Мимас , также называемый Сатурном I , является естественным спутником Сатурна , имеющим второй по величине кратер на любом спутнике Солнечной системы, названный Гершель . Кратер Гершель имеет диаметр 139 километров (86 миль), что составляет около одной трети среднего диаметра Мимаса (396,4 километра или 246,3 мили) [10] и, как полагают, образовался в результате чрезвычайно энергичного удара . Название кратера происходит от имени первооткрывателя Мимаса Уильяма Гершеля в 1789 году.
Мимас — самое маленькое известное астрономическое тело , имеющее примерно округлую форму из-за собственной гравитации. Низкая плотность Мимаса, 1,15 г/см 3 , указывает на то, что он состоит в основном из водяного льда с небольшим количеством горных пород. Присутствие Луны создало один из крупнейших «разрывов» в кольце Сатурна , получивший название « Деление Кассини» , из-за орбитального резонанса, дестабилизирующего орбиту частиц там.
Открытие
Мимас был открыт астрономом Уильямом Гершелем 17 сентября 1789 года. Он записал свое открытие следующим образом: «Я постоянно продолжал свои наблюдения, когда позволяла погода; и яркий свет сорокафутового зеркала теперь был настолько полезен, что что я также 17 сентября обнаружил седьмой спутник, когда он был в наибольшей предшествующей элонгации». [11] [12]
40 -футовый телескоп представлял собой телескоп-отражатель с металлическим зеркалом, построенный Гершелем, с апертурой 48 дюймов (1200 мм). 40 футов относятся к длине фокуса, а не к диаметру апертуры, как это обычно бывает в современных телескопах.
Имя
Мимас назван в честь одного из гигантов греческой мифологии Мимаса . Названия всех семи тогда известных спутников Сатурна, включая Мимас, были предложены сыном Уильяма Гершеля Джоном в его публикации 1847 года « Результаты астрономических наблюдений, сделанных на мысе Доброй Надежды ». [13] [14] Сатурн (римский эквивалент Кроноса в греческой мифологии) был лидером Титанов, поколения до Богов , и правителями мира в течение некоторого времени, в то время как Гиганты были последующим поколением, и каждая группа вел великую борьбу против Зевса и олимпийцев.
Греческий и латинский корень имени — Mimant- , [17] и поэтому английская форма прилагательного — Mimantean [18] или Mimantian , [19] либо произносится как / m aɪ ˈ m æ n t i ə n / ~ / m. ɪ ˈ m æ n t я ə n / . [20]
Физические характеристики
Площадь Мимаса немного меньше площади Испании или Калифорнии . Низкая плотность Мимаса, 1,15 г/см 3 , указывает на то, что он состоит в основном из водяного льда с небольшим количеством горных пород. В результате действия на него приливных сил Мимас заметно сплюснулся ; его самая длинная ось примерно на 10% длиннее самой короткой. Эллипсоидная форма Мимаса особенно заметна на некоторых недавних изображениях, полученных зондом Кассини . Самая отличительная особенность Мимаса - гигантский ударный кратер диаметром 139 км (86 миль), названный Гершелем в честь первооткрывателя Мимаса. Диаметр Гершеля составляет почти треть диаметра Мимаса; его стены имеют высоту примерно 5 км (3 мили), часть его дна имеет глубину 10 км (6 миль), а его центральная вершина возвышается на 6 км (4 мили) над дном кратера. Если бы на Земле существовал кратер такого же масштаба (по относительному размеру), его диаметр был бы более 4000 км (2500 миль), шире, чем Австралия . Удар, образовавший этот кратер, должно быть, почти разрушил Мимас: поверхность, противоположная Гершелю (напротив земного шара), сильно разрушена, что указывает на то, что ударные волны, созданные ударом Гершеля, распространились через всю Луну. [21]
Поверхность Мимантия насыщена ударными кратерами меньшего размера, но ни один из них не приближается к размеру Гершеля. Хотя Мимас сильно покрыт кратерами, кратеры неравномерны. Большая часть поверхности покрыта кратерами диаметром более 40 км (25 миль), но в южном полярном регионе обычно нет кратеров диаметром более 20 км (12 миль).
На Мимасе официально признаны три типа геологических особенностей: кратеры , каземы (пропасти) и катены (цепи кратеров).
Орбитальные резонансы
Ряд особенностей колец Сатурна связан с резонансами с Мимасом. Мимас отвечает за очистку материала от деления Кассини , разрыва между двумя самыми широкими кольцами Сатурна, кольцом A и кольцом B. Частицы в щели Гюйгенса на внутреннем крае деления Кассини находятся в орбитальном резонансе 2:1 с Мимасом. Они вращаются дважды за каждую орбиту Мимаса. Повторяющиеся воздействия Мимаса на частицы деления Кассини, всегда в одном и том же направлении в пространстве, вынуждают их выходить на новые орбиты за пределами зазора. Граница между кольцами C и B находится в резонансе 3:1 с Мимасом. Недавно было обнаружено, что кольцо G находится в резонансе эксцентриситета совместного вращения 7:6 [22] [ необходимы разъяснения ] с Мимасом; Внутренний край кольца составляет около 15 000 км (9 300 миль) внутри орбиты Мимаса. [ нужна цитата ]
В 2014 году исследователи отметили, что либрационное движение Мимаса имеет компонент, который нельзя объяснить только его орбитой, и пришли к выводу, что оно произошло либо из-за внутренней части, не находящейся в гидростатическом равновесии (удлиненное ядро ), либо из-за внутреннего океана . [25] Однако в 2017 году был сделан вывод, что наличие океана во внутренней части Мимаса привело бы к поверхностным приливным напряжениям, сравнимым или превышающим те, которые наблюдаются на тектонически активной Европе . Таким образом, отсутствие доказательств растрескивания поверхности или другой тектонической активности на Мимасе свидетельствует против наличия такого океана; поскольку образование ядра также привело бы к образованию океана и, следовательно, к несуществующим приливным напряжениям, такая возможность также маловероятна. [26] Наличие асимметричной аномалии массы, связанной с кратером Гершель, считалось более вероятным объяснением либрации. [26]
В 2022 году ученые Юго-Западного научно-исследовательского института определили модель приливного нагрева Мимаса, которая создала внутренний океан без каких-либо трещин на поверхности или видимых приливных напряжений. Было обнаружено, что наличие внутреннего океана, скрытого стабильной ледяной оболочкой толщиной от 24 до 31 км, соответствует визуальным и либрационным характеристикам Мимаса, наблюдаемым Кассини . [27] Для подтверждения этой гипотезы потребуются дальнейшие измерения поверхностного теплового потока Мимаса. [28]
Исследование
«Пионер-11» пролетел мимо Сатурна в 1979 году, а его ближайший подход к Мимасу составил 104 263 км 1 сентября 1979 года. [29] «Вояджер-1» пролетел мимо в 1980 году, а «Вояджер-2» — в 1981 году.
Мимас несколько раз был сфотографирован орбитальным аппаратом Кассини , который вышел на орбиту вокруг Сатурна в 2004 году. Близкий пролет произошел 13 февраля 2010 года, когда Кассини пролетел мимо Мимаса на высоте 9500 км (5900 миль).
Карты Мимаса – июнь 2017 г.
В популярной культуре
Если смотреть под определенным углом, Мимас напоминает Звезду Смерти , вымышленную космическую станцию и супероружие, известное из фильма 1977 года «Звездные войны» . Гершель напоминает вогнутый диск «суперлазера» Звезды Смерти. Это совпадение, поскольку фильм был снят почти за три года до того, как Мимас разрешился достаточно хорошо, чтобы увидеть кратер. [30]
В 2010 году НАСА представило карту температуры Мимаса, используя изображения, полученные Кассини . Самые теплые регионы, расположенные вдоль одного края Мимаса, создают форму, похожую на персонажа видеоигры Pac-Man , а кратер Гершеля принимает на себя роль «съедобной точки» или «энергетической гранулы», известной из игрового процесса Pac-Man. [31] [32] [33]
Галерея
Изображение Мимаса, полученное «Вояджером-1» с расстояния 550 000 км (340 000 миль) 12 ноября 1980 года [34] во время пролёта Сатурна.
Южный полюс Мимаса, снятый «Вояджером-1» на расстоянии 127 000 км (79 000 миль) с разрешением 1 км/пиксель. [35]
Изображение Мимаса, проходящего перед кольцами Сатурна, сделанное Кассини, 20 февраля 2005 г. [36]
Мимас (самый маленький) вместе с Реей и Титаном имеет форму полумесяца, образуя тройной полумесяц. [37]
Сторона Мимаса, которая всегда направлена в сторону от Сатурна, получена Кассини 19 ноября 2016 года на расстоянии 85 000 километров (53 000 миль). [38]
Один из последних сближений Кассини с Мимасом, снимок сделан с расстояния 41 230 километров (25 620 миль) 30 января 2017 года. Солнечный свет, отражающийся от Сатурна, заставляет Луну сиять слева. [39]
Горельефное изображение Мимаса, сделанное Кассини, 30 января 2017 года. [40] Хорошо видны формы и текстура многочисленных перекрывающихся кратеров.
^ "Лаборатория реактивного движения (2009) Миссия Кассини Равноденствие: Мимас" . Архивировано из оригинала 6 апреля 2009 г. Проверено 6 апреля 2009 г.
^ Харрисон (1908) Пролегомены к изучению греческой религии , изд. 2, с. 514
↑ Харви, Саманта (11 апреля 2007 г.). «НАСА: Исследование Солнечной системы: Планеты: Сатурн: Луны: Мимас: факты и цифры». НАСА . Проверено 10 октября 2007 г.
^ Аб Роатч, Т.; Яуманн, Р.; Стефан, К.; Томас, ПК (2009). «Картографическое картографирование ледяных спутников по данным МКС и ВИМС». Сатурн от Кассини-Гюйгенс . стр. 763–781. дои : 10.1007/978-1-4020-9217-6_24. ISBN978-1-4020-9216-9.
^ abc Джейкобсон, Роберт. А. (1 ноября 2022 г.). «Орбиты главных спутников Сатурна, гравитационное поле системы Сатурна и ориентация полюса Сатурна *». Астрономический журнал . 164 (5): 199. Бибкод : 2022AJ....164..199J. дои : 10.3847/1538-3881/ac90c9 . S2CID 252992162.
^ Вербиссер, А.; Френч, Р.; Шоуолтер, М.; Хельфенштейн, П. (9 февраля 2007 г.). «Энцелад: художник космических граффити, пойманный с поличным». Наука . 315 (5813): 815. Бибкод : 2007Sci...315..815В. дои : 10.1126/science.1134681. PMID 17289992. S2CID 21932253 . Проверено 20 декабря 2011 г.(вспомогательный онлайн-материал, таблица S1)
↑ Обсерватория АРВАЛ (15 апреля 2007 г.). «Классические спутники Солнечной системы». Обсерватория АРВАЛ. Архивировано из оригинала 20 сентября 2011 года . Проверено 17 декабря 2011 г.
^ "Гершель". Справочник планетарной номенклатуры . Программа астрогеологических исследований Геологической службы США.
^ Гершель, В. (1790). «Отчет об открытии шестого и седьмого спутника планеты Сатурн; с замечаниями о построении его кольца, атмосферы, вращения вокруг оси и сфероидальной формы». Философские труды Лондонского королевского общества . 80 : 11. Бибкод : 1790RSPT...80....1H. дои : 10.1098/rstl.1790.0001 . JSTOR 106823.
^ Гершель, Уильям Философские труды Лондонского королевского общества , Vol. 80, сообщает Араго М. (1871). «Гершель». Годовой отчет Попечительского совета Смитсоновского института : 198–223. Архивировано из оригинала 13 января 2016 г. Проверено 26 ноября 2006 г.
^ Как сообщает Уильям Ласселл , Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества, Vol. 8, № 3, стр. 42–43 (14 января 1848 г.)
^ Ласселл, Уильям (1848). «Спутники Сатурна: наблюдения за Мимасом, самым близким и внутренним спутником Сатурна». Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 8 : 42–43. Бибкод : 1848MNRAS...8...42L. дои : 10.1093/mnras/8.3.42 . Проверено 26 ноября 2006 г.
^ Мимас, Льюис и Шорт, Латинский словарь , в Персее
^ «Лаборатория реактивного движения (около 2009 г.) Миссия Кассини Равноденствие: Мимас» . Архивировано из оригинала 5 сентября 2015 г. Проверено 10 февраля 2010 г.
^ Пол Шенк (2011), Геология Мимаса?, на 42-й конференции по лунным и планетарным наукам.
^ Джейн Эллен Харрисон (1908) «Орфические тайны», в « Пролегоменах к изучению греческой религии» , стр. 514:
^ Таджеддин, Р.; Рамбо, Н.; Лейни, В.; Чарноз, С.; Ричард, А.; Ривольдини, А.; Нойельс, Б. (17 октября 2014 г.). «Ограничения на внутреннюю часть Мимаса на основе измерений либрации Кассини на МКС». Наука . 346 (6207): 322–324. Бибкод : 2014Sci...346..322T. дои : 10.1126/science.1255299. PMID 25324382. S2CID 206558386.
^ Аб Роден, Арканзас; Хеннинг, В.; Херфорд, штат Техас; Паттофф, Д.А.; Таджеддин, Р. (24 февраля 2017 г.). «Влияние приливов на гипотезу океана Мимас». Журнал геофизических исследований: Планеты . 122 (2): 400–410. Бибкод : 2017JGRE..122..400R. дои : 10.1002/2016JE005097. S2CID 132214182.
↑ Чанг, Кеннет (21 января 2022 г.). «Внутри луны «Звезды Смерти» Сатурна может скрываться океан. Новое исследование склоняет некоторых скептиков к идее, что крошечный ледяной Мимас может быть полон жидкости». Нью-Йорк Таймс . Проверено 22 января 2022 г.
^ «Ученый SwRI обнаруживает доказательства существования внутреннего океана на маленьком спутнике Сатурна» . Юго-Западный научно-исследовательский институт (Пресс-релиз). 19 января 2022 г. Проверено 20 января 2022 г.
^ "Хронология полной миссии Pioneer 11" . Dmuller.net. Архивировано из оригинала 3 марта 2012 г. Проверено 26 февраля 2012 г.
^ Янг, Келли (11 февраля 2005 г.). «Спутник Сатурна — близнец Звезды Смерти». Новый учёный . Проверено 21 августа 2008 г. Миниатюрный спутник Сатурна Мимас изображает Звезду Смерти – разрушающую планеты космическую станцию из фильма «Звездные войны» – на изображении, недавно полученном космическим кораблем НАСА «Кассини».
^ Кук, Цзя-Руй К. (29 марта 2010 г.). «Иконка видео 1980-х годов светится на луне Сатурна» . НАСА . Проверено 2 апреля 2010 г.
^ «Причудливая температура на Мимасе». НАСА. 29 марта 2010 г. Проверено 2 апреля 2010 г.
^ «Луна Сатурна выглядит как Pac-Man на снимке, сделанном космическим кораблем НАСА» . «Дейли телеграф» . 30 марта 2010 г. Архивировано из оригинала 02 апреля 2010 г. Проверено 2 апреля 2010 г.