (около 50). По меньшей мере две из них являются результатами действия гейзероподобных выбросов (см. Криовулканизм), остальные, скорее всего, — тоже. Азот, пробиваясь сквозь отверстия во льду, выносит пылевые частицы на высоту до 8 км, откуда они, снижаясь, могут распространяться шлейфами на расстояния до 150 км. Все они тянутся в западном направлении, что говорит о существовании преобладающего ветра. Источники энергии и механизм действия этих выбросов ещё непонятны, но то, что они наблюдаются в широтах, над которыми Солнце находится в зените, позволяет предположить влияние солнечного света.
Вероятный подповерхностный океан
[править | править код]По расчётам группы астрофизиков под руководством Сасваты Хиер-Маджумдер (Saswata Hier-Majumder) из университета штата Мэриленд в городе Колледж-Парк, жидкий океан из смеси аммиака и воды может существовать на Тритоне в том случае, если его первоначальная орбита была достаточно вытянутой. Хиер-Маджумдер и его коллеги сомневаются, что в этом океане могла зародиться жизнь в «земном» смысле этого слова — средняя температура воды в нём не может превышать 176 К (−97 °С). Как предполагают исследователи, такой сценарий представляется весьма вероятным — за несколько миллиардов лет эллиптическая орбита Тритона могла постепенно превратиться в почти идеальный круг, по которому он вращается сегодня. В таком случае жидкий океан под поверхностью Тритона может просуществовать более 4,5 миллиарда лет без замерзания[25].
Исследования
[править | править код]![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2a/Voyager_2_Neptune_and_Triton.jpg/220px-Voyager_2_Neptune_and_Triton.jpg)
Орбитальные характеристики Тритона были определены ещё в XIX веке. Было открыто его ретроградное движение и очень большой наклон орбиты по отношению к экватору Нептуна и эклиптике. О самом Тритоне вплоть до XX века не было известно практически ничего. Попытка измерить диаметр спутника была предпринята Джерардом Койпером в 1954 году. Первоначально диаметр был оценён в 3800 км. Последующие измерения давали значения от 2500 до 6000 км[26]. Лишь в 1989 году, с помощью аппарата «Вояджер-2», было наконец получено точное значение — 2706,8 км.
Начиная с 1990-х годов, с земных обсерваторий начались наблюдения покрытий Тритоном звёзд, что позволило изучать свойства его разреженной атмосферы. Исследования с Земли показали, что атмосфера Тритона плотнее, чем показали измерения «Вояджера-2»[27]. Было также открыто повышение температуры атмосферы на Тритоне на 5 %. Это связывают с наступлением летнего периода, так как с повышением температуры растёт количество испаряющихся с поверхности газов[28].
«Вояджер-2» пока остаётся первым и единственным космическим аппаратом, который исследовал Тритон вблизи. Это происходило в июле-сентябре 1989 года.
Во второй четверти XXI века изучение Тритона должно будет возобновиться, для этого NASA запланировало миссию Triton Hopper.
Тритон в искусстве
[править | править код]Спутник упоминается в различного рода произведениях, как промежуточная база между Солнечной Системой и остальным миром.
- Фильм «Туманность Андромеды»
- В романе «Туманность Андромеды» (1957) на Тритоне располагались «станция звездолётов» и «карантинный санаторий» с ваннами и концертными залами. Природу Тритона характеризует «стосемидесятиградусный мороз» и «снег из замёрзшего аммиака»
- Космические Дальнобойщики
- компьютерная игра Descent и её продолжения
Примечания
[править | править код]- ↑ Craig B. Agnor, Douglas P. Hamilton. Neptune's capture of its moon Triton in a binary–planet gravitational encounter (англ.) // Nature : journal. — 2006. — May (vol. 441, no. 7090). — P. 192—194. — doi:10.1038/nature04792. — . — PMID 16688170.
- ↑ McKinnon, William B.; Kirk, Randolph L. (2007). "Triton". In Lucy Ann Adams McFadden, Lucy-Ann Adams, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson (ed.). Encyclopedia of the Solar System (2nd ed.). Amsterdam; Boston: Academic Press. pp. 483—502. ISBN 978-0-12-088589-3.
{{cite encyclopedia}}
: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: editors list) (ссылка) - ↑ Prockter, L. M.; Nimmo, F.; Pappalardo, R. T. A shear heating origin for ridges on Triton (англ.) // Geophysical Research Letters[англ.]. — 2005. — 30 July (vol. 32, no. 14). — P. L14202. — doi:10.1029/2005GL022832. — . Архивировано 3 марта 2016 года.
- ↑ Neptune: Moons: Triton . NASA. Дата обращения: 21 сентября 2007. Архивировано из оригинала 5 октября 2011 года.
- ↑ Detection of CO in Triton’s atmosphere and the nature of surface-atmosphere interactions Архивная копия от 10 декабря 2020 на Wayback Machine.
- ↑ William Lassell. Lassell's Satellite of Neptune (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Oxford University Press, 1847. — 12 November (vol. 8, no. 1). — P. 8. Архивировано 10 января 2016 года.
- ↑ William Lassell. Discovery of Supposed Ring and Satellite of Neptune (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : journal. — Oxford University Press, 1846. — 13 November (vol. 7, no. 9). — P. 157. Архивировано 12 июля 2017 года.
- ↑ William Lassell. Physical observations on Neptune (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Oxford University Press, 1846. — 11 December (vol. 7, no. 10). — P. 167—168. Архивировано 10 января 2016 года.
- ↑ Observations of Neptune and his satellite (англ.) // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. — Oxford University Press, 1847. — Vol. 7, no. 17. — P. 307—308. Архивировано 10 января 2016 года.
- ↑ Robert W. Smith, Richard Baum. William Lassell and the Ring of Neptune: A Case Study in Instrumental Failure (англ.) // Journal of History of Astronomy : journal. — 1984. — Vol. 15, no. 42. — P. 1—17. Архивировано 10 января 2016 года.
- ↑ Flammarion, Camille. Astronomie populaire, p. 591 (1880). Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 4 июля 2012 года.
- ↑ Camile Flammarion . Hellenica. Дата обращения: 25 января 2011. Архивировано из оригинала 23 апреля 2014 года.
- ↑ Spohn, Tilman. Breuer, Doris. Johnson, Torrence V. Encyclopedia of the Solar System. — Elsevier, 2014.
- ↑ Classic Satellites of the Solar System". Observatorio ARVAL. Проверено 2007-09-28.
- ↑ Detection of CO in Triton's atmosphere and the nature of surface-atmosphere interactions . Дата обращения: 21 ноября 2019. Архивировано 10 декабря 2020 года.
- ↑ Limb clouds over Triton Архивная копия от 16 ноября 2019 на Wayback Machine.
- ↑ Lunine, J. I.; Nolan, Michael C. A massive early atmosphere on Triton (недоступная ссылка — история) (1992).
- ↑ 1 2 3 Harold F. Levison, Luke Donnes. Comet Populations and Cometary Dynamics // Encyclopedia of the Solar System / Edited by Lucy Ann Adams McFadden, Lucy-Ann Adams, Paul Robert Weissman, Torrence V. Johnson. — 2nd ed. — Amsterdam; Boston: Academic Press, 2007. — P. 483–502. — ISBN 0120885891.
- ↑ Triton might even have been liquid... (англ.). Дата обращения: 29 января 2011. Архивировано из оригинала 1 декабря 2010 года.
- ↑ Сколько лет поверхности Тритона . Дата обращения: 25 ноября 2009. Архивировано из оригинала 19 февраля 2015 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 Strom, Robert G.; Croft, Steven K.; Boyce, Joseph M. The Impact Cratering Record on Triton (англ.) // Science. — 1990. — Vol. 250, no. 4979. — P. 437—439. — doi:10.1126/science.250.4979.437. — PMID 17793023.
- ↑ Ingersoll, Andrew P.; Tryka, Kimberly A. Triton's Plumes: The Dust Devil Hypothesis (англ.) // Science. — 1990. — Vol. 250, no. 4979. — P. 435—437. — doi:10.1126/science.250.4979.435. — PMID 17793022.
- ↑ 1 2 3 Joseph M. Boyce. A structural origin for the cantaloupe terrain of Triton (англ.) // In Lunar and Planetary Inst., Twenty-fourth Lunar and Planetary Science Conference. Part 1: A-F (SEE N94-12015 01-91) : journal. — 1993. — March (vol. 24). — P. 165—166. Архивировано 10 января 2016 года.
- ↑ Jackson, M. P. A. Diapirism on Triton: A record of crustal layering and instability (англ.) // Geology : journal. — Geological Society of America, 1993. — April (vol. 21, no. 4). — P. 299—302. — doi:10.1130/0091-7613(1993)021<0299:DOTARO>2.3.CO;2. Архивировано 26 июля 2011 года.
- ↑ Водный океан может существовать в недрах спутника Нептуна (6 сентября 2012). Дата обращения: 2 декабря 2019. Архивировано 26 октября 2012 года.
- ↑ D. P. Cruikshank, A. Stockton, H. M. Dyck, E. E. Becklin, W. Macy. The diameter and reflectance of Triton (англ.) // Icarus. — Elsevier, 1979. — October (vol. 40). — P. 104—114. — doi:10.1016/0019-1035(79)90057-5. Архивировано 10 января 2016 года.
- ↑ D. Savage, D. Weaver, D. Halber. Hubble Space Telescope Helps Find Evidence that Neptune's Largest Moon Is Warming Up (англ.) // Hubblesite : journal. Архивировано 16 мая 2008 года.
- ↑ MIT researcher finds evidence of global warming on Neptune's largest moon . Massachusetts Institute of Technology. Дата обращения: 22 января 2011. Архивировано 4 июля 2012 года.
Ссылки
[править | править код]- Статьи о Тритоне на freescince.narod.ru
- Параметры спутников Нептуна
- Популярная статья о вулканизме планет . Архивировано из оригинала 27 февраля 2008 года.