gov-civil-vilareal.ptWie man einen Neptunmond macht: Schlagen Sie einen anderen Mond WIRKLICH hart.
>Neptun ist der am weitesten von der Sonne entfernte große Planet und schwer zu untersuchen. Obwohl es groß ist, etwa 50.000 Kilometer im Durchmesser, ist es so weit entfernt, dass es an Details fehlen kann. Verdammt, selbst dorthin zu gehen, wie wir es 1989 mit Voyager 2 getan haben, hat nicht alle Geheimnisse gelöst.
Aber es lieferte Hinweise für ein großes Geheimnis, das später auftauchte: Was hat es mit Neptuns schmuddeligem Mond Hippocamp auf sich?
es ist ein winziger Mond, nur 35 km breit, und er wurde zufällig entdeckt! Wie die anderen drei großen Planeten im äußeren Sonnensystem, Neptun hat Ringe , oder genauer Ringbögen, wie Ringstücke. Im Jahr 2013 suchte der Astronom Mark Showalter in Hubble-Bildern, die Mitte der 2000er Jahre aufgenommen wurden, nach solchen Bögen und verwendete eine clevere Software, die die Bilder so neu kartierte, dass die sich schnell bewegenden Bögen stationär erscheinen und so leicht in verschiedenen Bildern verglichen werden können.
Nur weil er beschloss, dieselbe Software auf Objekte anzuwenden draußen die Ringe kreisten langsamer, und Hippocamp tauchte in den Bildern auf. Es ist eine coole Geschichte, über die ich damals geschrieben habe.
Hubble-Bild von Neptun (aus dem Jahr 2009) maßstabsgetreu eingefügt mit einem Bild seiner viel lichtschwächeren Monde und Ringe. Kredit: NASA, ESA und M. Showalter (SETI-Institut)
Hippocamp ist so klein und dunkel, dass Voyager es nicht einmal gesehen hat, als es vor 30 Jahren an dem riesigen Planeten vorbeigeflogen ist (um fair zu sein, Voyager hat nicht genau nach Monden gesucht, die so weit draußen sind) und taucht kaum in den Hubble-Aufnahmen auf. Aber es dauerte nicht lange, bis etwas wirklich Seltsames auftauchte: Als Astronomen seine Bahneigenschaften berechneten, fanden sie heraus, dass seine Umlaufbahn nur 12.000 km . beträgt Innerhalb die Umlaufbahn von Proteus, einem viel größeren Mond in der Form einer runden (ish) Kartoffel mit einem Durchmesser von etwa 400 km.
Das ist ein Problem, denn Neptuns Mondsystem ist ein Durcheinander und war früher noch viel schlimmer. Ein Mond, der sich dort bildet, wo Hippocamp jetzt ist, sollte dort nicht existieren können.
das ende der verdammten weltwertung
Hier wird es richtig cool : Hippocamp wurde möglicherweise geboren, als ein Komet Proteus schlug schwer , und die Trümmer kamen dann wieder zusammen und bildeten Hippocamp !
Drehen wir die Uhr zurück, sagen wir, ein paar Milliarden Jahre. Neptun hat sich wahrscheinlich mit einem Mondsystem gebildet; die meisten Planeten tun. Doch dann blieb die Katastrophe stecken: Ein riesiges Eis-und-Fels-Objekt aus das äußere Sonnensystem wanderte zu nahe an Neptun. Irgendwie - verschiedene Ideen gibt es zuhauf – dieser große Körper wurde in die Umlaufbahn um Neptun eingefangen. Wir nennen dieses Objekt jetzt Triton, und es ist mit 2.700 km Durchmesser der mit Abstand größte Mond von Neptun.
Harry Potter und der Gefangene von Askaban 2004
Ein Mosaik von Neptuns Mond Triton, das 1989 während eines Vorbeiflugs aus Voyager 2-Bildern erstellt wurde. Beachten Sie die schwarzen Streifen unten; Hinweise auf geysirartige Eruptionen und Wind. Kredit: NASA/JPL/USGS
Die großen Hinweise darauf, dass Triton ein gefangener Mond war, anstatt sich zu bilden mit Neptun ist, dass 1) seine Umlaufbahn in Bezug auf den Äquator von Neptun geneigt ist (große Monde, die sich nähern, sollten mit dem Äquator ihres Planeten ausgerichtet sein) und b) seine Umlaufbahn ist retrograd, rückwärts im Vergleich zu den anderen Monden (und Neptuns Spin). Monde, die sich mit ihren Planeten bilden, sollten prograde Umlaufbahnen haben, die sich in die gleiche Richtung wie die Drehung ihres Planeten bewegen (im Allgemeinen ist diese Drehung von Norden aus gesehen gegen den Uhrzeigersinn). Triton ist so groß, dass es sich, wenn es mit Neptun gebildet wurde, prograde bewegt haben muss. Da dies nicht der Fall ist, darf es sich nicht mit ihm gebildet haben, also muss es gefangen werden.
Dieses Ereignis verursachte Chaos im Neptun-System. Tritons Umlaufbahn war wahrscheinlich anfangs stark elliptisch und wurde mit der Zeit kreisförmiger, als sie gravitativ mit Neptun interagierte. Die Physik ist etwas kompliziert , aber die Gravitation von Triton erhöht die Gezeiten in Neptun, und das führt dazu, dass Tritons Umlaufbahn im Laufe der Zeit schrumpft und kreisförmiger wird (normalerweise führen Gezeiten dazu, dass sich Monde nach außen bewegen, aber das gilt nur für progradige Monde wie unseren eigenen Mond; Trtion ist rückläufig, also die Physik funktioniert in die andere Richtung, und es bewegt sich nach innen).
Die Umlaufbahnen und Größen der Neptunmonde, einschließlich seiner Ringbögen. Die Umlaufbahnen von Proteus und Hippocamp sind extrem nahe. Kredit: NASA, ESA und A. Feild (STScI)
Als Triton sich niederließ, hätte es die inneren Monde von Neptun durcheinander gebracht. Diese Monde waren in ihren Umlaufbahnen so gestört, dass sie ineinander geprallt wären und einen riesigen Trümmerring um Neptun herum gebildet hätten. Im Laufe der Zeit verschmolz dieser zu kleineren Monden, die Neptun nahe in den Ringen umkreisten.
Aber diese Geschichte der Zerstörung ist noch nicht ganz fertig. Es gibt viele von eisigen Körpern da draußen hinter Neptun, in einer Region, die wir Kuipergürtel nennen, und sie können diese kleineren Monde treffen. Es ist wahrscheinlich, dass sie seit ihrer Entstehung vor Milliarden von Jahren immer wieder verprügelt und wieder zusammengefügt wurden.
Der einzige Mond, der diesen Strudel überlebte, war Proteus. Er ist der äußerste und größte der inneren Monde. Aufgrund des gleichen Gravitationstanzes, der Triton nach innen in Richtung Neptun bewegt, bewegt sich Proteus (der prograd ist) von Neptun weg.
Aber – und das ist das große Aber – Proteus ist draußen die Umlaufbahn von Hippocamp jetzt. Diese Auswanderung von Proteus hätte es direkt durch die Umlaufbahn von Hippocamp bewegt, und das hätte dazu führen sollen, dass Hippocamp entweder mit Proteus kollidiert und zerstört wird, in Neptun fällt und zerstört wird oder ganz aus dem System ausgestoßen wird. Egal wie Sie es schneiden, Hippocamp sollte nicht dort sein, wo es ist! Was macht es da?
Die Astronomen, die dies untersuchten, fanden eine Lösung: Irgendwann, nachdem Triton ein Neptunmond wurde, kam ein Kuipergürtel-Objekt herein und schlug Proteus. Dies blies eine riesige Menge an Trümmern weg, und dieses Zeug verschmolz zu Hippocampus, der Neptun in der Umlaufbahn von Proteus umkreist. Da Hippocampus so klein ist, kann er nicht nach außen wandern (er hebt die Gezeiten auf Neptun nicht groß genug), also blieb er in der Umlaufbahn von Proteus, und so bleiben die Dinge heute.
Ich muss sagen, das muss ein verdammter Einschlag auf Proteus gewesen sein, dass so viele Trümmer einen Mond mit einem Durchmesser von über 30 km machen würden. Das würde einen ziemlichen Krater hinterlassen…
Ein Bild von Neptuns Mond Proteus, aufgenommen von Voyager 2 im Jahr 1989. Oben rechts ist der riesige Krater Pharos zu sehen. Kredit: NASA/JPL-Caltech/Kevin M. Gill
… die wir zu sehen glauben! Während des Passes von Voyager 2 im Jahr 1989 wurde ein Bild von Proteus aufgenommen, das einen monströsen Krater namens Pharos zeigt, der satte 230 km breit ist! Wäre der Aufprall viel härter gewesen, hätte er den Mond zerschmettert. So wie es war, wären die weggeblasenen Trümmer sehr beeindruckend gewesen. Groß genug, um einen ganz anderen Mond zu bilden. Hippocamp.
Das ist so cool! Ich liebe es, wenn eine Geschichte so zusammenhängt. Alles funktioniert logisch, auch wenn es mit einer seltsamen Tatsache beginnt, die nicht passt.
Und ich kann das nicht verlassen, ohne etwas zu erwähnen. Durch Praktiken der Internationalen Astronomischen Union , Neptunmonde müssen auf griechischen mythologischen Wesen basieren, die mit Wasser oder Poseidon verbunden sind. Triton war zum Beispiel der Bote des Meeres (und Sohn des Poseidon). Proteus war in vielen Mythen auch ein Sohn des Poseidon, aber auch einer, der seine Form nach Belieben ändern konnte (möglicherweise verbunden mit der Vorstellung, dass sich die Meeresbedingungen sehr schnell ändern können).
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Das passt sicherlich zu dem, was wir wissen! Diese Monde haben ihre Form viele Male verändert, einschließlich Proteus, und letzterer tat es sicherlich, als Pharos sich bildete. Das ist ein lustiger kleiner Zufall.
Hippocamp ist übrigens ein Seeungeheuer, das die obere Hälfte eines Pferdes und die untere Hälfte eines Fisches ist. Das ist mit dem modernen Wissen über den Mond selbst schwerer zu vereinbaren (er ist selbst mit Hubble zu klein, um seine Form zu erkennen). Aber es ist immer noch ordentlich.
Ich finde das alles erstaunlich. Früher dachten wir, das Sonnensystem sieht jetzt ziemlich so aus, wie es immer war, aber in den letzten Jahren haben wir herausgefunden, dass dies wirklich nicht der Fall ist. Monde bewegen sich hin und her, Planeten wandern von der Sonne nach innen und außen, und riesige Einschläge formen diese Körper nicht nur um, sondern bringen neue hervor. Nur während unserer kurzen Lebensspanne scheinen die Dinge stabil zu sein. Auf lange Sicht ist das Sonnensystem so dynamisch und stürmisch wie das Meer.
