stringtranslate.com

Гидра (луна)

Гидра — естественный спутник Плутона , диаметр которого составляет приблизительно 51 км (32 мили) по самому длинному измерению. [6] Это вторая по величине луна Плутона , будучи немного больше Никты . Гидра была открыта вместе с Никтой астрономами с помощью космического телескопа «Хаббл» 15 мая 2005 года [1] и была названа в честь Гидры , девятиглавой подземной змеи в греческой мифологии . [14] По расстоянию Гидра является пятой и самой дальней луной Плутона, вращающейся за четвертой луной Плутона Кербером . [11]

У Гидры очень высокая отражательная способность поверхности, вызванная наличием водяного льда , как и у других лун Плутона. [15] Отражательная способность Гидры является промежуточной, между отражательной способностью Плутона и Харона . [16] Космический аппарат New Horizons сфотографировал Плутон и его луны в июле 2015 года и передал несколько изображений Гидры. [17]

Открытие

Открытие изображений Никс и Гидры

Члены команды New Horizons подозревали, что Плутон и Харон могут сопровождаться другими небольшими, далекими лунами, слабо связанными с системой Плутона. Они использовали космический телескоп Хаббл, чтобы проверить эту гипотезу. Это привело к открытию Никты и Гидры — обе удивительно близки к Плутону/Харону — и к выводу, что в расширенной сфере влияния Плутона не существует никаких значительных лун.

Открытие изображений было сделано 15 мая 2005 года и 18 мая 2005 года. Гидра и Никта были независимо открыты Максом Дж. Матчлером 15 июня 2005 года и Эндрю Дж. Штеффлом 15 августа 2005 года. [18] Открытия были объявлены 31 октября 2005 года после подтверждения путем предварительного прочтения архивных изображений Плутона, полученных с телескопа Хаббл в 2002 году. [19] Два недавно открытых спутника впоследствии были временно обозначены как S/2005 P 1 для Гидры и S/2005 P 2 для Никты. [20] [21] Спутники были неофициально обозначены командой открытия как «P1» и «P2» соответственно. [20]

Нейминг

Изображение спутников Плутона, полученное телескопом Хаббл (с комментариями)

Название Гидра было одобрено 21 июня 2006 года Международным астрономическим союзом (МАС) и было объявлено вместе с наименованием Никты в циркуляре МАС 8723. [21] Гидра была названа в честь Лернейской гидры , многоголовой змеи, которая сражалась с Гераклом в греческой мифологии . [14] В частности, девять голов Гидры тонко отсылают к бывшему девятому планетарному статусу Плутона. [14] Два недавно названных спутника были намеренно названы так, что порядок их инициалов N и H отдает дань уважения миссии New Horizons к Плутону, подобно тому, как первые две буквы имени Плутона отдают дань уважения Персивалю Лоуэллу . [22] [14] Название Гидры также было намеренно выбрано так, что его инициал H отдает дань уважения космическому телескопу Хаббл, который использовался поисковой группой компаньонов Плутона для обнаружения Гидры и Никты. [22] [23]

Названия особенностей на телах в системе Плутона связаны с мифологией, литературой и историей исследований. В частности, названия особенностей на Гидре должны быть связаны с легендарными змеями и драконами из литературы, мифологии и истории. [24]

Источник

Считалось, что меньшие луны Плутона, включая Гидру, образовались из обломков, выброшенных при мощном столкновении Плутона с другим объектом пояса Койпера, подобно тому, как Луна , как полагают, образовалась из обломков, выброшенных при мощном столкновении Земли . [25] Выброшенные в результате столкновения частицы затем объединились в луны Плутона. [26] Считалось, что Гидра изначально образовалась в более близком расстоянии от Плутона, и ее орбита претерпела изменения из-за приливных взаимодействий . [27] [28] В этом случае Гидра вместе с меньшими лунами Плутона мигрировали бы наружу вместе с Хароном на их нынешние орбиты вокруг барицентра Плутона-Харона. [29] [27] Благодаря «приливному затуханию» взаимными приливными взаимодействиями с Хароном орбита Гидры вокруг барицентра Плутона-Харона постепенно становилась более круговой с течением времени. [27] Считается, что Гидра образовалась из двух меньших объектов, слившихся в один единый объект. [9] [30]

Физические характеристики

Гидра имеет неправильную форму, ее самая длинная ось составляет 50,9 км (31,6 мили), а самая короткая ось — 30,9 км (19,2 мили) в поперечнике. [6] Это дает Гидре измеренные размеры 50,9 км × 36,1 км × 30,9 км (31,6 мили × 22,4 мили × 19,2 мили). [6]

Поверхность Гидры обладает высокой отражательной способностью из-за наличия на ее поверхности водяного льда. [15] Поверхность Гидры демонстрирует нейтральный спектр , похожий на спектр малых лун Плутона, хотя спектр Гидры кажется немного более синим. [31] [32] Водяной лед на поверхности Гидры относительно чистый и не показывает значительного потемнения по сравнению с Хароном. [15] Одно из объяснений предполагает, что поверхность Гидры постоянно обновляется ударами микрометеоритов, выбрасывающих более темный материал с поверхности Гидры. [15] Поверхностный спектр Гидры слегка голубоватый по сравнению со спектром Никты. [32] Объяснения голубоватого цвета Гидры предполагают, что поверхность Гидры имеет большее количество водяного льда по сравнению с Никтой, что также может объяснить очень высокое геометрическое альбедо Гидры , или ее отражательную способность, в 83 процента. [32] [10]

По оценкам, полученным на основе данных о количестве кратеров, полученных с New Horizons , возраст поверхности Гидры составляет около четырех миллиардов лет. [27] [10] Крупные кратеры и углубления на Гидре позволяют предположить, что она могла потерять часть своей первоначальной массы в результате ударных событий с момента своего образования. [10]

Вращение

Гидра не находится в приливном захвате и вращается хаотично ; ее период вращения и наклон оси быстро меняются в астрономических масштабах времени, вплоть до того, что ее ось вращения регулярно переворачивается. [26] Хаотическое кувыркание Гидры в значительной степени вызвано изменяющимся гравитационным влиянием Плутона и Харона, когда они вращаются вокруг своего барицентра . [26] Хаотическое кувыркание Гидры также усиливается ее неправильной формой, которая создает крутящие моменты , которые действуют на объект. [5] Во время пролета New Horizons мимо Плутона и его лун период вращения Гидры составлял приблизительно 10 часов, а ее ось вращения была наклонена примерно на 110 градусов к ее орбите — она вращалась вбок во время пролета New Horizons . [9] [10]

Гидра вращается относительно быстро по сравнению с остальными лунами Плутона, у которых период вращения больше суток. [9] Такое быстрое вращение Гидры является обычным явлением среди периодов вращения большинства объектов пояса Койпера . [9] Материал поверхности Гидры мог бы быть выброшен из-за центробежных сил , если бы она вращалась с большей скоростью. [30] [32]

Орбита

Анимация спутников Плутона вокруг барицентра Плутона – плоскость эклиптики
   Плутон  ·    Харон  ·    Стикс  ·    Никс  ·    Керберос  ·    Гидра

Гидра вращается вокруг барицентра Плутона-Харона на расстоянии 64 738 км (40 226 миль). [10] Гидра — самая внешняя луна Плутона, вращающаяся за пределами Кербера . [11] Подобно всем лунам Плутона, орбита Гидры почти круговая и копланарна орбите Харона; все луны Плутона имеют очень малый наклон орбиты к экватору Плутона. [11]

Почти круговые и копланарные орбиты лун Плутона предполагают, что они могли пройти через приливные эволюции с момента своего образования. [33] [28] Во время формирования меньших лун Плутона Гидра могла иметь более эксцентричную орбиту вокруг барицентра Плутона-Харона. [29] Текущая круговая орбита Гидры могла быть вызвана приливным затуханием Хароном эксцентриситета орбиты Гидры посредством приливных взаимодействий. Взаимные приливные взаимодействия Харона на орбите Гидры заставили бы Гидру передать свой орбитальный эксцентриситет Харону, таким образом заставив орбиту Гидры постепенно стать более круговой с течением времени. [29]

Гидра имеет орбитальный период приблизительно 38,2 дня и резонирует с другими лунами Плутона. Гидра находится в орбитальном резонансе 2:3 с Никтой и в резонансе 6:11 со Стиксом (соотношения представляют собой количество орбит, совершенных за единицу времени; соотношения периодов являются обратными величинами). [5] [34] В результате этого «подобного Лапласу» резонанса трех тел она имеет соединения со Стиксом и Никтой в соотношении 5:3. [34]

Орбита Гидры близка к орбитальному резонансу 1:6 с Хароном, [35] с временным расхождением 0,3%. Гипотеза, объясняющая близкую к резонансу, предполагает, что резонанс возник до внешней миграции Харона после формирования всех пяти известных лун и поддерживается периодическими локальными колебаниями 5% в силе гравитационного поля Плутона-Харона. [a] [36]

Исследование

Космический аппарат New Horizons посетил систему Плутона и сделал снимки Плутона и его лун во время своего пролета 14 июля 2015 года. Во время пролета New Horizons Гидра находилась позади Плутона и была дальше от New Horizons при максимальном сближении. [31] Большее расстояние Гидры от New Horizons привело к получению изображений Гидры с более низким разрешением. [31] Перед пролетом сканер Long Range Reconnaissance Imager на борту New Horizons выполнил измерения размера Гидры, оценив диаметр Гидры примерно в 45 км (28 миль). [37] Состав поверхности Гидры, отражательная способность и другие основные физические свойства были позже измерены New Horizons во время пролета. [37]

Первое детальное изображение Гидры было передано или получено с космического аппарата New Horizons 15 июля 2015 года после пролета. [16] Первое детальное изображение Гидры, полученное с расстояния 640 000 км (400 000 миль), по-видимому, показало изменения яркости и темную круглую особенность диаметром 10 км (6,2 мили). [16] Изображения Гидры с самым высоким разрешением были получены с расстояния 231 000 км (144 000 миль) с разрешением изображения 1,2 км (0,75 мили) на пиксель. [17] Полученные из этих изображений, Гидре была дана приблизительная оценка размера 55 км × 40 км (34 мили × 25 миль). [17]

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Мгновенная сила на расстоянии Гидры в случае выравнивания Плутон–Харон–Гидра на 4,62% ​​больше, чем в квадратурном случае (где Гидра находится на 90° от оси Плутон–Харон); случай Харон–Плутон–Гидра находится почти точно посередине между этими значениями. В работе Buie et al. цитата звучит так: «Гравитационная сила, оказываемая Плутоном на P1 или P2, варьируется примерно на 15% (от пика до пика)». Гравитационное притяжение Плутона само по себе варьируется на 18% для Никты и на 13% для Гидры.

Ссылки

  1. ^ abc "Planet and Satellite Names and Discoverers". Gazetteer of Planetary Nomenclature . Рабочая группа Международного астрономического союза (МАС) по номенклатуре планетных систем (WGPSN) . Получено 17 мая 2021 г.
  2. ^ "hydra" . Оксфордский словарь английского языка (Электронная правка). Oxford University Press . (Требуется подписка или членство в участвующем учреждении.)
  3. ^ Дэвенпорт (1843) Новая географическая, историческая и коммерческая грамматика
  4. ^ per "hydria". Словарь английского языка Lexico UK . Oxford University Press . Архивировано из оригинала 22 марта 2020 г.
  5. ^ abc Showalter, MR ; Hamilton, DP (3 июня 2015 г.). «Резонансные взаимодействия и хаотическое вращение малых лун Плутона». Nature . 522 (7554): 45–49. Bibcode :2015Natur.522...45S. doi :10.1038/nature14469. PMID  26040889. S2CID  205243819.
  6. ^ abcd Verbiscer, AJ; Porter, SB; Buratti, BJ; Weaver, HA; Spencer, JR; Showalter, MR; Buie, MW; Hofgartner, JD; Hicks, MD; Ennico-Smith, K.; Olkin, CB; Stern, SA; Young, LA; Cheng, A. (2018). "Фазовые кривые Никты и Гидры с камер визуализации New Horizons". The Astrophysical Journal . 852 (2): L35. Bibcode :2018ApJ...852L..35V. doi : 10.3847/2041-8213/aaa486 .
  7. ^ ab Портер, Саймон Б.; Кэнап, Робин М. (июль 2023 г.). «Орбиты и массы малых спутников Плутона». Журнал планетарной науки . 4 (7): 14. arXiv : 2307.04848 . Bibcode : 2023PSJ.....4..120P. doi : 10.3847/PSJ/acde77 . 120.
  8. ^ "Гидра в цифрах". solarsystem.nasa.gov . NASA . Получено 7 марта 2019 г. .
    (Первоначальная стоимость0,051 м/с 2 пересчитано в g)
  9. ^ abcde "DPS 2015: Малые луны Плутона Стикс, Никс, Кербер и Гидра [ОБНОВЛЕНО]".
  10. ^ abcdef Weaver, HA; Buie, MW; Showalter, MR; Stern, SA; et al. (18 апреля 2016 г.). «Малые спутники Плутона, наблюдаемые New Horizons». Science . 351 (6279): aae0030. arXiv : 1604.05366 . Bibcode :2016Sci...351.0030W. doi :10.1126/science.aae0030. PMID  26989256. S2CID  206646188.
  11. ^ abcd Stern, SA; Bagenal, F.; Ennico, K.; Gladstone, GR; et al. (15 октября 2015 г.). «Система Плутона: начальные результаты ее исследования New Horizons». Science . 350 (6258): aad1815. arXiv : 1510.07704 . Bibcode :2015Sci...350.1815S. doi :10.1126/science.aad1815. PMID  26472913. S2CID  1220226.
  12. ^ Кук, Джейсон К.; Далле Оре, Кристина М .; Протопапа, Сильвия; Бинзель, Ричард П.; Картрайт, Ричард; Круикшанк, Дейл П.; и др. (15 ноября 2018 г.). «Состав малых спутников Плутона: анализ спектральных изображений New Horizons ». Icarus . 315 (1964): 30–45. Bibcode :2017LPI....48.2478C. doi :10.1016/j.icarus.2018.05.024. S2CID  125374498.
  13. ^ Stern, SA; Mutchler, MJ; Weaver, HA; Steffl, AJ (2006). «Положения, цвета и фотометрическая изменчивость малых спутников Плутона по наблюдениям HST 2005–2006». Astronomical Journal . 132 (3): 1405–1414. arXiv : astro-ph/0607507 . Bibcode : 2006AJ....132.1405S. doi : 10.1086/506347. S2CID  14360964.(Финальный препринт)
  14. ^ abcd Стерн, Алан; Гринспун, Дэвид (1 мая 2018 г.). «Глава 7: Соединяем все вместе». В погоне за новыми горизонтами : внутри эпической первой миссии на Плутон . Пикадор. ISBN 9781250098962.
  15. ^ abcd Keeter, Bill (5 мая 2016 г.). «Ледяная луна Плутона Гидра». NASA . Архивировано из оригинала 22 января 2018 г. Получено 20 февраля 2018 г.
  16. ^ abc NASA (15 июля 2015 г.). "Гидра появляется из тени" . Получено 16 июля 2015 г.
  17. ^ abc "New Horizons 'Capatures' Two of Pluto's Smaller Moons". Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса. 21 июля 2015 г. Получено 22 июля 2015 г.
  18. ^ Уильямс, Мэтт (13 июля 2015 г.). "Спутник Плутона Гидра". Universe Today . Получено 7 марта 2019 г. .
  19. ^ "NASA's Hubble Reveals Possible New Moons Around Pluton". www.hubblesite.org . 31 октября 2005 г.
  20. ^ ab "Циркуляр IAU № 8625". www.cbat.eps.harvard.edu . 31 октября 2005 г.
    (Циркуляр МАС № 8625, описывающий открытие)
  21. ^ ab "Циркуляр МАС № 8723" . www.cbat.eps.harvard.edu . 21 июня 2006 г.
    (Циркуляр МАС № 8723 о наименовании лун)
  22. ^ ab Cain, Fraser (22 июня 2006 г.). «Новые луны Плутона называются Никс и Гидра». Universe Today . Получено 8 марта 2019 г.
  23. ^ «Плутон и его луны: Харон, Никс и Гидра». NASA. 23 июня 2006 г. Архивировано из оригинала 21 мая 2022 г. Получено 8 марта 2019 г.
  24. ^ «Наименование астрономических объектов». Международный астрономический союз.
  25. ^ Stern, SA ; Weaver, HA; Steff, AJ; Mutchler, MJ; Merline, WJ; Buie, MW; Young, EF; Young, LA; Spencer, JR (23 февраля 2006 г.). "A giant impact origin for Pluto's small moons and satellite multiplecity in the Kuiper belt" (PDF) . Nature . 439 (7079): 946–948. Bibcode :2006Natur.439..946S. doi :10.1038/nature04548. PMID  16495992. S2CID  4400037. Архивировано из оригинала (PDF) 19 января 2012 г. . Получено 20 июля 2011 г. .
  26. ^ abc Нортон, Карен (3 июня 2015 г.). «Хаббл НАСА обнаружил, что спутники Плутона рушатся в абсолютном хаосе». НАСА . Проверено 25 октября 2015 г.
  27. ^ abcd Woo, MY; Lee, MH (6 марта 2018 г.). «О раннем формировании малых спутников Плутона in situ». arXiv : 1803.02005 [astro-ph.EP].
  28. ^ аб Куиллен, AC; Николс-Флеминг, Ф.; Чен, Ю.-Ю.; Нойельс, Б. (январь 2017 г.). «Эволюция наклона малых спутников Плутона и Харона». Икар . 293 : 94–113. arXiv : 1701.05594 . Бибкод : 2017Icar..293...94Q. дои : 10.1016/j.icarus.2017.04.012. S2CID  119408999 . Проверено 17 марта 2019 г.
  29. ^ abc Stern, SA; Mutchler, MJ; Weaver, HA; Steffl, AJ (2008). «Влияние приливного затухания Харона на орбиты трех лун Плутона». arXiv : 0802.2939 [astro-ph].
  30. ^ ab Sharp, Tim (23 февраля 2016 г.). «Спутники Плутона – пять спутников Плутона». space.com . Получено 7 марта 2019 г. .
  31. ^ abc Porter, Simon (5 октября 2015 г.). «Малые луны Плутона Никс и Гидра». blogs.nasa.gov . Получено 23 февраля 2019 г. .
  32. ^ abcd Codex Regius (2016). Плутон и Харон . CreateSpace Независимая издательская платформа. ISBN 978-1534960749.
  33. ^ Steffl, A.; Weaver, HA; Stern, SA; et al. (2006). «Новые ограничения на дополнительные спутники системы Плутона». The Astronomical Journal . 132 (2): 614–619. arXiv : astro-ph/0511837 . Bibcode : 2006AJ....132..614S. doi : 10.1086/505424. S2CID  10547358.
  34. ^ ab Witze, Alexandra (3 июня 2015 г.). «Спутники Плутона движутся синхронно». Nature . doi :10.1038/nature.2015.17681. S2CID  134519717.
  35. ^ Чанг, Кеннет (3 июня 2015 г.). «Астрономы описывают хаотический танец лун Плутона». The New York Times . Получено 28 февраля 2019 г.
  36. ^ Ward, WR; Canup, RM (2006). «Вынужденная резонансная миграция внешних спутников Плутона Хароном». Science . 313 (5790): 1107–1109. Bibcode :2006Sci...313.1107W. doi :10.1126/science.1127293. PMID  16825533. S2CID  36703085.
  37. ^ ab "Насколько велик Плутон? New Horizons разрешает многолетние дебаты". NASA . 13 июля 2015 г. Получено 13 июля 2015 г.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме Гидра (луна) .