A Луна планетарной массы - это объект планетарной массы, который также естественный спутник. Они большие, эллипсоидальной (иногда сферической) формы. Две луны в Солнечной системе больше планеты Меркурий (хотя и менее массивны): Ганимед и Титан, и семь больше и массивнее карлика. планета Плутон.
Концепция планет-спутников - идея, что объекты планетарной массы, в том числе луны планетарной массы, являются планетами - используется некоторыми планетологами, например, Алан Стерн, которых больше волнует, имеет ли небесное тело планетную геологию (то есть является ли оно планетарным телом ), чем то, где оно вращается (). Эта концептуализация планет как трех классов объектов (классические планеты, карликовые планеты и планеты-спутники) не была принята Международным астрономическим союзом (МАС). Кроме того, определение `` гидростатического равновесия '' в МАС весьма ограничительно - масса объекта достаточна для гравитации, чтобы преодолеть силы твердого тела и стать пластичными, в то время как луны с планетной массой могут находиться в гидростатическом равновесии из-за приливного или радиогенного нагрева, в некоторых случаях образует подземный океан.
Различие между спутником и классической планетой не было признано до тех пор, пока не была установлена гелиоцентрическая модель Солнечной системы. Когда в 1610 году Галилей открыл первые спутники другой планеты (четыре галилеевы луны Юпитера), он назвал их «четырьмя планетами, летающими вокруг звезды Юпитера с неравными интервалами и периоды с удивительной быстротой ". Точно так же Христиан Гюйгенс, обнаружив в 1655 году самый большой спутник Сатурна Титан, использовал термины «планета» (планета), «стелла» (звезда), «луна» (луна), и более современный «спутник» (помощник) для его описания. Джованни Кассини, объявляя об открытии спутников Сатурна Япета и Реи в 1671 и 1672 годах, описал их как Nouvelles Planetes autour de Saturn («Новые планеты вокруг Сатурна»). Однако, когда Journal de Scavans сообщил об открытии Кассини двух новых спутников Сатурна в 1686 году, он назвал их строго «спутниками», хотя иногда Сатурн - «первичной планетой». Когда Уильям Гершель объявил о своем открытии двух объектов на орбите вокруг Урана в 1787 году, он назвал их «спутниками» и «вторичными планетами». Во всех последующих отчетах об открытии естественных спутников использовался исключительно термин «спутник», хотя в книге Смита «Иллюстрированная астрономия» 1868 года спутники назывались «вторичными планетами».
В современную эпоху, Алан Стерн считает планеты-спутники одной из трех категорий планет, наряду с карликовыми планетами и классическими планетами. Термин planmo («объект планетарной массы») охватывает все три популяции. Как Штерн, так и МАС определяют «планету» в зависимости от гидростатического равновесия - от массы тела, достаточной для того, чтобы сделать его пластичным, так что оно расслабляется в эллипсоид под действием собственной силы тяжести. Определение IAU указывает, что масса должна быть достаточно большой, чтобы преодолевать `` силы твердого тела '', и не касается объектов, которые могут находиться в гидростатическом равновесии из-за подповерхностного океана или (в случае Ио) из-за магмы, вызванной приливными водами. обогрев. Возможно, что все большие ледяные луны имеют подземные океаны.
Две луны, которые больше Меркурия, имеют менее половины его массы, и именно масса, а также состав и внутренняя температура определяют, является ли тело достаточно пластичный, чтобы находиться в гидростатическом равновесии. Однако есть семь больших спутников, которые более массивны, чем карликовые планеты Эрида и Плутон, которые, по всеобщему мнению (хотя пока еще не доказано), находятся в равновесии. Это семь Луны Земли, четыре галилеевых луны Юпитера (Io, Европа, Ганимед и Каллисто ) и самые большие луны Сатурна. (Титан ) и Нептуна (Тритон ). Все эти луны имеют форму эллипса. Еще одна дюжина лун также имеет эллиптическую форму, что указывает на то, что они достигли равновесия в какой-то момент своей истории. Однако было показано, что некоторые из этих спутников больше не находятся в равновесии из-за того, что они со временем становятся все более жесткими по мере охлаждения.
Чтобы определить, находится ли Луна в настоящее время в гидростатическом равновесии, требуется внимательное наблюдение, и его легче опровергнуть, чем доказать.
Луна Земли, которая является полностью каменистой, затвердела из состояния равновесия миллиарды лет назад, но большинство других шести лун размером больше Плутона, пять из которых являются ледяными, как предполагается, все еще находятся в равновесии. (Лед имеет меньшую прочность на растяжение, чем скала, и деформируется при более низких давлениях и температурах, чем скала.) Вероятно, наиболее убедительными доказательствами являются Ганимед, который имеет магнитное поле, которое указывает на движение жидкости в электропроводящем материале в его внутри, но неизвестно, является ли эта жидкость металлическим ядром или подземным океаном. Один из спутников Сатурна среднего размера (Рея ) также может быть в равновесии, как и пара спутников Урана (Титания и Оберон ). Однако другие эллипсоидальные луны Сатурна (Мимас, Энцелад, Тетис, Дион и Япет ) - это больше не в равновесии. Ситуация для трех меньших эллипсоидальных спутников Урана (Умбриэль, Ариэль и Миранда ) неясна, как и ситуация с луной Плутона Харон. Формы луны Эрис Дисномия, луны Оркуса Вант и луны Варды Ильмарэ неизвестны, но Дисномия больше трех самых маленьких эллипсоидальных лун Сатурна и Урана ( Энцелад, Миранда и Мимас), Вант больше Мимаса, а Илмарэ примерно размером с Мимас (в пределах текущей неопределенности), так что вполне возможно, что они тоже эллипсоидальные. (Или нет. Vanth и Ilmarë могут быть меньше, чем Proteus, который не является эллипсоидальным.)
Луны оцениваются по гидростатическому равновесию в общем смысле, не в соответствии с более узким использованием этого термина IAU.
Луна | Изображение | Радиус | Масса | Плотность | Год. открытия | Гидростатическое. равновесие? | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Имя | Обозначение | (km ) | (R☾ ) | (10 кг) | (M☾ ) | (г / см) | |||
Ганимед | Юпитер III | 2634,1 ± 0,3 | 156,4% | 148,2 | 201,8% | 1,942 ± 0,005 | 1610 | ||
Титан | Сатурн VI | 2574,7 ± 0,1 | 148,2 % | 134,5 | 183,2% | 1,882 ± 0,001 | 1655 | ||
Каллисто | Юпитер IV | 2410,3 ± 1,5 | 138,8% | 107,6 | 146,6% | 1,834 ± 0,003 | 1610 | ||
Io | Юпитер I | 1821,6 ± 0,5 | 104,9% | 89,3 | 121,7% | 3,528 ± 0,006 | 1610 | ||
Луна | Земля I | 1737,05 | 100% | 73,4 | 100% | 3,344 ± 0,005 | — | ||
Европа | Юпитер II | 1560,8 ± 0,5 | 89,9% | 48,0 | 65,4% | 3,013 ± 0,005 | 1610 | ||
Тритон | Нептун I | 1353,4 ± 0,9 | 79,9% | 21,4 | 29,1% | 2,059 ± 0,005 | 1846 | ||
Титания | Уран III | 788,9 ± 1,8 | 45,4% | 3,40 ± 0,06 | 4,6% | 1,66 ± 0,04 | 1787 | ||
Рея | Сатурн V | 764,3 ± 1,0 | 44,0% | 2,31 | 3,1% | 1,233 ± 0,005 | 1672 | ||
Оберон | Уран IV | 761,4 ± 2,6 | 43,8% | 3,08 ± 0,09 | 4,2% | 1,56 ± 0,06 | 1787 | ||
Япет | Сатурн VIII | 735,6 ± 1,5 | 42,3% | 1,81 | 2,5 % | 1,083 ± 0,007 | 1671 | ||
Харон | Плутон I | 603,6 ± 1,4 | 34,7% | 1,53 | 2,1% | 1,664 ± 0,012 | 1978 | ||
Умбриэль | Уран II | 584,7 ± 2,8 | 33,7% | 1,28 ± 0,03 | 1,7% | 1,46 ± 0,09 | 1851 | ||
Ариэль | Уран I | 578,9 ± 0,6 | 33,3% | 1,25 ± 0,02 | 1,7% | 1,59 ± 0,09 | 1851 | ||
Дион | Сатурн IV | 561,4 ± 0,4 | 32,3% | 1,10 | 1,5% | 1,476 ± 0,004 | 1684 | ||
Тетис | Сатурн III | 533,0 ± 0,7 | 30,7% | 0,617 | 0,84% | 0,973 ± 0,004 | 1684 | ||
Дисномия | Эрис I | 350 ± 58 | 20,1% ± 3,3% | < 0.44 | < 0.6% | 2005 | |||
Энцелад | Сатурн II | 252,1 ± 0,2 | 14,5% | 0,108 | 0,15% | 1,608 ± 0,003 | 1789 | ||
Миранда | Уран V | 235,8 ± 0,7 | 13,6% | 0,064 ± 0,003 | 0,09% | 1,21 ± 0,11 | 1948 | ||
Vanth | Orcus I | 221 ± 5 | 12,7% ± 0,3% | 0,02 ~ 0,06 | 0,03% ~ 0,08% | ≈0,8 | 2005? | ||
Mimas | Saturn I | 198,2 ± 0,4 | 11,4% | 0,038 | 0,05% | 1,150 ± 0,004 | 1789 | ||
Ильмарэ | Варда I | 163+19. −17 | 10,4% ± 1,2% | ок. 0,02? | ок. 0,03% | 1,24 + 0,50. -0,35 (для системы) | 2009 |