Astronomski magazin - HOME

am@astronomija.co.rs
 
 
Sateliti
 

Sadržaj AM
 

 
NSPoint

 
ideje
Nepravilni sateliti solarnog sistema
 
Dipl. ing. Drago I. Dragović
dragovic@net.yu

15.11.2006.

   Kliknite na sliku

Pijani i zaleđeni, Saturnov najveći nepravilni satelit, Feba (Phoebe), izgleda kao neka zarobljena kometa sa orbite oko Sunca. Krateri na njemu su nazivani po Argonautima iz grčke mitologije: najveći, na vrhu, je Jason (A); na samom dnu, dijametralno, u senci je Oileus (B) [mi ga zovemo Ojlej]. Najveći u sredini je Euphemus (C) [Eufem].

Pre nekih pet godina, dok su u potrazi za skrivenim članovima našeg sistema vršili zamorna osmatranja neba na Mauna Kei, David C. Jewitt [1], Scott S. Sheppard [2] i Jan Kleyna, sve bardovi u ovoj oblasti, opkladili su se koliko još ima neotkrivenih satelita u Sunčevom sistemu. Džuit je uložio $100 da će napredna teleskopska posmatranja otkriti još najviše 10 satelita. Razmišljao je logično, jer su astronomi tokom čitavog XX veka otkrili samo nekoliko novih. Šepard je bio optimističniji, jer je polagao nadu u poboljšanje tehnologije osetljivosti teleskopa i hrabro tipovao na oko 20 novih.

[1] ovaj momak (godište 1958.) je 16. okt. 1982. bio prvi koji je uočio povratak Halejeve komete. U to vreme, ona je bila udaljena oko 11 A. J. i imala magnitudu + 26,2 m. U perihel je stigla tek 9. feb. 1986. godine. Tada je bila na samo 0,586 A. J. od Sunca.

On je 1992. otkrio i prvi poznati objekat u Kajperovom pojasu – (15760) 1992QB1, po novoj klasifikaciji svrstan u kubevane.

[2] Učestvovao je u otkrivanju 31. Jupiterovg meseca i po jednog Saturnovog, Uranovog i Neptunovog. Otkrio je i Neptunovog drugog Trojanca, 2004 UP10.

Danas je Šepard bogatiji za $100. Od te noći, ovaj tim je otkrio 62 nova meseca koja se okreću oko velikih planeta, sa nagoveštajima da ni tu nije kraj, dok su druge ekipe pronašle još 24 nova. (Gledano striktno astronomski, pravilnije je reći sateliti a ne meseci. Mesec je samo jedan, i to onaj oko Zemlje, ali su i mnogi astronomi prihvatili ovaj sve popularniji način izražavanja.). Niko nije mogao ni da pretpostavi da je Sunčeva porodica tako brojna i da vreba iz senke. Svi oni su označeni kao "nepravilni", što znači da su im orbite dugačke, jako eliptične i nagnute u odnosu na ravni ekvatora domaćinskih planeta. Takozvani "pravilni" meseci, kao što je naš Mesec ili Galilejevi sateliti oko Jupitera, imaju relativno uske, kružne i skoro ekvatorijalne orbite.

Plus toga, većina nepravilnih satelita ima i retrogradne orbite, što znači da se okreću oko svojih planeta u smeru koji je suprotan od okretanja samih planeta. Suprotno tome, pravilni ("regularni") sateliti imaju progradne orbite. Naprimer, ako bismo gledali sa nebeskog severnog pola, videli bismo da naš Mesec putuje u pravcu suprotnom od kazaljke na satu – u istom pravcu kao što Zemlja rotira oko svoje ose i oko Sunca. I druge planete se takođe kreću u istom pravcu kao i Zemlja, najverovatnije prateći pravac vrtloga primordijalnih gasova i prašine od kojeg smo svi nastali pre oko 4,6 mld. godina. Pravilni sateliti dele takvo kretanje zato što su, po mišljenju astronoma, nastali od diska prašine i kamenja koji su postojali oko svake planete, dok suprotno ponašanje nepravilnih satelita jasno ukazuje na njihovo potpuno drugačije poreklo.

Sva ta tela nisu kraj objašnjena prihvaćenim standardnim modelima, što je u novije vreme omogućilo prodor mnogih novih teorija. Ipak, izgleda da su ti objekti proizvod jednog davno završenog perioda, kada su gravitacione sile novonastalih planeta izbacivale – ili privlačile – mala tela sa njihovih prvobitnih orbita. Njihovo proučavanje će sigurno baciti više svetla na najranije faze razvoja solarnog sistema.

• Astronomi smatraju da je većina planetnih satelita nastala od diskova materijala oko planeta – ponavljajući, umanjeno, nastanak samog solarnog sistema. Takvi sateliti se okreću u istoj ravni sa planetnim ekvatorom i u istom smeru kao i njihove planete. Ona tela koja se uklapaju u ovaj model nazivamo "nepravilnim" satelitima.
• Poplava najnovijih otkrića, sprovedena naprednim digitalnim detektorima, pokazala su nam da su nepravilni meseci zapravo u većini. Njihove izdužene, ekscentrične i iskošene orbite nagoveštavaju nam da nisu nastali in situ, već na putanjama oko Sunca. U suštini, to su asteroidi ili komete koje su planete na neki način zarobile.
• Ni moguća područja nastanka niti načini hvatanja nisu nam baš najjasniji. Sateliti možda potiču iz Kajperovog pojasa, iza Neptuna, ili iz obližnjih regiona. Njihovom zarobljavanju su možda pomogli sudari ili neki drugi uticaji u mladom, gušće naseljenom solarnom sistemu.

 Crna ovca

Mada je prvi poznati nepravilni mesec, Neptunov Triton, otkriven još 1846. godine, većina ostalih je ostala neotkrivena još dugo, jer su bili manji i samim tim teže uočljivi od ostalih konkurenata. Da stvar bude teža, činjenica je da su oni rasuti po mnogo većem delu prostora. Naprimer, najdalji Jupiterov pravilni satelit, Callisto, orbitira na oko 1,9 mil. kilometara od planete, dok je najdalji nepravilni mesec Jupitera udaljen nekih 30 mil. kilometara. Ta daljina je uporediva sa veličinom Jupiterovog gravitacionog područja, ili Hilovom sferom, izvan koje na svaki satelit vreba Sunce. Kada bi bila vidljiva golim okom, Jupiterova Hilova sfera gravitacionog uticaja bi se prostirala unaokolo 10 stepeni – što je na nebu oko 20 puta veća površina od punog Meseca. To je mnogo više nego što je vidno polje većine savremenih moćnih teleskopa.

Skeniranje tako velikog prostora u cilju potrage za novim satelitima zahteva nove i veće digitalne detektore i svake noći analiziranje više od 100 gigabajta podataka [vidi boks niže]. Optički uređaji smešteni na havajskim visovima, gde svoje radno vreme provode momci sa početka naše priče, fokusirani su uglavnom na Jupiter, jer njegova (relativna) blizina omogućava da se otkriju sateliti čije dimenzije su previše male da bi isti bili detektovani oko još udaljenijih džinovskih komšija. Drugi tim, koji predvode Brett J. Gladman[3] (Univerzitet British Columbia), Matthew Holman ("Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics" – CfA) i J. John Kavelaars [4] ("National Research Counsil of Canada's Herzberg Institute of Astrophysics"), čine paralelne napore da isto tako ažurno i sistematski istraže prostor oko Saturna, Urana i Neptuna.

[3] Kanadski profesor na Havajima i akademik, koji je otkrio mnoge tela u solarnom sistemu, uključujući i Uranove mesece Caliban i Sycorax. Asteroid 7638 nosi njegovo ime.
[4] Postdoktorant iz Ontaria, bivši Džuitov student, koji je do sada otkrio oko 20 Jupiterovih, Saturnovih, Uranovih i Neptunovih nepravilnih satelita i stotinjak malih planeta.
 
POKRETNA TAČKICA SVETLOSTI: Jupiterov satelit S/3003 J14 je otkriven 26. februara 2003., na osnovu ove dve fotografije koje razdvaja 39 min. Ostali objekti u pozadini su zvezde. Pretpostavlja se da ima oko 2 km u prečniku, a razvučena orbita ga nosi na oko 31 mil. kilometara od džina.

Za osmatranja velikih delova neba, služi jedan od najboljih detektora, Subaru Prime Focus Camera, koja pravi mozaik od 10 8–megapikselskih CCD elemenata.

Posmatrači neba

Daleka, slabašna svetlost: Za posmatranje, nepravilni meseci su među najizazovnijim metama u Sunčevom sistemu. Za njihovo pronalaženje su potrebni najjači svetski pretraživački teleskopi – instrumenti koji pre mogu da skeniraju široke površine neba nego da se koncentrišu na pojedina, ograničena područja. Pomenuti tim je većinu svojih otkrića izveo koristeći Canada–France–Hawaii–Telescope i Subaru Telescope na Mauna Kei, na Havajima. Oni su opremljeni digitalnim detektorima sa više od 100 miliona piksela svaki.

Glavni problem predstavlja razlučivanje određenog objekta solarnog sistema od udaljenih zvezda i galaksija. Zato posmatrači koriste dva metoda. Prvi je merenje udaljenosti putem upoređivanja tri slike istog područja slikanih tokom određenog vremenskog perioda. Za to vreme, Zemlja se pomerila na putanji oko Sunca i promenila položaj posmatrača. To dovodi do prividnog menjanja položaja i objekta; bliže telo se prividno više pomerilo.

Drugi metod je merenje brzine. Prave se desetine slika jednog područja i onda se one slažu u zavisnosti od očekivane orbitalne brzine nepravilnog meseca koga tražimo. Na tako dobijenom snimku, pozadinske zvezde se vide kao svetle linije, a nepravilni satelit kao svetla tačka. Zbog toga što ovaj metod zahteva više slika istog područja neba, on je osetljiviji na male objekte nego prvi metod, ali je zato sporiji i zahteva više strpljenja. Da bi bili sigurni da je neko telo satelit a ne asteroid ili kometa, potrebno je da ga Šepardova ekipa posmatra mesecima, a potom zamoli svog saradnika sa CfA, Briana G. Mardsena, svetskog specijalistu za nebesku mehaniku i astrometriju i dugogodišnjeg upravnika "Minor Planet Centra" (MPC), da proveri da li objekat rotira oko date planete.

Sve četiri velike i gasovite planete, bez obzira na njihovu masu, imaju upadljivo slične sisteme nepravilnih meseci. Ekstrapolacijom podataka sakupljenih do sada, svi očekuju da će oko svake velike planete biti otkriveno ukupno oko 100 nepravilnih satelita većeg prečnika od jednog kilometra. Jeste da su njihove dimenzije različite, ali oni najmanji su i najbrojniji. U slučaju Jupitera, skala veličina nepravilnih se proteže od najvećeg, JVI Himalie, sa prečnikom od oko 180 km, pa do najmanjih sličnih objekata velićine samo jednog ili dva kilometra.

Tek nedavno nam je postala jasna prava veličina Saturnovog sistema pratilaca. Svi su podeljeni u dve velike grupe: pravilni meseci (plavo), kakvi su Titan i Japetus, sa uskim orbitama u skoro istoj ravni, i nepravilni meseci, kao što je Phoebe, koji imaju široke i različito orijentisane orbite. Neki se okreću u istom pravcu sa Saturnom (crveno); ostali, suprotno (zeleno). Slične sisteme imaju i drugi džinovi.

Orbite tih satelita su među najkomplikovanijim u čitavom Sunčevom sistemu. Tumarajući tako daleko od matičnih planeta, oni su pod uticajem i planetne i solarne gravitacije, i njihove orbite precesiraju [5] jako brzo. Rotacija je tako brza da je njihove putanje lakše predstaviti kao nekakve figure smaknutih elipsi dobijenih pomoću one dečije spravice spirometra, nego kao neke zgusnute elipse.

[5] Način okretanja gde osa rotacije opisuje određeni konus.

| 2  3 | Kosmički poliritam

(11.12.2006.)


Komentar?

Vaše ime:
Vaša e-mail adresa:
Predmet:
Vaš komentar:

vrh

 

 

AM SCG

 

 

SATELITI - tabelarni prikaz prirodnih satelita