Natürlicher Satellit -Natural satellite
Ein natürlicher Satellit ist im gebräuchlichsten Sprachgebrauch ein astronomischer Körper , der einen Planeten , einen Zwergplaneten oder einen kleinen Körper im Sonnensystem (oder manchmal einen anderen natürlichen Satelliten) umkreist . Natürliche Trabanten werden umgangssprachlich oft als Monde bezeichnet , eine Ableitung vom Mond der Erde .
Im Sonnensystem gibt es sechs planetare Satellitensysteme mit insgesamt 209 bekannten natürlichen Satelliten. Sieben Objekte, die von Astronomen gemeinhin als Zwergplaneten angesehen werden, haben auch natürliche Satelliten: Orcus , Pluto , Haumea , Quaoar , Makemake , Gonggong und Eris . Ab November 2021 gibt es 442 andere kleinere Planeten, von denen bekannt ist, dass sie natürliche Satelliten haben .
Ein Planet hat in der Regel mindestens die rund 10.000-fache Masse aller natürlichen Satelliten, die ihn umkreisen, bei entsprechend viel größerem Durchmesser. Das Erde-Mond-System ist eine einzigartige Ausnahme im Sonnensystem; Mit einem Durchmesser von 3.474 Kilometern (2.158 Meilen) hat der Mond den 0,273-fachen Durchmesser der Erde und etwa 1 ⁄ 80 ihrer Masse. Die nächstgrößeren Verhältnisse sind das System Neptun – Triton bei 0,055 (mit einem Massenverhältnis von etwa 1 zu 5000), das System Saturn – Titan bei 0,044 (mit dem zweiten Massenverhältnis neben dem System Erde – Mond, 1 zu 4250), das Jupiter - Ganymed -System bei 0,038 und das Uranus - Titania -System bei 0,031. In der Kategorie der Zwergplaneten hat Charon das größte Verhältnis, nämlich 0,52 des Durchmessers und 12,2 % der Masse von Pluto .
Terminologie
Der erste bekannte natürliche Satellit war der Mond , aber er wurde bis zur Einführung von De revolutionibus orbium coelestium durch Kopernikus im Jahr 1543 als „Planet“ betrachtet . Bis zur Entdeckung der galiläischen Satelliten im Jahr 1610 gab es keine Gelegenheit, solche Objekte als Klasse zu bezeichnen . Galileo entschied sich dafür, seine Entdeckungen als Planetæ ("Planeten") zu bezeichnen, aber spätere Entdecker wählten andere Begriffe, um sie von den Objekten zu unterscheiden, die sie umkreisten.
Der erste, der den Begriff Satellit zur Beschreibung umlaufender Körper verwendete, war der deutsche Astronom Johannes Kepler in seiner Schrift Narratio de Observatis a se quatuor Iouis satellitibus erronibus ("Erzählung über vier beobachtete Satelliten des Jupiters") im Jahr 1610. Er leitete den Begriff aus dem Lateinischen ab Das Wort satelles bedeutet "Wache", "Begleiter" oder "Begleiter", weil die Satelliten ihren Hauptplaneten auf ihrer Reise durch den Himmel begleiteten.
Der Begriff Satellit wurde daher zum üblichen Begriff für ein Objekt, das einen Planeten umkreist, da er die Mehrdeutigkeit von "Mond" vermied. Der Start des künstlichen Objekts Sputnik im Jahr 1957 führte jedoch zu einer neuen Terminologie . Die Begriffe Man-Made Satellite und Artificial Moon wurden sehr schnell zugunsten des einfacheren Satelliten aufgegeben , und in der Folge wurde der Begriff vor allem mit im Weltraum geflogenen künstlichen Objekten in Verbindung gebracht.
Aufgrund dieser Bedeutungsverschiebung hat der Begriff Mond , der in populärwissenschaftlichen und fiktiven Werken weiterhin im allgemeinen Sinne verwendet wurde, wieder an Ansehen gewonnen und wird jetzt sogar in wissenschaftlichen Artikeln synonym mit natürlichem Satellit verwendet. Wenn es notwendig ist, sowohl die Mehrdeutigkeit der Verwechslung mit dem natürlichen Satelliten der Erde, dem Mond und den natürlichen Satelliten der anderen Planeten einerseits, als auch mit künstlichen Satelliten andererseits zu vermeiden, wird der Begriff natürlicher Satellit (in gewissem Sinne „natürlich“ verwendet) entgegengesetzt zu "künstlich") verwendet wird. Um weitere Zweideutigkeiten zu vermeiden, soll das Wort Mond groß geschrieben werden, wenn es sich auf den natürlichen Satelliten der Erde bezieht (ein Eigenname ), aber nicht, wenn es sich auf andere natürliche Satelliten bezieht ( allgemeine Substantive ).
Viele Autoren definieren „Satellit“ oder „natürlichen Satelliten“ als einen Planeten oder Kleinplaneten umkreisend, gleichbedeutend mit „Mond“ – nach einer solchen Definition sind alle natürlichen Satelliten Monde, aber die Erde und andere Planeten sind keine Satelliten. Einige neuere Autoren definieren "Mond" als "Satelliten eines Planeten oder kleineren Planeten" und "Planeten" als "Satelliten eines Sterns" - solche Autoren betrachten die Erde als "natürlichen Satelliten der Sonne".
Definition eines Mondes
Es gibt keine etablierte untere Grenze dessen, was als "Mond" betrachtet wird. Jeder natürliche Himmelskörper mit einer identifizierten Umlaufbahn um einen Planeten des Sonnensystems , einige mit einem Durchmesser von nur einem Kilometer, wurde als Mond betrachtet, obwohl Objekte mit einem Zehntel dieser Größe innerhalb der Saturnringe, die nicht direkt beobachtet wurden, als Mond bezeichnet wurden Monde . Kleine Asteroidenmonde (natürliche Satelliten von Asteroiden) wie Dactyl wurden auch Moonlets genannt.
Auch die Obergrenze ist vage. Zwei umlaufende Körper werden manchmal eher als Doppelplanet als als Primär und Satellit bezeichnet. Asteroiden wie 90 Antiope gelten als Doppelasteroiden, aber sie haben keine klare Definition dessen erzwungen, was einen Mond ausmacht. Einige Autoren betrachten das Pluto-Charon-System als einen Doppelplaneten (Zwergplanet). Die häufigste Trennlinie auf dem, was als Mond gilt, hängt davon ab, ob sich das Baryzentrum unter der Oberfläche des größeren Körpers befindet, obwohl dies etwas willkürlich ist, da es sowohl von der Entfernung als auch von der relativen Masse abhängt.
Herkunft und Orbitaleigenschaften
Es wird allgemein angenommen, dass die natürlichen Satelliten, die relativ nahe am Planeten auf prograden , nicht geneigten kreisförmigen Umlaufbahnen ( regelmäßige Satelliten ) kreisen, aus der gleichen kollabierenden Region der protoplanetaren Scheibe entstanden sind, die ihre Primäre erzeugte. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass unregelmäßige Satelliten (die im Allgemeinen auf entfernten, geneigten , exzentrischen und/oder rückläufigen Umlaufbahnen kreisen) eingefangene Asteroiden sind, die möglicherweise durch Kollisionen weiter fragmentiert wurden. Die meisten großen natürlichen Satelliten des Sonnensystems haben regelmäßige Umlaufbahnen, während die meisten kleinen natürlichen Satelliten unregelmäßige Umlaufbahnen haben. Der Mond und möglicherweise Charon sind Ausnahmen unter den großen Körpern, da angenommen wird, dass sie aus der Kollision zweier großer protoplanetarer Objekte entstanden sind (siehe Hypothese des Rieseneinschlags ). Das Material, das in die Umlaufbahn um den Zentralkörper gebracht worden wäre, soll sich wieder angesammelt haben, um einen oder mehrere umlaufende natürliche Satelliten zu bilden. Im Gegensatz zu planetaren Körpern werden Asteroidenmonde vermutlich häufig durch diesen Prozess gebildet. Triton ist eine weitere Ausnahme; Obwohl er groß ist und sich in einer engen, kreisförmigen Umlaufbahn befindet, ist seine Bewegung rückläufig und es wird angenommen, dass er ein eingefangener Zwergplanet ist .
Temporäre Satelliten
Das Einfangen eines Asteroiden aus einer heliozentrischen Umlaufbahn ist nicht immer dauerhaft. Simulationen zufolge sollten temporäre Satelliten ein häufiges Phänomen sein. Die einzigen beobachteten Beispiele sind 1991 VG , 2006 RH 120 , 2020 CD 3 .
2006 RH 120 war 2006 und 2007 neun Monate lang ein temporärer Satellit der Erde.
Gezeitensperre
Die meisten regulären Monde (natürliche Satelliten, die relativ engen und prograden Umlaufbahnen mit geringer Bahnneigung und Exzentrizität folgen) im Sonnensystem sind durch Gezeiten an ihre jeweiligen Primärfarben gebunden, was bedeutet, dass die gleiche Seite des natürlichen Satelliten immer seinem Planeten zugewandt ist. Dieses Phänomen entsteht durch einen Energieverlust aufgrund von Gezeitenkräften, die vom Planeten erzeugt werden und die Rotation des Satelliten verlangsamen, bis sie vernachlässigbar ist. Die einzige bekannte Ausnahme ist Saturns natürlicher Satellit Hyperion , der aufgrund des Gravitationseinflusses von Titan chaotisch rotiert .
Im Gegensatz dazu sind die äußeren natürlichen Trabanten der Riesenplaneten (irreguläre Trabanten) zu weit entfernt, um eingeschlossen zu werden. Zum Beispiel haben Jupiters Himalia , Saturns Phoebe und Neptuns Nereide Rotationsperioden im Bereich von zehn Stunden, während ihre Umlaufzeit Hunderte von Tagen beträgt.
Satelliten von Satelliten
Derzeit sind keine "Monde der Monde" oder Subsatelliten (natürliche Satelliten, die einen natürlichen Satelliten eines Planeten umkreisen) bekannt. In den meisten Fällen würden die Gezeiteneffekte des Planeten ein solches System instabil machen.
Berechnungen, die nach der Entdeckung eines möglichen Ringsystems um den Saturnmond Rhea im Jahr 2008 durchgeführt wurden, deuten jedoch darauf hin, dass Satelliten, die Rhea umkreisen, stabile Umlaufbahnen haben könnten. Darüber hinaus wird angenommen, dass die vermuteten Ringe schmal sind, ein Phänomen, das normalerweise mit Hirtenmonden in Verbindung gebracht wird . Gezielte Bilder, die von der Raumsonde Cassini aufgenommen wurden , konnten jedoch keine Ringe um Rhea erkennen.
Es wurde auch vorgeschlagen, dass der Saturnmond Iapetus in der Vergangenheit einen Satelliten hatte; dies ist eine von mehreren Hypothesen, die aufgestellt wurden, um seinen Äquatorkamm zu erklären .
Lichtkurvenanalysen deuten darauf hin, dass Saturns irregulärer Trabant Kiviuq extrem langgezogen ist und wahrscheinlich ein Kontakt-Doppelmond oder sogar ein Doppelmond ist.
Trojanische Satelliten
Es ist bekannt, dass zwei natürliche Satelliten kleine Begleiter an ihren beiden Lagrange-Punkten L 4 und L 5 haben, sechzig Grad vor und hinter dem Körper in seiner Umlaufbahn. Diese Begleiter werden trojanische Monde genannt , da ihre Umlaufbahnen analog zu den trojanischen Asteroiden des Jupiter sind . Die trojanischen Monde sind Telesto und Calypso , die die führenden bzw. nachfolgenden Begleiter des Saturnmondes Tethys sind ; und Helene und Polydeukes , die führenden und folgenden Gefährten des Saturnmondes Dione .
Asteroidensatelliten
Die Entdeckung von 243 Idas natürlichem Satelliten Dactyl in den frühen 1990er Jahren bestätigte, dass einige Asteroiden natürliche Satelliten haben; tatsächlich hat 87 Sylvia zwei. Einige, wie 90 Antiope , sind Doppelasteroiden mit zwei vergleichbar großen Komponenten.
Form
Neptuns Mond Proteus ist der größte unregelmäßig geformte natürliche Satellit; die Formen von Eris' Mond Dysnomia und Orcus' Mond Vanth sind unbekannt. Alle anderen bekannten natürlichen Satelliten, die mindestens die Größe von Uranus' Miranda haben, sind im hydrostatischen Gleichgewicht in abgerundete Ellipsoide verfallen , dh sind "runde/runde Satelliten" und werden manchmal als Monde mit planetarer Masse kategorisiert . (Die Dichte der Dysnomie ist bekanntermaßen hoch genug, dass es sich wahrscheinlich auch um ein solides Ellipsoid handelt.) Die größeren natürlichen Satelliten, die durch die Gezeiten gesperrt sind, neigen zu eiförmigen (eiähnlichen) Formen: an ihren Polen gedrungen und mit längeren Äquatorialachsen in den Richtung ihrer Primärfarben (ihrer Planeten) als in Richtung ihrer Bewegung. Der Saturnmond Mimas zum Beispiel hat eine Hauptachse, die 9 % größer ist als seine Polachse und 5 % größer als seine andere Äquatorachse. Methon , ein weiterer Saturnmond, hat einen Durchmesser von nur etwa 3 km und ist sichtbar eiförmig . Der Effekt ist bei den größten natürlichen Satelliten geringer, wo ihre eigene Schwerkraft im Verhältnis zu den Auswirkungen der Gezeitenverzerrung größer ist, insbesondere bei solchen, die weniger massereiche Planeten umkreisen oder, wie im Fall des Mondes, in größerer Entfernung.
Name | Satellit von | Unterschied in den Achsen | |
---|---|---|---|
km |
% des mittleren
Durchmessers |
||
Mimas | Saturn | 33,4 (20,4 / 13,0) | 8,4 (5,1 / 3,3) |
Enceladus | Saturn | 16.6 | 3.3 |
Miranda | Uranus | 14.2 | 3.0 |
Tethys | Saturn | 25.8 | 2.4 |
Io | Jupiter | 29.4 | 0,8 |
Der Mond | Erde | 4.3 | 0,1 |
Geologische Aktivität
Von den zwanzig bekannten natürlichen Satelliten im Sonnensystem, die groß genug sind, um durch die Schwerkraft gerundet zu werden, sind einige noch heute geologisch aktiv. Io ist der vulkanisch aktivste Körper im Sonnensystem, während Europa , Enceladus , Titan und Triton Beweise für anhaltende tektonische Aktivität und Kryovulkanismus aufweisen . In den ersten drei Fällen wird die geologische Aktivität durch die Gezeitenerwärmung angetrieben, die sich aus exzentrischen Umlaufbahnen in der Nähe der Primärkreise ihrer Riesenplaneten ergibt. (Dieser Mechanismus hätte in der Vergangenheit auch auf Triton funktioniert, bevor seine Umlaufbahn kreisförmig wurde .) Viele andere natürliche Satelliten, wie der Erdmond, Ganymed , Tethys und Miranda, zeigen Beweise für vergangene geologische Aktivitäten, die aus Energiequellen wie der Zerfall ihrer ursprünglichen Radioisotope , größere orbitale Exzentrizitäten der Vergangenheit (in einigen Fällen aufgrund früherer orbitaler Resonanzen ) oder die Differenzierung oder das Einfrieren ihres Inneren. Enceladus und Triton haben beide aktive Merkmale, die Geysiren ähneln , obwohl im Fall von Triton Solarheizung die Energie zu liefern scheint. Titan und Triton haben bedeutende Atmosphären; Titan hat auch Kohlenwasserstoffseen . Auch Io und Callisto haben Atmosphären, auch wenn sie extrem dünn sind. Es wird angenommen, dass vier der größten natürlichen Satelliten, Europa, Ganymed, Callisto und Titan, unterirdische Ozeane aus flüssigem Wasser haben, während der kleinere Enceladus möglicherweise lokalisiertes unterirdisches flüssiges Wasser hat.
Vorkommen im Sonnensystem
Neben Planeten und Zwergplaneten sind in unserem Sonnensystem 76 Objekte im Asteroidengürtel (fünf mit je zwei), vier Jupitertrojaner , 39 erdnahe Objekte (zwei mit je zwei Satelliten) und 14 Marskreuzer mit natürlichen Trabanten bekannt . Es gibt auch 84 bekannte natürliche Satelliten von transneptunischen Objekten . Etwa 150 weitere kleine Körper wurden innerhalb der Ringe des Saturn beobachtet , aber nur wenige wurden lange genug verfolgt, um Umlaufbahnen zu etablieren. Planeten um andere Sterne haben wahrscheinlich auch Satelliten, und obwohl bis heute zahlreiche Kandidaten entdeckt wurden, wurde noch keiner bestätigt.
Von den inneren Planeten haben Merkur und Venus keine natürlichen Satelliten; Die Erde hat einen großen natürlichen Satelliten, der als Mond bekannt ist; und Mars hat zwei winzige natürliche Satelliten, Phobos und Deimos . Die Riesenplaneten haben ausgedehnte Systeme natürlicher Satelliten, darunter ein halbes Dutzend von vergleichbarer Größe wie der Erdmond: die vier galiläischen Monde , Saturns Titan und Neptuns Triton. Saturn hat weitere sechs mittelgroße natürliche Satelliten, die massiv genug sind, um ein hydrostatisches Gleichgewicht erreicht zu haben , und Uranus hat fünf. Es wurde vermutet, dass einige Satelliten möglicherweise Leben beherbergen .
Unter den Objekten, die allgemein von Astronomen als Zwergplaneten angesehen werden, haben Ceres und Sedna keine bekannten natürlichen Satelliten. Pluto hat den relativ großen natürlichen Satelliten Charon und vier kleinere natürliche Satelliten; Styx , Nix , Kerberos und Hydra . Haumea hat zwei natürliche Satelliten; Orcus , Quaoar , Makemake , Gonggong und Eris haben jeweils einen. Das Pluto-Charon-System ist insofern ungewöhnlich, als das Massenzentrum im offenen Raum zwischen den beiden liegt, eine Eigenschaft, die manchmal mit einem Doppelplanetensystem verbunden ist.
Die sieben größten natürlichen Satelliten im Sonnensystem (mit einem Durchmesser von mehr als 2.500 km) sind die galiläischen Jupitermonde (Ganymed, Callisto , Io und Europa ), der Saturnmond Titan, der Erdmond und Neptuns eingefangener natürlicher Satellit Triton. Triton, der kleinste von ihnen, hat mehr Masse als alle kleineren natürlichen Satelliten zusammen. In ähnlicher Weise hat in der nächsten Größengruppe von neun mittelgroßen natürlichen Satelliten mit einem Durchmesser zwischen 1.000 km und 1.600 km, Titania , Oberon , Rhea , Iapetus , Charon, Ariel , Umbriel , Dione und Tethys, der kleinste, Tethys, mehr Masse als alle kleineren natürlichen Satelliten zusammen. Neben den natürlichen Satelliten der verschiedenen Planeten gibt es auch über 80 bekannte natürliche Satelliten der Zwergplaneten , Kleinplaneten und anderer kleiner Körper des Sonnensystems . Einige Studien schätzen, dass bis zu 15 % aller transneptunischen Objekte Satelliten haben könnten.
Das Folgende ist eine Vergleichstabelle, die die natürlichen Satelliten im Sonnensystem nach Durchmesser klassifiziert. Die Spalte auf der rechten Seite enthält einige bemerkenswerte Planeten, Zwergplaneten, Asteroiden und transneptunische Objekte zum Vergleich. Die natürlichen Trabanten der Planeten sind nach mythologischen Gestalten benannt. Diese sind überwiegend griechisch, mit Ausnahme der natürlichen Uran-Satelliten , die nach Shakespeare-Figuren benannt sind. Die zwanzig Satelliten, die massiv genug sind, um rund zu sein, sind in der folgenden Tabelle fett gedruckt. Kleinere Planeten und Satelliten, bei denen in der Literatur Uneinigkeit über Rundheit besteht, sind in der folgenden Tabelle kursiv gedruckt.
Visuelle Zusammenfassung
Ganymed
(Jupitermond)Titan
(Saturnmond)Callisto
(Jupitermond)Io
(Jupitermond)Mond
(Mond der Erde)Europa
(Jupitermond)Triton
(Mond des Neptun)Titania
(Mond des Uranus)Rhea
(Saturnmond)Oberon
(Mond des Uranus)Iapetus
(Saturnmond)Charon
(Mond von Pluto)Umbriel
(Mond des Uranus)Ariel
(Mond des Uranus)Dione
(Saturnmond)Tethys
(Saturnmond)Enceladus
(Saturnmond)Miranda
(Mond des Uranus)Proteus
(Mond des Neptun)Mimas
(Saturnmond)Hyperion
(Saturnmond)Phoebe
(Saturnmond)Larissa
(Neptunmond)Janus
(Saturnmond)Amalthea
(Jupitermond)Puck
(Mond des Uranus)Epimetheus
(Saturnmond)Thebe
(Jupitermond)Prometheus
(Saturnmond)Pandora
(Saturnmond)Hydra
(Mond von Pluto)Nix
(Mond von Pluto)Helene
(Saturnmond)Atlas
(Saturnmond)Pan
(Saturnmond)Telesto
(Saturnmond)Calypso
(Saturnmond)Phobos
(Marsmond)Deimos
(Marsmond)Daphnis
(Saturnmond)Methon
(Saturnmond)
Siehe auch
- Zirkumplanetare Scheibe – Ansammlung von Materie um einen Planeten
- Koorbitaler Mond – Konfiguration von zwei oder mehr astronomischen Objekten
- Exomoon – Mond jenseits des Sonnensystems
- Inner Moon – Natürlicher Satellit, der innerhalb der Umlaufbahn eines größeren Mondes umkreist
- Unregelmäßiger Mond – Eingefangener Satellit, der einer unregelmäßigen Umlaufbahn folgt
- Liste der natürlichen Satelliten
- Benennung von Monden
- Quasi-Satellit – Satellitentyp, der mit einer anderen Umlaufbahn synchronisiert ist
- Subsatellit – Ein Satellit, der einen natürlichen Satelliten umkreist (auch bekannt als Moonmoon)
- Zeitleiste der Entdeckung der Planeten des Sonnensystems und ihrer Monde
- Trojanischer Mond – Konfiguration von zwei oder mehr astronomischen Objekten
- Tauziehen (Astronomie) – Verhältnis der Gravitationskräfte auf einem Satelliten von der Sonne und dem Wirtsplaneten
Monde von Planeten
- Der Mond , der natürliche Satellit der Erde
- Monde des Mars
- Monde des Jupiter
- Monde des Saturn
- Monde des Uranus
- Monde von Neptun
Monde von Zwergplaneten und kleinen Körpern des Sonnensystems
- Kleiner Planet Mond
- Monde von Pluto
- Dysnomia , Eris' natürlicher Satellit
- Monde von Haumea
- S/2015 (136472) 1 , Makemakes natürlicher Satellit
- Xiangliu , Gonggongs natürlicher Satellit
- Weywot , Quaoars natürlicher Satellit
- Vanth , der natürliche Satellit von Orcus
Verweise
Externe Links
Alle Monde
- Natural Satellite Physical Parameters (JPL-NASA, mit Referenzen – letzte Aktualisierung Juli 2006)
- Monde des Sonnensystems (The Planetary Society, Stand März 2009)
- Die Solar System Dynamics-Seite des JPL
- "Wie viele Körper des Sonnensystems" . NASA/JPL Dynamik des Sonnensystems . Abgerufen am 26. Januar 2012 .
- Planetennamen: Planeten- und Satellitennamen und Entdecker
- "Obere Größengrenze für Monde erklärt" Kelly Young. Nature (Bd. 441, S. 834) 14. Juni 2006
- Bilder von Planeten und großen Monden (nicht maßstabsgetreu)
- The Planetary Society – Mondmontage(n)
- Album mit Mondbildern von Kevin M. Gill
- Der Atlas der Monde der National Geographic Society
Jupiters Monde
- Sheppard, Scott S. „Der Jupiter-Satellit und die Mondseite“ . Abteilung für Erdmagnetismus an der Carnegie Institution for Science . Abgerufen am 8. März 2018 .
- Äußere Satelliten um Jupiter im Jahr 2002 entdeckt Scott S. Sheppard
- Neue Satelliten des Jupiter im Jahr 2003 entdeckt Scott S. Sheppard
Saturns Monde
- Satellitenjäger finden vier neue Monde des Planeten Saturn David Brand | 26. Oktober 2000
- Saturns neuer Satellit S/2003 S1 Scott S. Sheppard