Tethys | |
---|---|
Saturnuksen satelliitti | |
| |
Löytäjä | Giovanni Cassini |
avauspäivämäärä | 21. maaliskuuta 1684 |
Orbitaaliset ominaisuudet | |
Pääakseli | 294 672 km [1] |
Epäkeskisyys | 0,0001 [1] |
Kiertojakso | 1,887802 päivää [2] |
Orbitaalinen kaltevuus | 1,12° (Saturnuksen päiväntasaajaan) |
fyysiset ominaisuudet | |
Halkaisija | 1076,8 × 1057,4 × 1052,6 km [3] |
Keskisäde |
531,1 ± 0,6 km [3] (0,083 Maa) |
Paino | 6,17449±0,00132⋅10 20 kg [4] |
Tiheys | 0,984 ± 0,003 g/cm³ [3] |
Äänenvoimakkuus | 623 miljoonaa km³ |
Painovoiman kiihtyvyys | 0,145 m/s² |
Toinen pakonopeus ( v 2 ) | 0,394 km/s |
Pyörimisjakso akselin ympäri |
synkronoitu [5] (aina Saturnus päin toiselta puolelta) |
Albedo |
0,8±0,15 (sidos) [5] , 1,229±0,005 (geom.) [6] , 0,67±0,11 (bolometrinen) [7] |
Näennäinen suuruus | 10.2 |
Pintalämpötila | 86 K (−187 °C) [8] |
Tunnelma | puuttuu |
Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa | |
Tietoja Wikidatasta ? |
Tethys ( muinaiseksi kreikaksi Τηθύς ; latinalaismuodossa Tethys , Tethys ) on Saturnuksen viidenneksi suurin ja massaltaan suurin satelliitti ja viidestoista etäisyyden planeettasta mitattuna. Tämä on keskikokoinen satelliitti, sen halkaisija on noin 1060 km. Giovanni Cassini löysi Tethyksen vuonna 1684 , ja se nimettiin yhden kreikkalaisen mytologian titanidien mukaan. Tethyksen näennäinen magnitudi on 10,2 [9] .
Tethyksen tiheys on suhteellisen pieni (0,98 g/cm³), mikä viittaa siihen, että se koostuu pääasiassa vesijäästä, jossa on vähän kiveä. Sen pinta koostuu spektroskooppisten tietojen mukaan lähes kokonaan jäästä, mutta sisältää myös koostumukseltaan tuntematonta tummaa ainetta. Tethyksen pinta on erittäin kevyt (se on Saturnuksen toinen albedosatelliitti Enceladuksen jälkeen ) eikä siinä ole juuri lainkaan väriä.
Tethys on täynnä monia kraattereita, joista suurin on 450 kilometriä pitkä Odysseus . 3/4 satelliitin kehästä ulottuu yli 2000 km pitkä ja noin 100 km leveä jättimäinen kanjoni - Ithaca Canyon . Nämä kaksi kohokuvion suurinta piirrettä voivat liittyä alkuperältään. Pieni osa Tethyksen pinnasta on sileällä tasangolla, joka on voinut muodostua kryovulkaanisen toiminnan seurauksena. Kuten muutkin tavalliset Saturnuksen satelliitit, Tethys muodostui kaasu- ja pölykiekosta , joka ympäröi Saturnusta ensimmäistä kertaa sen muodostumisen jälkeen.
Tethysiä tutkivat lähietäisyydeltä Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980), Voyager 2 (1981) ja Cassini (2004-2017).
Se on kiertoradalla resonanssissa kahden troijalaisen satelliitin - Teleston ja Calypson - kanssa .
Giovanni Cassini löysi Tethyksen vuonna 1684 yhdessä Saturnuksen toisen kuun Dionen kanssa . Löytö tehtiin Pariisin observatoriossa . Cassini nimesi löytämänsä 4 Saturnuksen satelliittia "Louissin tähdiksi" ( lat. Sidera Lodoicea ) Ranskan kuninkaan Ludvig XIV :n kunniaksi [10] . Tähtitieteilijät ovat pitkään kutsuneet Tethystä nimellä Saturnus III ("Saturnuksen kolmas kuu").
Satelliitin nykyaikaisen nimen ehdotti John Herschel ( Mimasin ja Enceladuksen [11] löytäjän William Herschelin poika ) vuonna 1847. Julkaiseessaan vuoden 1847 astronomisten havaintojen tuloksia, jotka tehtiin Hyväntoivon niemellä [ 11] 12] , Herschel ehdotti nimeämään seitsemän satelliittia, jotka tuolloin tunnettiin Saturnuksen titaanien nimillä - Kronoksen veljet ja sisaret (vastaa Saturnusta kreikkalaisessa mytologiassa ). Tämä satelliitti sai nimekseen titanidit Tethys (Tethys) [11] . Lisäksi käytetään nimityksiä " Saturn III " tai " S III Tethys ".
Tethyksen kiertorata sijaitsee 295 000 km:n etäisyydellä Saturnuksen keskustasta. Radan epäkeskisyys on mitätön, ja sen kaltevuus Saturnuksen päiväntasaajalle on noin 1 aste. Tethys on resonanssissa Mimasin kanssa , mikä ei kuitenkaan aiheuta havaittavaa kiertoradan epäkeskisyyttä ja vuoroveden kuumenemista [13] .
Tethyksen kiertorata sijaitsee syvällä Saturnuksen magnetosfäärissä . Tethysiä pommittavat jatkuvasti magnetosfäärissä olevat energiset hiukkaset (elektronit ja ionit) [14] .
Samanaikaiset kuut Telesto ja Calypso sijaitsevat Tethyksen kiertoradan Lagrange-pisteissä L 4 ja L 5 60 astetta sen edessä ja takana.
Tethys on halkaisijaltaan 1062 km, ja se on aurinkokunnan 16. suurin kuu . Se on Dionen ja Rhean kaltainen jäinen runko . Tethyksen tiheys on 0,984±0,003 g/cm³ [3] , mikä osoittaa satelliitin pääosin jäisen koostumuksen [15] .
Vielä ei tiedetä , erottuuko Tethys kivisydämeksi ja jäiseksi vaipaksi. Kiviytimen massa, jos se on olemassa, ei ylitä 6% satelliitin massasta ja sen säde on 145 km. Vuorovesi- ja keskipakovoimien vaikutuksesta Tethys on kolmiakselisen ellipsoidin muotoinen. Jään alla olevan nestemäisen veden valtameren olemassaoloa Tethyksen syvyyksissä pidetään epätodennäköisenä [16] .
Tethyksen pinta on yksi aurinkokunnan kirkkaimmista ( näkyvällä alueella ), visuaalisen albedon ollessa 1,229. Tämä on todennäköisesti seurausta sen " hiekkapuhalluksesta " Saturnuksen E- renkaan hiukkasilla, joka on Enceladuksen etelänapavyöhykkeen geysirien tuottama pieni vesijään hiukkasrengas [6] . Tethyksen tutka-albedo on myös erittäin korkea [17] . Satelliitin etupuolipallo on 10–15 % kirkkaampi kuin peräpuoli [18] .
Korkea albedo osoittaa, että Tethyksen pinta koostuu lähes puhtaasta vesijäästä, jossa on pieni määrä tummaa materiaalia. Näkyvällä alueella olevan satelliitin spektrissä ei ole havaittavia yksityiskohtia, ja lähi- IR- alueella (aallonpituuksilla 1,25, 1,5, 2,0 ja 3,0 µm) se sisältää vahvoja vesijään absorptiovyöhykkeitä [18] . Jään lisäksi Tethysillä ei ole tunnistettuja yhdisteitä [5] (mutta siellä oletetaan olevan orgaanisia aineita, ammoniakkia ja hiilidioksidia ). Tummalla materiaalilla on samat spektriominaisuudet kuin Saturnuksen muiden tummien kuiiden, Iapetuksen ja Hyperionin , pinnalla . Todennäköisimmin tämä on erittäin dispergoitunutta rautaa tai hematiittia [5] . Lämpösäteilymittaukset sekä Cassini-avaruusaluksen tutkahavainnot osoittavat, että Tethysin pinnalla oleva jäinen regoliitti on rakenteeltaan monimutkainen [17] ja suuri, yli 95 % [19] huokoisuus .
Tethysin pinnalla on useita suuria piirteitä, jotka eroavat väriltään ja joskus kirkkaudelta. Ajetulla pallonpuoliskolla (etenkin lähellä sen keskustaa) pinta on hieman punaisempi ja tummempi kuin etupuolella [20] . Myös johtava pallonpuolisko muuttuu hieman punaiseksi kohti keskustaa, vaikkakaan ilman havaittavaa tummumista [20] . Vaalein ja vähiten punainen pinta on siis näitä pallonpuoliskoja erottavalla kaistalla (joka kulkee napojen läpi isossa ympyrässä). Tämä pinnan väritys on tyypillistä Saturnuksen keskikokoisille kuiille. Sen alkuperä voi liittyä jäähiukkasten laskeutumiseen E -renkaalta johtavalle (eteenpäin) pallonpuoliskolle ja tummiin hiukkasiin, jotka tulevat Saturnuksen ulkosatelliiteista takapuoliskolle. Lisäksi takapuolipallon tummumista voi helpottaa Saturnuksen magnetosfääristä tuleva plasma, joka pyörii nopeammin kuin satelliitit (samalla ajanjaksolla kuin planeetalla) ja siksi säteilyttää niitä takaapäin [20] .
Tethyksen geologia on suhteellisen yksinkertainen. Sen pinta on enimmäkseen mäkinen ja täynnä kraattereita (halkaisijaltaan yli 40 km:n kraatterit hallitsevat). Pieni osa takapuolipallon pinnasta on peitetty sileillä tasangoilla. On myös tektonisia rakenteita - kanjoneita ja painaumia [21] .
Tethyksen johtavan pallonpuoliskon länsiosaa hallitsee törmäyskraatteri Odysseus , jonka halkaisija on 450 km, mikä on lähes 2/5 itse Tethyksen halkaisijasta. Kraatteri on nyt melko tasainen (sen pohja on lähes samalla tasolla muun kuun pinnan kanssa). Tämä johtuu todennäköisimmin Tethian jääkuoren viskoosisesta relaksaatiosta (suoristumisesta) geologisen ajan myötä. Siitä huolimatta Odysseuksen rengasmainen kuilu kohoaa noin 5 km Tethyksen keskimääräisen pinnan yläpuolelle ja sen pohja on 3 km tämän tason alapuolella. Odysseian keskustassa on 2–4 km syvä painauma, jota ympäröivät 6–9 km pohjan yläpuolelle kohoavat massiivit [21] [5] .
Tethysin kohokuvion toinen tärkein yksityiskohta on valtava kanjoni Ithaca . Sen pituus on yli 2000 km (noin 3/4 Tethyksen ympärystä), keskisyvyys on 3 km ja leveys paikoin yli 100 km [21] . Tämä kanjoni vie noin 10% satelliitin pinnasta. Odysseus sijaitsee melkein yhden pallonpuoliskon keskellä, johon kanjoni jakaa Tethyksen (tarkemmin sanottuna 20 ° tästä keskustasta) [5] .
Todennäköisesti Ithacan kanjoni muodostui Tethysin maanalaisen valtameren jähmettymisen aikana, minkä seurauksena satelliitin suolet laajenivat ja sen pinta halkeili. Tämä valtameri saattoi olla seurausta Dionen ja Tethysin välisestä kiertorataresonanssista 2:3 aurinkokunnan varhaisessa historiassa, mikä loi huomattavan eksentrisyyden Tethysin kiertoradalle ja sen seurauksena sen sisäpuolen vuorovesikuumenemisen. Kun Tethys poistui resonanssista, lämmitys lakkasi ja valtameri jäätyi [22] . Tässä mallissa on kuitenkin joitain vaikeuksia [23] [21] . Ithacan kanjonin muodostumisesta on toinenkin versio: kun tapahtui törmäys , joka muodosti jättimäisen kraatterin Odysseuksen, Tethysin läpi kulki iskuaalto, joka johti hauraan jääpinnan halkeamiseen. Tässä tapauksessa Ithacan kanjoni on Odysseuksen uloin rengasgraben [21] . Kraatterien pitoisuuteen perustuva iän määritys osoitti kuitenkin, että tämä kanjoni on vanhempi kuin Odyssey, mikä on ristiriidassa niiden nivelten muodostumista koskevan hypoteesin kanssa [5] [23] .
Jäljellä olevan pallonpuoliskon sileät tasangot sijaitsevat suunnilleen Odysseuksen vastakkaisella puolella (ne ulottuvat kuitenkin noin 60° koilliseen täsmälleen vastakkaisesta pisteestä). Tasangoilla on suhteellisen jyrkkä raja ympäröivään kraatterimaastoon. Niiden sijainti lähellä Odysseuksen antipodia voi olla merkki heidän yhteydestään kraatterin kanssa. On mahdollista, että nämä tasangot muodostuivat Odysseuksen vastakkaisen pallonpuoliskon keskelle muodostuneen törmäyksen synnyttämien seismisten aaltojen keskittymisen vuoksi. Tasankojen sileys ja niiden terävät rajat (seismiset aallot tuottaisivat leveitä siirtymävyöhykkeitä) kuitenkin osoittavat, että ne muodostuivat sisäpuolelta (mahdollisesti Odysseuksen muodostumisen aikana ilmaantuneiden Tethian litosfäärin vaurioista) [5] . .
Useimmilla Tethysin kraatereilla on yksinkertainen keskihuippu. Halkaisijaltaan yli 150 km:n huipuilla on monimutkaisempia renkaan muotoisia huippuja. Ainoastaan Odysseus-kraatterissa on keskuskuoppaa muistuttava keskeinen painauma. Vanhat kraatterit ovat vähemmän syviä kuin nuoret, mikä liittyy maankuoren rentoutumisasteeseen [5] .
Kraatterien pitoisuus Tethyksen pinnan eri osissa on erilainen ja riippuu niiden iästä. Mitä vanhempi pinta on, sitä enemmän siihen on kertynyt kraattereita. Tämä mahdollistaa suhteellisen kronologian määrittämisen Tethysille. Voimakkaasti kraateroitu alue näyttää olevan vanhin; ehkä sen ikä on verrattavissa aurinkokunnan ikään (noin 4,56 miljardia vuotta) [24] . Nuorin rakennelma on Odysseus-kraatteri: sen iän arvioidaan olevan 3,76-1,06 miljardia vuotta, riippuen hyväksytystä kraatterin kertymisnopeudesta [24] . Ithakan kanjoni on kraatterien pitoisuudesta päätellen Odysseusta vanhempi [23] .
Tethysin arvellaan muodostuneen akkretionaalisesta kiekosta tai kaasun ja pölyn sumusta, joka oli olemassa Saturnuksen lähellä jonkin aikaa sen muodostumisen jälkeen [5] . Lämpötila Saturnuksen kiertoradan alueella oli alhainen, mikä tarkoittaa, että sen satelliitit muodostuivat kiinteästä jäästä. Haihtuvia yhdisteitä, kuten ammoniakkia ja hiilidioksidia, oli luultavasti enemmän, mutta niiden pitoisuutta ei tunneta [13] .
Erittäin suuri vesijään osuus Tethysissä on edelleen selittämätön. Saturnuksen alisumun olosuhteet suosivat todennäköisesti pelkistysreaktioita , mukaan lukien metaanin muodostuminen hiilimonoksidista [25] . Tämä saattaa osittain selittää, miksi Saturnuksen kuut, mukaan lukien Tethys, sisältävät enemmän jäätä kuin aurinkokunnan ulkokappaleet (kuten Pluto tai Triton ), koska tämä reaktio vapauttaa happea, joka vedyn kanssa reagoiessaan muodostaa vettä [25] . Yksi mielenkiintoisimmista hypoteeseista on, että renkaat ja sisäiset kuut muodostuivat vuoroveden aikana kuluneista suurista jäärikkaista kuidista (kuten Titaanista), ennen kuin Saturnus nielaisi ne [26] .
Kasvu kesti luultavasti useita tuhansia vuosia ennen kuin Tethys muodostui kokonaan. Tässä tapauksessa törmäykset lämmittivät sen ulkokerroksen. Mallit osoittavat, että lämpötila saavutti huippunsa noin 155 K :ssa noin 29 km:n syvyydessä [27] . Muodostumisen päätyttyä lämmönjohtavuudesta johtuen pintaa lähellä oleva kerros jäähdytettiin, kun taas sisempi lämmitettiin [27] . Jäähtyneet pinnanläheiset kerrokset supistuivat, kun taas sisäiset laajenivat. Tämä aiheutti Tethys-kuoreen voimakkaita vetojännityksiä - jopa 5,7 MPa, mikä todennäköisesti johti halkeamien muodostumiseen [28] .
Tethysissä on hyvin vähän kiviä. Siksi radioaktiivisten alkuaineiden hajoamisen seurauksena tapahtuvalla kuumennuksella tuskin oli merkittävää roolia sen historiassa [13] . Tämä tarkoittaa myös sitä, että Tethys ei koskaan kokenut merkittävää sulamista, ellei sen sisäosaa lämmittänyt vuorovesi. Voimakkaat vuorovedet voivat tapahtua merkittävällä kiertoradan epäkeskisyydellä, joka voitaisiin ylläpitää esimerkiksi kiertoradalla resonanssilla Dionen tai muun kuun kanssa [13] . Yksityiskohtaisia tietoja Tethysin geologisesta historiasta ei ole vielä saatavilla.
Vuonna 1979 Pioneer 11 lensi Saturnuksen ohi . Lähin lähestyminen Tethysiin, 329 197 km , tapahtui 1. syyskuuta 1979 [29] [30] .
Vuotta myöhemmin, 12. marraskuuta 1980, Voyager 1 ohitti vähintään 415 670 kilometrin etäisyydeltä Tethysistä . Sen kaksoiskone Voyager 2 kulki lähempänä 26. elokuuta 1981, noin 93 000 km [30] [8] [31] . Voyager 1 lähetti vain yhden kuvan Tethysistä [32] , jonka resoluutio oli alle 15 km, kun taas Voyager 2, joka lensi lähemmäs satelliittia, kiersi sen lähes ympyrän (270°) ympäri ja lähetti kuvia alle 15 km:n resoluutiolla. 2 km [8] . Ensimmäinen merkittävä Tethyksestä löydetty pinnan piirre oli Ithacan kanjoni [31] . Kaikista Saturnuksen kuista Tethysin on valokuvannut täydellisimmin matkailijat [21] .
Vuonna 2004 Cassini-avaruusalus lähti Saturnuksen kiertoradalle . Ensisijaisen tehtävänsä aikana kesäkuusta 2004 kesäkuuhun 2008 se teki yhden hyvin läheltä kohteen läheltä Tethysiä 24. syyskuuta 2005 1503 km:n etäisyydellä. Myöhemmin Cassini suoritti monia muita kuin kohdelähestymisiä Tethysiin noin kymmenien tuhansien kilometrien etäisyydellä. Hän tekee tällaisia lähestymistapoja tulevaisuudessa [30] [33] [6] [34] .
Tapaamisen aikana 14. elokuuta 2010 (etäisyys 38 300 km) valokuvattiin yksityiskohtaisesti Tethysin neljänneksi suurin kraatteri, Penelope , jonka halkaisija oli 207 km [35] .
Cassinin havainnot mahdollistivat korkealaatuisten karttojen laatimisen Tethysistä, joiden resoluutio oli 0,29 km [3] . Avaruusalus hankki lähi-infrapunaspektrit Tethysin eri osista, mikä osoitti, että sen pinta koostuu vesijäästä, joka on sekoitettu tummaan materiaaliin [18] . Havainnot kauko-infrapunaspektrissä mahdollistivat Bondin bolometrisen albedon äärimmäisten mahdollisten arvojen arvioimisen [7] . Tutkahavainnot aallonpituudella 2,2 cm osoittivat, että jääregoliitilla on monimutkainen rakenne ja se on erittäin huokoinen [17] . Plasmahavainnot Tethyksen läheisyydestä osoittavat, että se ei työnnä plasmaa Saturnuksen magnetosfääriin [14] .
Tethysin tutkimisesta tulevilla avaruusaluksilla ei ole vielä varmoja suunnitelmia. Ehkä vuonna 2020 Titan Saturn System -tehtävä lähetetään Saturnusjärjestelmään .
Odysseuksen kraatteri
Ithacan kanjoni
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
---|---|
Bibliografisissa luetteloissa |
Saturnuksen satelliitit | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Paimen seuralaiset |
| ||||||||
Sisämaan suuret yhtiöt (ja niiden troijalaiset satelliitit ) | |||||||||
Alcyonides | |||||||||
Ulkoinen iso | |||||||||
Epäsäännöllinen |
| ||||||||
Katso myös: Saturnuksen renkaat ∅ |
Satelliitit aurinkokunnassa | |
---|---|
yli 4000 km | |
2000-4000 km | |
1000-2000 km | |
500-1000 km | |
250-500 km | |
100-250 km | |
50-100 km | |
Planeetoilta ( ja kääpiöiltä ) |
aurinkokunta | |
---|---|
Keskitähti ja planeetat _ | |
kääpiöplaneetat | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Sedna Orc Quaoar Ase-ase 2002 MS 4 |
Suuret satelliitit | |
Satelliitit / renkaat | Maa / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturnus / ∅ Uranus / ∅ Neptunus / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Ehdokkaat Orca quawara |
Ensimmäiset löydetyt asteroidit | |
Pienet ruumiit | |
keinotekoisia esineitä | |
Hypoteettiset esineet |
|