Нерегулярный спутник

Феба — крупнейший нерегулярный спутник Сатурна. Снимок «Кассини», 2004

Орбиты нерегулярных спутников Сатурна. В центре красным цветом показана орбита регулярного спутника — Титана

Нерегулярный или иррегулярный спутник (от англ. irregular) — естественный спутник небесного тела, имеющий большую, сильно эллиптическую и наклонённую по отношению к экваторам родительской планеты орбиту. Орбиты нерегулярных спутников отличаются большим эксцентриситетом.

Большинству иррегулярных спутников характерно ретроградное движение, что выражается во вращении вокруг родительской планеты в направлении, противоположном направлению вращения планеты.

Нерегулярные спутники, в отличие от регулярных, не образовались посредством аккреции, а были захвачены гравитацией планет.

Свойства

Нерегулярные спутники отличаются тем, что они сильнее регулярных «разбросаны» по небесному пространству. Так, известны нерегулярные спутники Юпитера, которые движутся на расстоянии до 31 млн км. по сложным петлеобразным орбитам. Поскольку спутники значительно удалены от своих планет, на них почти в равной мере влияет притяжение как планет, так и Солнца, поэтому происходит быстрая прецессия орбиты, то есть поворачивается большая ось её эллипса.

Когда частота вращения спутника соответствует частоте обращения планеты вокруг Солнца, возникает резонанс — эвекция. В этом случае слабое воздействие солнечной гравитации постепенно нарушает орбиту, вытягивая её эллипс. Это может привести к столкновению спутника с планетой или выходу его из сферы Хилла в гравитационные поля Солнца. Причём прямые орбиты оказываются более уязвимыми, чем обратные. Если нерегулярные спутники изначально двигались как на прямых, так и на обратных орбитах, то резонанс приводит к тому, что они в основном сохраняют обратные орбиты.

Резонанс Лидова — Козаи связывает наклон и форму орбиты. Спутники, захваченные на наклонные орбиты, начинают двигаться по всё более вытянутым траекториям, что может привести к их выходу с орбиты или к разрушению. Орбитальное движение оказывается под воздействием не только гравитации, но и других факторов. Например, группы спутников Юпитера содержат до 17 осколков, образовавшихся после столкновения более крупного спутника, и эти осколки продолжают двигаться по схожим орбитам. Таким образом, большинство современных нерегулярных спутников принадлежат ко второму поколению, а не к исходному.

Происхождение

Нерегулярные спутники были захвачены с гелиоцентрической орбиты в ранний период существования планет. Чтобы планеты могли захватить пролетающие мимо гелиоцентрические объекты, часть их первоначальной энергии должна быть рассеяна.

В настоящее время не существует предполагаемого источника рассеивания, поэтому захват спутников практически невозможен. Предполагается, что молодой Юпитер, например, имел раздутую атмосферу, простиравшуюся далеко над верхушками облаков нынешней планеты. Трение с этой атмосферой могло захватить спутники неправильной формы.

Возможное подтверждение этой гипотезы заключается в том, что большинство спутников относятся к динамическим группам или «семействам» со схожими большими полуосями и наклонениями. Возможно, эти семейства образовались, когда первоначальные тела распались при захвате из-за давления, оказываемого столкновением с расширенной атмосферой.

Другой механизм, называющийся «тройной захват» (англ. three body capture), не требует наличия обширной газовой оболочки или быстрого увеличения массы планеты. Для тройного захвата необходимо только достаточное количество столкновений или близких прохождений спутников вблизи планеты. Этот процесс мог произойти в конце периода формирования планеты, после того как сферы Хилла планет выросли до их нынешних размеров, но до того, как оставшиеся материалы формирования планет были выброшены из системы. Тройный захват может объяснить, почему у всех четырёх планет-гигантов Солнечной системы практически одинаковое количество нерегулярных спутников.

Известные нерегулярные спутники

Первым открытым нерегулярным спутником был Тритон, обнаруженный в 1846 году.

Учёные определили, что все планеты-гиганты в схожей степени имеют системы нерегулярных спутников, а также подсчитали, что каждая из планет имеет около 100 объектов диаметром больше 1 км. При этом сегодня науке известно как минимум 99 нерегулярных спутников в Солнечной системе:

• 53 спутника Юпитера;
• 30 спутников Сатурна, из которых Феба была открыта первой;
• 9 спутников Урана;
• 7 спутников Нептуна, в числе которых Тритон, уникальный своей круговой орбитой.

См. также

• Регулярный спутник
• Ретроградное движение

Литература

• Jewitt D., Sheppard S. S., Kleyna J. The Strangest Satellites in the Solar System (английский) // Scientific American. — 2006. — № 4. — С. 40—47.
• Nicholson P. D., Sheppard S. S., Cuk M., Nesvorný D., Johnson T. V. Irregular Satellites of the Giant Planets (английский) // The Solar System Beyond Neptune 1. — 2008. — С. 411—424.

Одним из источников этой статьи является статья в википроекте «Рувики» («Багопедия», «ruwiki.ru») под названием «Участник:Jedima/Черновик15», находящаяся по адресу: «https://ru.ruwiki.ru/wiki/Участник:Jedima/Черновик15» Материал указанной статьи полностью или частично использован в Циклопедии по лицензии CC-BY-SA 4.0 и более поздних версий. Всем участникам Рувики предлагается прочитать материал «Почему Циклопедия?»