Супутник

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Порівняльні розміри найбільших супутників та Землі

Супутник — небесне тіло, яке рухається орбітою навколо планети, карликової планети чи невеликого тіла Сонячної системи або зорі.

Запущені людиною у космос із дослідницькою метою пристрої, апарати або снаряди, які рухаються за інерцією навколо небесного тіла, називають штучними супутниками. З плином часу під дією гравітації Землі або шляхом навмисного уповільнення оператором (по завершенню часу використання), такі супутники втрачають власну швидкість та входять в атмосферу і згоряють від тертя об повітря, натомість інші супутники (на дуже високих орбітах) відправляються людьми ще далі від Землі. Великі космічні станції не можуть згоріти цілком в атмосфері, тож їх направляють у призначене місце в Тихому океані, найвіддаленіше від будь-якої людської цивілізації.[1]

Прикладом найближчого для людей природного супутника є Місяць, який обертається навколо планети Земля — супутника нашої зорі, Сонця.

Вступ[ред. | ред. код]

Природні супутники в англомовних джерелах, часто називають місяцями (moons — з маленької літери), що походить від англ. назви супутника Землі Місяця.

У Сонячній системі є шість планетних супутникових систем, які містять 207 відомих природних супутників. Також відомо, що сім об’єктів, які астрономи зазвичай вважають карликовими планетами, мають природні супутники: Орк, Плутон, Гаумеа, Квавар, Макемаке, Гунгун і Ерида.[2] Станом на листопад 2021 року було відомо про 442 інші малі планети, які мають природні супутники.[3]

Планета зазвичай, має принаймні приблизно в 10 000 разів більшу масу від будь-якого природного супутника, що обертається навколо неї, з відповідно набагато більшим діаметром.[4] Система Земля-Місяць є рідкісним винятком у Сонячній системі; Місяць діаметром 3474 км (2158 миль) становить 0,273 діаметра Землі та приблизно 1⁄80 її маси.[5] Наступними за величиною коефіцієнтами, є: система Нептун–Тритон — 0,055 (зі співвідношенням мас приблизно 1 до 5000), утворення Сатурн–Титан — 0,044 (з другим співвідношенням мас після системи Земля–Місяць — 1 до 4250), система Юпітер–Ганімед — 0,038, а пара Уран–Титанія — 0,031. Для категорії карликових планет, Харон має найбільше співвідношення, яке складає 0,52 діаметра Плутона.

Термінологія[ред. | ред. код]

Першим відомим природним супутником був Місяць, але він вважався «планетою» до оприлюднення Коперником De revolutionibus orbium coelestium 1543 року. До відкриття

Гравітаційно-орбітальна модель системи зоря-планета-супутник

Галілеєвих супутників 1610 року, не було можливості віднести такі тіла до класу. Галілей вирішив називати свої відкриття Planetæ («планети»), але подальші першовідкривачі обрали інші назви, щоби відрізнити їх від тіл, навколо яких вони оберталися.

Найпершим, хто використав слово супутник для опису орбітальних тіл, був німецький астроном Йоганн Кеплер у власній брошурі Narratio de Observatis a se quatuor Iouis satellitibus erronibus («Розповідь про чотири супутники Юпітера, які спостерігали») 1610 року. Він вивів цю назву від латинського слова satelles, що означає «захисник», «охоронець» або «супутник», оскільки супутники супроводжували свою головну планету в їхній подорожі небесами.[6]

Немає встановленої нижньої межі того, що вважається «супутником». Кожне природне небесне тіло з визначеною орбітою навколо планети Сонячної системи (деякі з кілометр у поперечнику) вважалося супутником, хоча тіла в десяту частину цього розміру в межах кілець Сатурна, які безпосередньо не спостерігалися, називають англ. moonlets — супутнички. Малі астероїдні супутники (природні супутники астероїдів), такі як Дактиль, також називаються супутничками[7].

Верхня межа також невизначена. Два орбітальних тіла іноді розглядають як подвійну планету, а не як первинну планету та супутник. Такі астероїди, як 90 Антіопа, вважаються подвійними астероїдами, але вони не потребують чіткого визначення того, що з них являє собою супутник. Деякі автори визнають систему Плутон–Харон подвійною (карликовою) планетою. Найпоширеніша лінія поділу того, що приймається за супутник, заснована на тому, чи знаходиться барицентр нижче поверхні більшого тіла, хоча це дещо умовно, оскільки залежить від відстані, а також відносної маси.

Походження та орбітальні властивості[ред. | ред. код]

Докладніше: Навколопланетний диск

Вважається, що природні супутники, котрі обертаються відносно близько до планети прямолінійними, ненахиленими круговими орбітами (звичайні супутники), утворилися з тієї самої області колапсу протопланетного диска, яка створила його основу.[8] Навпаки, передбачається, що нерівномірні супутники (зазвичай обертаються віддаленими, похилими, ексцентричними та/або ретроградними орбітами) вважаються захопленими астероїдами, які, можливо, ще більше роздроблені внаслідок зіткнень. Більшість великих природних супутників Сонячної системи мають правильні орбіти, тоді як малі природні супутники рухаються здебільшого, нерівномірними орбітами.[9] Місяць[10] і, можливо, Харон[11] є винятками серед великих тіл, оскільки існує думка, що вони виникли внаслідок зіткнення двох великих протопланетних тіл (див. Гіпотезу неймовірного зіткнення). Вважається, що матеріал, який міг бути розміщений на орбіті навколо серединного тіла, знову з’єднався з утворенням одного або кількох орбітальних природних супутників. Є міркування, що супутники астероїдів, на відміну від тіл планетарного розміру, зазвичай утворюються у підсумку цього процесу. Тритон є ще одним винятком; попри те, що він великий і має орбіту близьку до кругової, він рухається зворотно (ретроградно), і вважається, що це захоплена карликова планета.

Правильна орбіта супутника

Народження супутників[ред. | ред. код]

Відомі три причини, що забезпечують виникнення супутників: акреція, захоплення та зіткнення.

Акреція[ред. | ред. код]

Під час утворення планети шматки каміння, крижаний пил і гази обертаються навколо неї у вигляді диска. Уламки породи злипаються разом, створюючи брилу, яка під ударом інших уламків породи утворює кам'яну кулю, яка росте та поглинає будь-які сусідні грудки. Зрештою вона стає головною у диску і залишається одна на орбіті, породжуючи супутник.

Моделювання пояснює, що переважна більшість звичайних супутників Сонячної системи утворилися саме внаслідок скупчення планетних кілець. З часом ці «в’язкі» кільця, що оточують планети-гіганти або так звані «телуричні» планети, такі як Земля чи Плутон, розширюються і розпорошуються в космічному просторі.[12]

Захоплювання[ред. | ред. код]

Найпоширеніший випадок: два астероїди (рідше один), що обертаються близько один до одного, повинні наблизитися до планети настільки, щоб її поле тяжіння вже не було занадто малим. Відтоді найближчий або наймасивніший[13] астероїд планети опиняється захопленим гравітаційним полем останньої. Потім його траєкторія змінюється силою притягання зірки, яка додається до інших сил, що діють на нього (інерція, притягання іншого астероїда тощо). Якщо сила тяжіння зірки найдужча, зв’язок між двома астероїдами слабшає, і таким чином близнюк отримає енергетичний імпульс та летить у космос, тоді як інший астероїд починає свій перший оберт на орбіті, а також власне життя як супутник.

Зіткнення[ред. | ред. код]

Останній випадок, який також є найрідкіснішим: це відбувається, коли астероїд надзвичайних розмірів стикається з планетою. Під час цього неймовірного поштовху, від удару виривається шлейф породи, що містить камінь і навіть уламки ядра планети. Ця речовина з плином часу злипатиметься, утворюючи нове тіло. Але останнє, занадто важке через металевий вміст, вилучений з ядра планети, знову впаде і вдариться об планету вдруге. Цього разу, відірвана частина ядра майже повністю зливається з ядром планети. Таким чином утворений шлейф буде вільний від більш важких металевих частинок. Остаточне тіло все одно розділиться надвоє, одна частина котрого повернеться до основного тіла планети, натомість інша почне крутитися орбітою. Цей матеріал надалі скупчується для утворення нового супутника. Уся ця послідовність може тривати лише двадцять чотири години.[14]

Тимчасові супутники[ред. | ред. код]

Основна стаття: Тимчасовий супутник

Захоплення астероїда з геліоцентричної орбіти не завжди є постійним. Згідно моделювання, тимчасові супутники повинні бути звичайним явищем.[15][16] Єдині спостережувані натепер приклади: 1991 VG, 2006 RH120, 2020 CD3.

2006 RH120, був тимчасовим супутником Землі протягом дев'яти місяців у 2006 і 2007 роках.[17][18]

Середній
діаметр
(км)
Супутники планет Супутники карликових планет Супутники
інших малих планет
не супутники
для порівняння
Земля Марс Юпітер Сатурн Уран Нептун Плутон Хаумеа Ерида
4,000-5,500 Ганімед
Каллісто
Титан Меркурій
3000-4000 Місяць Іо
Європа
2000-3000 Тритон Ерида
Плутон
1000–2000 Рея
Япет
Діона
Тефія
Титанія
Оберон
Умбрієль
Аріель
Харон Макемаке
Хаумеа
90377 Седна
(225088) 2007 OR10
500–1000 Енцелад Дизномія Церера
Орк, Квавар, Варуна
2 Паллада4 Веста
багато інших ТНО
250–500 Мімас
Гіперіон
Міранда Протей
Нереїда
Хііака 79360 Сіла-Нунам I
Орк I Вант
10 Гігея
704 Інтерамнія
52 Європа, 87 Сільвія
100–250 Амальтея
Гімалія
Теба
Феба
Янус
Епіметей
Пак
Сікоракса
Порція
Лариса
Галатея
Деспіна
Намака S/2005 (82075) 1
120347 Салація I Актея
65489 Кето I Форкій
617 Патрокл I Менетій
~21 more moons of TNOs
3 Юнона, 7 Ірида, 6 Геба
1992 QB1
9 Метіда, 5 Астрея
42355 Typhon
і багато інших
50-100 Елара
Пасіфе
Прометей
Пандора
Джульєтта
Белінда
Крессида
Калібан
Розалінда
Дездемона
Б'янка
Таласса
Наяда
Галімеда
Несо
50000 Квавар I Вейвот
90 Антіопа I
42355 Тифон I Єхидна
58534 Логос I Зоя
5 more moons of TNOs
90 Антіопа I
58534 Логос
253 Матільда
і багато інших
25-50 Карме
Метіда
Сінопе
Лісітея
Ананке
Сіарнак
Гелена
Альбіорікс
Атлас
Пан
Офелія
Корделія
Сетебос
Просперо
Пердіта
Стефано
Сао
Лаомедея
Псамафа
Гідра
Нікта
22 Калліопа I Лінус 1036 Ганімед
243 Іда
і багато інших
10-25 Фобос
Деймос
Леда
Адрастея
Телесто
Паліак
Каліпсо
Імір
Ківіок
Тарвос
Іджирак
Ерріпо
Меб
Купідон
Франциско
Фердинанд
Маргарита
Трінкуло
Гіпокамп Кербер
Стікс
762 Пулкова I
87 Сільвія I Ромул
624 Гектор I
45 Євгенія I Маленький принц
121 Герміона I
283 Емма I
1313 Берна I
107 Камілла I
433 Ерос
1313 Берна
і багато інших
< 10 50 супутників 36 супутників 87 Сільвія II Рем
243 Іда I Dactyl
and many others
багато

Супутники планет Сонячної системи[ред. | ред. код]

Докладніше: Список супутників

Шість з восьми планет Сонячної системи (окрім Меркурія і Венери) мають супутники.

Із 5 карликових планет супутники мають 3 — Плутон (5), Хаумеа (2) та Ерида (1).

Також виявлено супутники у деяких малих планет.

Див. також[ред. | ред. код]

Посилання[ред. | ред. код]

  1. Where Do Old Satellites Go When They Die? | NASA Space Place – NASA Science for Kids. spaceplace.nasa.gov. Процитовано 23 серпня 2022. 
  2. Working Group for Planetary System Nomenclature (WGPSN). Transactions of the International Astronomical Union 21 (2). 1991. с. 357–363. ISSN 0251-107X. doi:10.1017/s0251107x0002558x. Процитовано 8 серпня 2022. 
  3. Johnston, Roy (1984). TSWA, Ulster Museum, Belfast 7 September-2 October 1984. Circa (19). с. 22. ISSN 0263-9475. doi:10.2307/25556924. Процитовано 8 серпня 2022. 
  4. Canup, Robin M.; Ward, William R. (2006-06). A common mass scaling for satellite systems of gaseous planets. Nature (англ.) 441 (7095). с. 834–839. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/nature04860. Процитовано 8 серпня 2022. 
  5. Glenday, Craig; Guinness World Records Limited, publisher (2013). Guinness world records 2014. [England]. ISBN 978-1-908843-35-7. OCLC 828246222. 
  6. https://www.jpl.nasa.gov. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) - Robotic Space Exploration. NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) (амер.). Процитовано 8 серпня 2022. 
  7. Marchis, F.; Descamps, P.; Hestroffer, D.; Berthier, J. (1 серпня 2005). Discovery of the triple asteroidal system 87 Sylvia. Nature (англ.) 436 (7052). с. 822–824. ISSN 0028-0836. Процитовано 8 серпня 2022. 
  8. Pappalardo, Robert T.; McKinnon, William B.; Khurana, K.; Lunar and Planetary Institute (2009). Europa. Tucson: University of Arizona Press. ISBN 978-0-8165-2844-8. OCLC 288932965. 
  9. Weissman, Paul R.; McFadden, Lucy-Ann; Johnson, Torrence V. (2007). Preface to the First Edition. Encyclopedia of the Solar System. Elsevier. с. xix–xx. 
  10. Canup, Robin M.; Asphaug, Erik (1 серпня 2001). Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation. Nature 412. с. 708–712. ISSN 0028-0836. Процитовано 8 серпня 2022. 
  11. Stern, S. A.; Weaver, H. A.; Steffl, A. J.; Mutchler, M. J.; Merline, W. J.; Buie, M. W.; Young, E. F.; Young, L. A. та ін. (1 лютого 2006). A giant impact origin for Pluto's small moons and satellite multiplicity in the Kuiper belt. Nature 439. с. 946–948. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/nature04548. Процитовано 8 серпня 2022. 
  12. Crida, A.; Charnoz, S. (30 листопада 2012). Formation of Regular Satellites from Ancient Massive Rings in the Solar System. Science 338 (6111). с. 1196–1199. ISSN 0036-8075. doi:10.1126/science.1226477. Процитовано 8 серпня 2022. 
  13. Les «Principia» et la loi de la gravitation universelle. La loi de la gravitation universelle Newton, Euler et Laplace. Paris: Springer Paris. с. 29–175. ISBN 978-2-287-72082-6. 
  14. Canup, Robin M.; Asphaug, Erik (2001-08). Origin of the Moon in a giant impact near the end of the Earth's formation. Nature 412 (6848). с. 708–712. ISSN 0028-0836. doi:10.1038/35089010. Процитовано 8 серпня 2022. 
  15. Elkin, D.; Bely, P.; DeFazio, R. (22 серпня 1994). Limitations on target viewing intervals for the Hubble Space Telescope sensitivity to orbit prediction errors and avoidance of the bright Earth and sky background. Space Programs and Technologies Conference and Exhibit (American Institute of Aeronautics and Astronautics). doi:10.2514/6.1994-4470. Процитовано 8 серпня 2022. 
  16. Fedorets, Grigori; Granvik, Mikael; Jedicke, Robert (1 березня 2017). Orbit and size distributions for asteroids temporarily captured by the Earth-Moon system. Icarus 285. с. 83–94. ISSN 0019-1035. doi:10.1016/j.icarus.2016.12.022. Процитовано 8 серпня 2022. 
  17. Iozzino, Laura; Harvey, Philip D.; Canessa, Nicola; Gosek, Pawel; Heitzman, Janusz; Macis, Ambra; Picchioni, Marco; Salize, Hans Joachim та ін. (2021-12). Neurocognition and social cognition in patients with schizophrenia spectrum disorders with and without a history of violence: results of a multinational European study. Translational Psychiatry 11 (1). ISSN 2158-3188. doi:10.1038/s41398-021-01749-1. Процитовано 8 серпня 2022. 
  18. Wingham, Prof. Duncan John, (born 12 Oct. 1957), Chief Executive, 2012–March 2018, Executive Chair, from April 2018, Natural Environment Research Council. Who's Who (Oxford University Press). 1 грудня 2007. Процитовано 8 серпня 2022.