gov-civil-vilareal.ptHoe maak je een maan van Neptunus: Whack een andere maan ECHT hard.
>Neptunus is de verste grote planeet van de zon en moeilijk te bestuderen. Ook al is het groot, ongeveer 50.000 kilometer in diameter, het is zo ver weg dat details kunnen ontbreken. Heck, zelfs daarheen gaan, zoals we deden met Voyager 2 in 1989, loste niet al zijn mysteries op.
Maar het leverde wel aanwijzingen op voor een groot mysterie dat later opdook: wat is er aan de hand met Neptunus' dinky maan Hippocamp?
Het is een kleine maan, slechts 35 km breed, en bij toeval ontdekt! Net als de andere drie grote planeten in het buitenste zonnestelsel, Neptunus heeft ringen , of beter gezegd ringbogen, zoals stukjes ringen. In 2013 was astronoom Mark Showalter op zoek naar dergelijke bogen in Hubble-afbeeldingen die halverwege de jaren 2000 waren gemaakt, en gebruikte hij slimme software die de afbeeldingen opnieuw in kaart bracht, zodat de snel bewegende bogen stationair zouden lijken, zodat ze gemakkelijk in verschillende afbeeldingen konden worden vergeleken.
Gewoon omdat hij besloot dezelfde software op objecten toe te passen buiten de ringen, die langzamer in een baan ronddraaiden, en Hippocamp dook op in de afbeeldingen. Het is een cool verhaal, waar ik destijds over schreef.
Hubble-afbeelding van Neptunus (uit 2009) op schaal geplaatst met een afbeelding van zijn veel zwakkere manen en ringen. Credit: NASA, ESA en M. Showalter (SETI-instituut)
Hippocamp is zo klein en zwak dat Voyager het niet eens zag toen het 30 jaar geleden langs de gigantische planeet vloog (om eerlijk te zijn, Voyager was niet zorgvuldig op zoek naar manen die zo ver weg waren), en verschijnt nauwelijks in de Hubble-opnamen. Maar het duurde niet lang voordat er iets heel vreemds opdook: toen astronomen de baankenmerken berekenden, ontdekten ze dat de baan slechts 12.000 km bedraagt binnenkant de baan van Proteus, een veel grotere maan in de vorm van een ronde (achtige) aardappel van ongeveer 400 km breed.
Dat is een probleem, want het manenstelsel van Neptunus is een puinhoop en was ooit veel rommeliger. Een maan die zich vormt waar Hippocamp nu is, zou daar niet moeten kunnen bestaan.
Hier wordt het echt cool : Hippocamp is mogelijk geboren toen een komeet Proteus doodde moeilijk , en het puin kwam toen weer bij elkaar om Hippocamp . te vormen !
Laten we de klok een paar miljard jaar terugdraaien. Neptunus is waarschijnlijk gevormd met een systeem van manen; de meeste planeten doen dat. Maar toen bleef het noodlot steken: een enorm ijs-en-rotsobject van het buitenste zonnestelsel te dicht bij Neptunus dwaalde. op de een of andere manier — verschillende ideeën in overvloed - dit grote lichaam werd gevangen in een baan rond Neptunus. We noemen dit object nu Triton, en het is verreweg de grootste maan van Neptunus met een diameter van 2.700 km.
Een mozaïek van Neptunus' maan Triton, gemaakt op basis van Voyager 2-afbeeldingen tijdens een vlucht in 1989. Let op de zwarte strepen onderaan; bewijs van geiser-achtige uitbarstingen en wind. Credit: NASA/JPL/USGS
De grote aanwijzingen dat Triton een gevangen maan was in plaats van gevormd met Neptunus is dat 1) zijn baan gekanteld is ten opzichte van de evenaar van Neptunus (grote manen die dichterbij komen, moeten in lijn zijn met de evenaar van hun planeet), en b) zijn baan retrograde is, achteruit in vergelijking met de andere manen (en de draaiing van Neptunus). Manen die zich vormen met hun planeten zouden prograde banen moeten hebben, die in dezelfde richting bewegen als de spin van hun planeet (in het algemeen is die spin tegen de klok in gezien vanuit het noorden). Triton is zo groot dat als het gevormd is met Neptunus, het prograde moet zijn gegaan. Omdat het dat niet doet, moet het er niet mee gevormd zijn, dus daarom moet het worden gevangen.
Deze gebeurtenis veroorzaakte chaos in het Neptunus-systeem. De baan van Triton was waarschijnlijk aanvankelijk zeer elliptisch en werd in de loop van de tijd meer cirkelvormig naarmate hij door zwaartekracht in wisselwerking stond met Neptunus. De fysica is een beetje ingewikkeld , maar de zwaartekracht van Triton verhoogt de getijden in Neptunus, en dat zorgt ervoor dat de baan van Triton krimpt en in de loop van de tijd meer cirkelvormig wordt (meestal zorgen getijden ervoor dat manen naar buiten bewegen, maar dat is alleen voor prograde manen zoals onze eigen maan; Trtion is retrograde, dus de fysica werkt de andere kant op en beweegt naar binnen).
De banen en afmetingen van de manen van Neptunus, inclusief de ringbogen. De banen van Proteus en Hippocamp zijn extreem dichtbij. Credit: NASA, ESA en A. Feild (STScI)
Toen Triton tot rust kwam, zou het de binnenste manen van Neptunus in de war hebben gebracht. Deze manen waren zo verstoord in hun banen dat ze tegen elkaar zouden zijn ingeslagen, waardoor een enorme ring van puin rond Neptunus ontstond. In de loop van de tijd smolt dat samen tot kleinere manen die in een baan om Neptunus dichterbij kwamen, binnen de ringen.
Maar dit verhaal van vernietiging is nog niet helemaal klaar. Er zijn veel van ijzige lichamen daar voorbij Neptunus, in een gebied dat we de Kuipergordel noemden, en ze kunnen die kleinere manen treffen. Het is waarschijnlijk dat ze keer op keer zijn geslagen en opnieuw zijn samengevoegd sinds ze aanvankelijk miljarden jaren geleden werden gevormd.
De enige maan die deze maalstroom overleefde was Proteus. Het is de buitenste en grootste van de binnenste manen. Vanwege dezelfde zwaartekrachtdans die Triton naar binnen beweegt in de richting van Neptunus, beweegt Proteus (die prograde is) weg van Neptunus.
Maar - en dit is de grote maar - Proteus is buiten de baan van Hippocamp nu. Die uitgaande migratie van Proteus zou hem dwars door de baan van Hippocamp hebben gebracht, en dat had ertoe moeten leiden dat Hippocamp ofwel met Proteus in botsing zou komen en vernietigd zou moeten worden, in Neptunus zou vallen en vernietigd zou moeten worden, of helemaal uit het systeem zou worden verwijderd. Het maakt niet uit hoe je het snijdt, Hippocamp zou niet moeten zijn waar het is! Wat doet het daar?
De astronomen die dit bestudeerden, kwamen met een oplossing: enige tijd nadat Triton een maan van Neptunus werd, kwam er een Kuipergordel-object binnen en sloeg Proteus neer. Dit blies een enorme hoeveelheid puin weg, en dit spul vloeide samen om Hippocampus in een baan om Neptunus binnen de baan van Proteus te vormen. Omdat de Hippocampus zo klein is, kan hij niet naar buiten migreren (het tij op Neptunus is niet groot genoeg), dus het eindigde in de baan van Proteus, en zo blijven de dingen vandaag.
Ik moet zeggen dat dat een geweldige impact op Proteus moet zijn geweest dat zoveel puin een maan van meer dan 30 km breed zou maken. Dat zou een behoorlijke krater achterlaten...
waarom wordt waakhonden beoordeeld als m
Een afbeelding van Neptunusmaan Proteus, gemaakt door Voyager 2 in 1989. Rechtsboven is de enorme krater Pharos te zien. Credit: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill
… die we denken te zien! Tijdens de 1989 pass door Voyager 2, het nam een foto van Proteus die een monsterlijke krater genaamd Pharos toont, en het is maar liefst 230 km breed! Als de impact veel harder was geweest, zou het de maan hebben verbrijzeld. Zoals het was, zou het weggewaaide puin erg indrukwekkend zijn geweest. Groot genoeg om zelfs een hele andere maan te vormen. Hippokamp.
Dat is zo cool! Ik hou ervan als een verhaal zo aan elkaar hangt. Alles werkt logisch, ook als het begint met een raar feit dat niet klopt.
En ik kan dit niet laten zonder iets te vermelden. Door praktijken uitgevaardigd door de Internationale Astronomische Unie , moeten de manen van Neptunus gebaseerd zijn op Griekse mythologische wezens die worden geassocieerd met water of Poseidon. Triton was bijvoorbeeld de boodschapper van de zee (en zoon van Poseidon). Proteus was in veel mythen ook een zoon van Poseidon, maar ook iemand die zijn vorm naar believen kon veranderen (mogelijk gekoppeld aan het idee dat de zeecondities zeer snel kunnen veranderen).
Dat past zeker bij wat we weten! Die manen zijn vele malen van vorm veranderd, waaronder Proteus, en de laatste zeker ook toen Pharos werd gevormd. Dat is een leuk toeval.
Overigens is Hippocamp een zeemonster dat de bovenste helft van een paard is en de onderste helft van een vis. Dat is moeilijker in overeenstemming te brengen met de moderne kennis van de maan zelf (het is te klein om de vorm ervan te onderscheiden, zelfs met Hubble). Maar het is nog netjes.
Ik vind dit allemaal geweldig. Vroeger dachten we dat het zonnestelsel er nu ongeveer zo uitziet als altijd, maar de laatste jaren zijn we erachter gekomen dat het echt, echt niet zo is. Manen bewegen heen en weer, planeten migreren naar binnen en naar buiten vanaf de zon, en gigantische inslagen geven deze lichamen niet alleen een nieuwe vorm, maar brengen ook nieuwe voort. Het is pas tijdens onze korte levensduur dat de dingen stabiel lijken. Op de lange schaal is het zonnestelsel net zo dynamisch en onstuimig als de zee.
