Странные типы лун в Солнечной системе

24.06.2018

Необычные естественные спутники космических тел.

Мы знаем, что у нашей планеты Земля есть естественный спутник — Луна. Многие другие планеты Солнечной системы также имеют спутники. У некоторых их множество. Например, у Марса их два — Фобос и Деймос, а у Юпитера известно уже 96, из них 4 открыты еще в 1610 году Галлилео Галилеем — Ио, Каллисто, Ганимед и Европа.

Кстати, у Юпитера и Сатурна, помимо большого количества спутников имеются кольца — множество мелких объектов, вращающихся на экваториальных орбитах.

Но есть и другие странные спутники, которые мы будем называть лунами (с маленькой буквы).

Даже у астероида есть луна

Астероиды намного меньше, чем планеты (и большинство лун). Вы думаете, что у них не может быть собственных спутников? Это не так! Например, астероид (243) Ида размером с город (около 30–35 км) имеет небольшую астероидную луну Дактиль диаметром сего лишь 1,4 км.

Астероид (243) Ида и его луна Дактиль, изображенные космическим аппаратом Galileo в 1993 году. Источник: NASA
Астероид (243) Ида и его луна Дактиль, изображенные космическим аппаратом Galileo в 1993 году. Источник: NASA

Открытая исследовательским зондом NASA Galileo в 1993 году, Дактиль была первой луной, найденной у астероида. С тех пор были обнаружены сотни подобных лун.

Бывает, что спутник астероида имеет сопоставимый с ним размер. Такие системы называют двойным астероидом.

Кометоподобный объект с кольцами

Между орбитами газовых гигантов (Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун) находятся кометные объекты, называемые кентаврами. У кентавра (10199) Харикло было обнаружено, что вокруг него есть 2 кольца! Хотя кольца не являются лунами, они квалифицируются как куча мелких предметов, движущихся вокруг астероида.

Поразительно, что кольца были обнаружены вокруг объекта размером всего в пару сотен километров. Ранее считалось, что среди планет в Солнечной системы только газовые гиганты имеют кольца, но в 2013 году было обнаружено, что и маленький кометный объект может быть с кольцами.

Предполагается, что и другой кентавр, — (2060) Хирон, также имеет кольца. Это может означать, что кольца гораздо более распространены, чем ранее считалось.

Луны, которые обмениваются орбитами

Два спутника Сатурна — Януси Эпиметей (известные как «Танцующие луны») по существу разделяют одну и ту же орбиту. Орбита одного из них лишь немного более отдалена от Сатурна, чем другая. Благодаря обмену угловым моментом, вместо того, чтобы врезаться друг в друга, они меняют свои орбиты каждые 4 года!

Спутник Сатурна Эпиметей проходит перед Янусом. Фото с космического аппарата Кассини. Источник: NASA
Спутник Сатурна Эпиметей проходит перед Янусом. Фото с космического аппарата Кассини. Источник: NASA

Расстояние между орбитами двух спутников составляет лишь 50 километров — это существенно меньше их размеров. Такая удивительная конфигурация лун — единственная известная в Солнечной системе.

Наибольшее возможное несферическое тело в Солнечной системе

Вторая по размерам луна Нептуна Протей имеет очень низкую плотность и форму многогранника, как астероид. В то же время, спутник Сатурна Мимас из-за большей плотности имеет сферическую форму, несмотря на то, что он имеет меньшую массу, чем Протей. Учёные считают, что, учитывая размеры спутника (около 400 км), он со временем всё же сможет принять сферическую форму под действием собственной гравитации.

Протей на фоне Нептуна. Иллюстрация.
Протей на фоне Нептуна. Иллюстрация.

Самое большое кольцо Сатурна создано луной

Феба, самый большой из внешних спутников Сатурна, считается кентавром, захваченным притяжением планеты. Поэтому его орбита эксцентрична и наклонена к плоскости вращения Сатурна. Кроме того, он движется в обратном направлении по сравнению с другими спутниками. Солнечная радиация и микроскопические метеороиды, воздействующие на поверхность Фебы, вызывают постоянный поток частиц. Эти частицы образуют внешнее кольцо Сатурна — самое большое, называемое кольцом Феба. Его диаметр более 13 миллионов километров. Оно открыто только в 2009 году.

Гигантское кольца Феба по сравнению с малым размером Сатурна. Иллюстрация. Источник: Википедия
Гигантское кольца Феба по сравнению с малым размером Сатурна. Иллюстрация. Источник: Википедия

Однако, это кольцо настолько рассеянно и слабо, что оно практически не видно в оптическом диапазоне. Но его можно увидеть в инфракрасном свете на телескопе NASA Spitzer.

Харон — самая большая луна

Харон, самый крупный из 5 известных спутников Плутона, составляет половину его размера и 1/8 массы. По этому показателю (отношение размера спутника к его планете) Харону нет равных в Солнечной системе. На втором месте — Луна, имеющая диаметр 1/4 от земного.

Харон (слева) и Плутон. Соотношение размеров.
Харон (слева) и Плутон. Соотношение размеров.

Большое отношение массы спутника к массе планеты означает, что Харон имеет значительное гравитационное воздействие на Плутон. Поэтому, центр масс системы «Плутон — Харон» находится вне самого Плутона и вращение всей системы взаимно синхронизировано.

Из-за этого некоторые астрономы считают, что Плутон и Харон должны рассматриваться в качестве двойной планетной системы.

Анимированное изображение вращения Плутона и Харона. Снято космическим аппаратом NASA New Horizons. Крестик показывает центр масс. Источник: NASA
Анимированное изображение вращения Плутона и Харона. Снято космическим аппаратом NASA New Horizons. Крестик показывает центр масс. Источник: NASA

Международный астрономический союз (МАС) даже заявил о намерении дать формальное определение для двойных карликовых планет, но пока Харон классифицируется как спутник Плутона.

Самая захватывающая фраза в науке, та, которая предвещает большинство открытий, — это не «Эврика!», а «Это забавно…» 
— Айзек Азимов.