סטורן ידוע בכך שהוא ענקי גז, וגם בגלל מערכת הטבעות המרשימה שלו. אבל האם זה יפתיע אותך לדעת שלכוכב הלכת הזה יש גם הירחים השנייה בגודלו במערכת השמש, שנייה רק לצדק? כן, שבתאי יש לפחות 150 ירחים וירח בסך הכל, אם כי רק 62 אישרו מסלולי מסלול ורק 53 קיבלו שמות רשמיים.
מרבית הירחים הללו הם גופים קטנים וקפואים שהם מעט יותר מחלקים ממערכת הטבעת המרשימה שלה. למעשה, 34 מהירחים שהוזכרו הם בקוטר של פחות מ -10 ק"מ ואילו עוד 14 קוטר של 10 עד 50 ק"מ. עם זאת, חלק מירחיה הפנימיים והחיצוניים הם מהגדולים והדרמטיים ביותר במערכת השמש, הנמדדים בקוטר של 250 עד 5000 ק"מ ומשכנים כמה מהתעלומות הגדולות ביותר במערכת השמש.
בין הירחים של שבתאי יש כל כך הרבה סביבות ביניהן, שתסלחו לכם על רצונכם לבלות במשימה שלמה רק כשהם מסתכלים על הלוויינים שלה. מטיטאן הכתום והערמומי ועד הזרמים הקפואים הנובעים מאנסדלוס, לימוד המערכת של סטורן נותן לנו המון דברים למחשבה עליהם. לא רק זה, תגליות הירח ממשיכות להגיע. נכון לאפריל 2014 ישנם 62 לוויינים מוכרים של סטורן (כמובן שלא כולל הטבעות המרהיבות שלה). חמישים ושלושה מהעולמות האלה נקראים.
גילוי ושמות:
לפני המצאת הצילום הטלסקופי נצפו שמונה מירחי שבתאי באמצעות טלסקופים פשוטים. הראשון שהתגלה היה טיטאן, הירח הגדול ביותר של שבתאי, שנצפה על ידי כריסטיאן הויגנס בשנת 1655 באמצעות טלסקופ מעיצובו האישי. בין 1671 ל- 1684, ג’ובאני דומניקו קאסיני גילה את ירחי תטיס, דיונה, ריאה ואיפטוס - אותם הוא כינה ביחד “סיידר לודויצאה” (לטינית עבור “כוכבים לואיס”, על שם המלך לואי ה -14 מצרפת).
בשנת 1789, ויליאם הרשל גילה את מימאס ואנצ'אלדוס, בעוד אסטרונומים של אב ובן W.C Bond ו- G.P. בונד גילה את היפריון בשנת 1848 - אשר התגלה באופן עצמאי על ידי ויליאם לאסל באותה שנה. בסוף המאה ה -19, המצאת לוחיות הצילום לחשיפה ארוכה אפשרה לגלות עוד ירחים - הראשון שבהם פיבי, שנצפה בשנת 1899 על ידי W.H. קטיף.
בשנת 1966 התגלה הלוויין העשירי של סטורן על ידי האסטרונום הצרפתי אודוין דולפוס, שלימים נקרא יאנוס. כעבור כמה שנים התברר כי ניתן היה להסביר את תצפיותיו רק אם היה לוויין אחר עם מסלול דומה לזה של יאנוס. לירח האחד-עשר הזה נקרא לימים אפימתאוס, החולק את אותו מסלול עם יאנוס, והוא הקואביטל היחיד הידוע במערכת השמש.
עד 1980 התגלו שלושה ירחים נוספים ואושרו מאוחר יותר על ידי ה- וויאג'ר בדיקות. הם היו הירחים הטרויאניים (ראו בהמשך) של הלן (שמקיפה את דיונה) כמו גם טלסטו וקליפסו (שמקיפים את טטיס).
המחקר על כוכבי הלכת החיצוניים עבר מהפכה על ידי שימוש בבדיקות חלל בלתי מאוישות. זה התחיל עם בואו של וויאג'ר חלליות למערכת קראוניה בשנים 1980-81, שהביאו לגילוי של שלושה ירחים נוספים - אטלס, פרומתאוס ופנדורה - והביאו את הסכום ל 17. עד 1990, תמונות ארכיון חשפו גם את קיומה של פאן.
אחריה הגיע ה- קאסיני-הויגנס המשימה שהגיעה לסטורן בקיץ 2004. בתחילה, קאסיני גילו שלושה ירחים פנימיים קטנים, כולל מתון ופאלנה בין מימאס לאנצ'אלדוס, וכן את הירח הלגראנגי השני של דיונה - פולידואסים. בנובמבר 2004, קאסיני מדענים הודיעו שכמה ירחים נוספים חייבים להסתובב בין הטבעות של שבתאי. מנתונים אלה אושרו מספר רב של ירחונים והירחים של דפניס ואנת'ה.
המחקר על ירחי שבתאי נעזר גם בהכנסת מכשירים צמודי טעינה דיגיטליים, שהחליפו לוחיות צילום בסוף המאה העשרים. בגלל זה, טלסקופים מבוססי קרקע החלו לגלות כמה ירחים לא סדירים חדשים סביב שבתאי. בשנת 2000, שלושה טלסקופים בינוניים מצאו 13 עשר ירחים חדשים עם מסלולי אקסצנטרי שהיו במרחק ניכר מהכוכב.
בשנת 2005 הודיעו אסטרונומים המשתמשים במצפה הכוכב מאונה קאה על גילוי שתים עשרה ירחים חיצוניים קטנים יותר. בשנת 2006 דיווחו אסטרונומים המשתמשים בטלסקופ סובארו היפני במונה קאה על גילוי תשעה ירחים לא סדירים נוספים. באפריל 2007 הוכרז על Tarqeq (S / 2007 S 1) ובמאי באותה שנה דווח על S / 2007 S 2 ו- S / 2007 S 3.
את שמותיהם המודרניים של ירחי שבתאי הוצע על ידי ג'ון הרשל (בנו של ויליאם הרשל) בשנת 1847. בהתאם למינויים של כוכבי הלכת האחרים, הוא הציע שיקראו להם על שם דמויות מיתולוגיות הקשורות לאל החקלאות והקציר הרומי - שבתאי, המקבילה לקרונוס היוונית. במיוחד נקראו שבעת הלוויינים הידועים על שם הטיטאנים, הטיטנסיות והענקים - האחים והאחיות של קרונוס.
בשנת 1848 הציע לאסל כי הלוויין השמיני של סטורן ייקרא היפריון על שם טיטאן אחר. כאשר במאה העשרים מוצו שמות הטיטאנים, נקראו הירחים על שם דמויות שונות של המיתולוגיה היוונית-רומית, או ענקים ממיתולוגיות אחרות. כל הירחים הלא סדירים (למעט פיבי) נקראים על שם האלים האינואיטיים והגאליים וענקי הקרח הנורדיים.
הירחים הגדולים הפנימיים של שבתאי:
ירחי שבתאי מקובצים על פי גודלם, מסלוליהם, וקרבתם לסטורן. לירחים הפנימיים ביותר וירחים רגילים כולם יש נטיות מסלוליות קטנות ואקסצנטריות ומסלולי מדרגות. בינתיים, לירחים הלא סדירים באזורים החיצוניים ביותר יש רדיאל מסלולי של מיליוני קילומטרים, תקופות מסלול שנמשכות מספר שנים, ונעות במסלולי רטרו דרגה.
הירחים הגדולים הפנימיים של שבתאי, המסתובבים בתוך טבעת E (ראה בהמשך), כוללים את הלוויינים הגדולים מימאס, אנצ'אלדוס, טטיס ודיונה. ירחים אלה מורכבים כולם בעיקר מקרח מים, ונאמרים שהם מובחנים לליבה סלעית ומעטפת וקרום קרח. בקוטר 396 ק"מ ומסה של 0.4 × 1020 ק"ג. מימאס הוא הקטן והמסיבי ביותר מבין הירחים האלה. הוא בצורתו ויוצא מסלול סביב שבתאי במרחק של 185,539 ק"מ עם תקופת מסלול של 0.9 יום.
יש אנשים שקוראים בבדיחות למימאס את ירח "כוכב המוות" בגלל המכתש במשטחו שדומה למכונה מהמלחמת הכוכביםיקום. מכתש הרשל (140 ק"מ) הוא כשליש מקוטרו של הירח עצמו, ויכול היה ליצור שברים (chasmata) בצד היריב של הירח. יש למעשה מכתשים ברחבי פני השטח של הירח, מה שהופך אותו לאחד מהסוחרים ביותר במערכת השמש.
אנצלדוס, בינתיים, קוטר של 504 ק"מ, מסה של 1.1 × 1020 ק"מ והיא כדורית בצורה. הוא מקיף את סטורן במרחק של 237,948 ק"מ ולוקח 1.4 ימים להשלים מסלול יחיד. אף שמדובר באחד הירחים הכדוריים הקטנים יותר, הוא הירח הקרוני היחיד שפועל בצורה אנדוגנית - ואחד הגופים הקטנים הידועים ביותר במערכת השמש שפעילה גיאולוגית. התוצאה היא תכונות כמו "פסי הנמר" המפורסמים - סדרה של תקלות רצופות, סוררות, מעט מעוקלות ומקבילות בערך ברוחב הקוטב הדרומי של הירח.
גייזרים גדולים נצפו גם באזור הקוטב הדרומי שמשחררים מעת לעת כמויות של קרח מים, גז ואבק המחדשים את טבעת ה- E של שבתאי. מטוסי סילון אלה הם אחד מכמה סימנים לכך שיש לאנסדלדוס מים נוזליים מתחת לקרום הקפוא, שם תהליכים גיאו-תרמיים משחררים מספיק חום כדי לשמור על אוקיינוס מים חמים קרוב יותר ליבו.
לירח יש לפחות חמישה סוגים שונים של שטח, משטח גיאולוגי "צעיר" של פחות ממאה מיליון שנה. עם אלבדו גיאומטרי של יותר מ -140%, אשר נובע מכך שהוא מורכב ברובו מקרח מים, אנצ'אלדוס הוא אחד העצמים המוכרים ביותר במערכת השמש.
בקוטר 1066 ק"מ, טטיס הוא השני בגודלו של הירחים הפנימיים של שבתאי והירח בגודלו ה -16 במערכת השמש. מרבית פני השטח מורכבים משטח מכתש וגבעות כבד ומאזור מישורים קטן וחלק יותר. מאפייניו הבולטים הם מכתש ההשפעה הגדול של אודיסאוס, המודד קוטר של 400 ק"מ, ומערכת קניון עצומה בשם איתקה צ'סמה - שהיא ריכוזית עם אודיסאוס, ואורך 100 ק"מ, 3 עד 5 ק"מ עומק ואורך 2,000 ק"מ.
בקוטר ומסה של 1,123 ק"מ ו -11 × 1020 ק"ג, דיונה הוא הירח הפנימי הגדול ביותר של שבתאי. מרבית פני השטח של דיונה הם שטח ישן מוברש בכבדות, עם מכתשים שנמצאים בקוטר של עד 250 ק"מ. עם זאת, הירח מכוסה גם ברשת רחבה של שקתות ושושלות המעידות כי בעבר הייתה לו פעילות טקטונית עולמית.
הוא מכוסה בקניונים, סדקים ומכתשים והוא מצופה מעפר בטבעת האלקטרונית שהגיעה במקור מאנסדלדוס. מיקומו של אבק זה הוביל לאסטרונומים להעריך כי הירח הסתובב כ -180 מעלות מהמצב המקורי שלו בעבר, אולי בגלל השפעה רבה.
הירחים החיצוניים הגדולים של שבתאי:
הירחים החיצוניים הגדולים, המסתובבים מחוץ לטבעת ה- E של שבתאי, דומים בהרכבם לירחים הפנימיים - כלומר מורכבים בעיקר מקרח מים וסלע. מבין אלה, ריאה היא השנייה בגודלה - בגודל של 1,527 קוטר וקוטר 23 × 1020 ק"ג במסה - והירח התשיעי בגודלו של מערכת השמש. עם רדיוס מסלול של 527,108 ק"מ, הוא המרוחק החמישי ביותר מבין הירחים הגדולים יותר, ולוקח 4.5 יום להשלים מסלול.
כמו לווייני קרוניה אחרים, לרייאה יש משטח מכתש למדי למדי, וכמה שברים גדולים על חצי הכדור היורד שלה. לרייאה יש גם שני אגני השפעה גדולים מאוד על חצי הכדור האנטי-סטורני שלה - מכתש טיראווה (בדומה לאודיסאוס בתטיס) ומכתש שטרם נקרא - שנמדדים 400 ו -500 ק"מ לרוחב, בהתאמה.
לרייאה יש לפחות שני קטעים עיקריים, כאשר הראשון הוא מכתשים בהירים עם מכתשים הגדולים מ- 40 ק"מ (25 מיילים), וקטע שני עם מכתשים קטנים יותר. ההערכה היא שההבדל בתכונות אלה הוא עדות לאירוע רב-עוצמה מחדש בזמן כלשהו בעבר של Rhea.
בקוטר 5150 ק"מ, ו -1,350 × 1020 כק"ג במסה. טיטאן הוא הירח הגדול ביותר של שבתאי וכולל יותר מ- 96% מהמסה במסלול סביב כדור הארץ. טיטאן הוא גם הירח הגדול היחיד שיש לו אטמוספרה משלו, שהוא קר, צפוף, ומורכב בעיקר מחנקן עם חלק קטן של מתאן. מדענים ציינו גם את נוכחותם של פחמימנים ארומטיים פוליציקליים באטמוספרה העליונה, כמו גם גבישי קרח מתאן.
על פני השטח של טיטאן, הקשה לצפייה בגלל אובך אטמוספרי מתמשך, נראים רק מעט מכתשי השפעה, עדויות לקריובולקנו ושדות דיונה אורכיים שככל הנראה עוצבו על ידי רוחות גאות ושפל. טיטאן הוא גם הגוף היחיד במערכת השמש לצד כדור הארץ עם גופיו של נוזלים על פני השטח, בצורה של אגמי מתאן-אתאן באזורים הקוטביים הצפוניים והדרומיים של טיטאן.
טיטאן מצטיין גם בכך שהוא הירח הקרוני היחיד שאי פעם היה עליו אדמת בדיקה. זה היה הנחת של הויגנס, שנשא אל העולם המטושטש על ידי חללית קאסיני. "תהליכים דמויי אדמה" של טיטאן והאטמוספרה הסמיכה הם מהדברים שגורמים לעולם זה לבלוט בפני מדענים, הכוללים גשמי האתן והמתאן שלו מהאטמוספירה וזורם על פני השטח.
עם מרחק מסלול של 1,221,870 ק"מ, הוא הירח הגדול השני ביותר רחוק משבתאי, ומשלים מסלול יחיד כל 16 יום. בדומה לאירופה וגנימד, מאמינים שלטיטאן יש אוקיינוס מתחת לפני האדמה העשוי מים מעורבבים עם אמוניה, העלולים להתפרץ לפני שטח הירח ולהוביל לקריובולקניות.
היפריון היא שכנתו המיידית של טיטאן. בקוטר ממוצע של כ -270 ק"מ, הוא קטן וקל יותר ממימאס. הוא גם מעוצב באופן לא סדיר ודי מוזר בקומפוזיציה. בעיקרו של דבר, הירח הוא גוף בצבע שזוף ובעל שזוף עם משטח נקבובי במיוחד (הדומה לספוג). פני השטח של היפריון מכוסים במכתשי השפעה רבים, רובם בקוטר 2 עד 10 ק"מ. יש לו גם סיבוב בלתי צפוי ביותר, ללא קטבים או קו קו המשווה מוגדרים היטב.
בקוטר 1,470 ק"מ ובגודל 18 × 1020 ק"ג במסה. איפטוס הוא השלישי בגודלו מבין הירחים הגדולים של שבתאי. ובמרחק של 3,560,820 ק"מ משבתאי, הוא המרוחק ביותר של הירחים הגדולים, ולוקח 79 ימים להשלים מסלול יחיד. בגלל הצבע וההרכב הלא שגרתיים שלה - חצי הכדור המוביל שלו הוא כהה ושחור ואילו האונה הכפופה הנגררת בהירה בהרבה - היא מכונה לעתים קרובות "היין והיאנג" של ירחי שבתאי.
ירחים לא סדירים של שבתאי:
מעבר לירחים גדולים יותר אלה נמצאים הירחים הלא סדירים של שבתאי. לוויינים אלה הם קטנים, בעלי רדיוסים גדולים, נוטים, רובם סובבים מסלולי רטרו-דרגה, ונאמרים כי הם נרכשו על ידי כוח המשיכה של שבתאי. ירחים אלה מורכבים משלוש קבוצות בסיסיות - קבוצת האינואיטים, הקבוצה הגלית וקבוצת הנורדס.
קבוצת האינואיטים מורכבת מחמישה ירחים לא סדירים שנקראים כולם ממיתולוגיה של האינואיטים - איג'יראק, קיויוק, פאליאק, סיארנאק וטרק. לכולם מסלולי שדרוג שנעים בין 11.1 ל 17.9 מיליון ק"מ, וקוטר 7 עד 40 ק"מ. כולם דומים במראה (אדמדם בגוון) ויש להם נטיות מסלוליות בין 45 ל 50 מעלות.
הקבוצה הגאלית היא קבוצה של ארבעה ירחים חיצוניים מתקדמים על שם דמויות במיתולוגיה הגלית - אלביוריקס, בבהיון, ארריפוס וטרוווס. גם כאן הירחים דומים במראהם ויש להם מסלול שנע בין 16 ל -19 מיליון ק"מ. הנטייה שלהם היא בטווח 35 ° -40 °, תמהונם סביב 0.53 והם נעים בגודל 6 עד 32 ק"מ.
אחרונה, ישנה את הקבוצה הנורדית, המורכבת מ -29 ירחים חיצוניים מדרדר-דרכים שלוקחים את שמם מהמיתולוגיה הנורדית. לוויינים אלה נעים בגודל 6 עד 18 ק"מ, מרחקיהם בין 12 ל -24 מיליון ק"מ, נטיותיהם בין 136 ° ל- 175 °, ותמהונם בין 0.13 ל- 0.77. קבוצה זו מכונה לעיתים גם קבוצת פיבי, בגלל נוכחותו של ירח גדול אחד יותר בקבוצה - שנמדד בקוטר 240 ק"מ. השני בגודלו, ימיר, מודד 18 ק"מ לרוחב.
בתוך הירחים הגדולים הפנימיים והחיצוניים, ישנם גם אלה השייכים לקבוצת אלקיוניד. ירחים אלה - מתון, אנת 'ו פללן - נקראים על שם האלקיונידים של המיתולוגיה היוונית, ממוקמים בין מסלולי מימאס ואנצ'אלדוס, והם בין הירחים הקטנים ביותר סביב שבתאי. בחלק מהירחים הגדולים אפילו יש ירחים משל עצמם, המכונים ירחים טרויאניים. לדוגמה, לטטיס יש שני סוסים טרויאנים - טלסטו וקליפסו, בעוד שלדיונה יש הלנה ופוליאדוסים.
תצורת ירח:
נהוג לחשוב כי ירח הטיטאן של שבתאי, הירחים והטבעות הבינוניים שלו התפתח באופן שקרוב יותר לירחי הגליל של יופיטר. בקיצור, פירוש הדבר שהירחים הרגילים נוצרו מתוך דיסק מעגלי-פלנטרי, טבעת של גז מצטבר ופסולת מוצקה הדומה לדיסק הפרוטו-פלנטרי. בינתיים, הערים כי הירחים החיצוניים, הלא סדירים, היו חפצים שנלכדו בכוח המשיכה של שבתאי ונשארו במסלולי רחוק.
עם זאת, יש כמה וריאציות לתאוריה זו. בתרחיש חלופי אחד, שני ירחים בגודל טיטאן נוצרו מתוך דיסק ההקרבה סביב שבתאי; השנייה מתפרקת בסופו של דבר לייצור הטבעות וירחים פנימיים בגודל בינוני. באחרת, שני ירחים גדולים התמזגו יחד ליצירת טיטאן, וההתנגשות פיזרה פסולת קפואה שנוצרה כדי ליצור את הירחים הבינוניים.
עם זאת, המכניקה של צורת הירח נותרה בגדר תעלומה לעת עתה. עם משימות נוספות שתורכב לחקר האווירה, הקומפוזיציות והמשטחים של הירחים האלה, אנו עשויים להתחיל להבין מאיפה הם באמת הגיעו.
בדומה לצדק, וכל ענקי הגז האחרים, מערכת הלוויינים של סטורן נרחבת מכיוון שהיא מרשימה. בנוסף לירחים הגדולים יותר שלפי ההערכות נוצרו משדה פסולת מאסיבי שפעם הקיף אותו, יש בו גם אינספור לוויינים קטנים יותר שנלכדו בשדה הכבידה שלו במשך מיליארדי שנים. אפשר רק לדמיין כמה עוד נותרו למצוא סביב הענק המעוגלת.
יש לנו הרבה מאמרים מעולים על סטורן ועל ירחו כאן במגזין החלל. לדוגמה, הנה כמה ירחים יש לסטורן? והאם שבתאי עושה ירח חדש?
הנה מאמר על גילוי הירח ה -60 של שבתאי, ומאמר נוסף על איך ירחי שבתאי יכולים ליצור טבעות חדשות.
רוצה מידע נוסף על ירחי שבתאי? עיין במידע על קאסיני של נאס"א על ירחי שבתאי, ועוד מאתר חקר מערכות השמש של נאס"א.
הקלטנו שני פרקים של אסטרונומיה צוות בערך שבתאי. הראשון הוא פרק 59: סטורן, והשני הוא פרק 61: ירחי שבתאי.
מקורות:
- נאס"א - משימת קאסיני - ירחי שבתאי
- ירחי שבתאי (סוכנות החלל האירופית)
- משימת קאסיני סולסטייס (נאס"א)
- קאסיני-הויגנס (סוכנות החלל האירופית)
- המעבדה המרכזית לביצוע פעולות הדמיה של קאסיני (CICLOPS)
