כמה ירחים נמצאים במערכת השמש?

במשך אלפי שנים, בני אנוש הביטו בשמי הלילה והוחזקו ביראת כבוד על ידי הירח. לתרבויות קדומות רבות הוא ייצג אלוהות, ומחזוריה קיבלו משמעות אלוהית. בזמן העתיקה הקלאסית ובימי הביניים, הירח נחשב לגוף שמימי שהקיף את כדור הארץ, ממש כמו שאר כוכבי הלכת הידועים באותו היום (מרקורי, ונוס, מאדים, צדק ושבתאי).

עם זאת, הבנתנו את הירחים חוללה מהפכה כאשר בשנת 1610, האסטרונום גלילאו גליליי כיוון את הטלסקופ שלו ליופיטר והבחין ב"ארבעה כוכבים נודדים "סביב יופיטר. מכאן ואילך, האסטרונומים הבינו שכוכבי לכת שאינם כדור הארץ יכולים לקבל ירחים משלהם - במקרים מסוימים, כמה עשרות או יותר. אז כמה ירחים יש במערכת השמש?

למען האמת, תשובת השאלה הזו דורשת קודם כל הבהרה. אם אנו מדברים על ירחים מאושרים המקיפים את אחד מכוכבי הלכת של מערכת השמש (כלומר כאלה התואמים את ההגדרה שאומצה על ידי ה- IAU בשנת 2006), אנו יכולים לומר שיש כרגע 173 ירחים ידועים. עם זאת, אם אנו פותחים את הרצפה לכוכבי לכת ננסים שיש להם חפצים המקיפים אותם, המספר מטפס אליו 182.

עם זאת, יותר מ -200 ירחים קלים-כוכבי לכת נצפו גם במערכת השמש (נכון לינואר 2012). זה כולל את 76 האובייקטים הידועים בחגורת האסטרואידים עם לוויינים, ארבעה טרויאנים של צדק, 39 חפצים בקרבת כדור הארץ (שניים עם שני לוויינים כל אחד), 14 חצאי מאדים, ו 84 לוויינים טבעיים של חפצים טרנס-נפטוניים. וכ -150 גופות קטנות נוספות נצפו בטבעות שבתאי. אם אנו כוללים את כל אלה, אנו יכולים לומר שיש למערכת השמש 545 לוויינים ידועים.

מערכת שמש פנימית:

כוכבי הלכת של מערכת השמש הפנימית - מרקורי, ונוס, כדור הארץ ומאדים - כולם כוכבי לכת יבשתיים, מה שאומר שהם מורכבים מסלע סיליקט ומינרלים המבדילים בין גרעין מתכתי לבין מעטפת סיליקון וקרום. מסיבות שונות, מעט לוויינים קיימים באזור זה של מערכת השמש.

בסך הכל, רק שלושה לוויינים טבעיים קיימים סביב גופים פלנטריים במערכת השמש הפנימית - כדור הארץ ומאדים. בעוד המדען משער כי בעבר היו ירחים סביב מרקורי ונוגה, ההערכה היא כי ירחים אלו השפיעו על השטח לפני זמן רב. הסיבה לדלילות הלוויינים הזו קשורה רבות להשפעת הכבידה של השמש.

גם מרקורי וגם ונוס קרובים מדי לשמש (ובמקרה של מרקורי, חלשים מדי מבחינת המשיכה הכבידתית שלה) מכדי שתפסו בחפץ חולף, או החזיקו אותם בטבעות פסולת במסלול שיכול היה להתלכד ליצירת לוויין שעות נוספות. כדור הארץ ומאדים הצליחו לשמור על לוויינים, אך בעיקר מכיוון שהם החלק החיצוני ביותר של כוכבי הלכת הפנימיים.

לכדור הארץ יש רק את הלוויין הטבעי היחיד, שאנחנו מכירים אותו - ה ירח. עם רדיוס ממוצע של 1737 ק"מ ומסה של 7.3477 x 10² ק"ג, הירח הוא פי 0.273 מגודל כדור הארץ וכ- 0.0123 כמסיבי, שהוא די גדול עבור לוויין. זהו גם הירח השני הצפוף ביותר במערכת השמש שלנו (אחרי Io), עם צפיפות ממוצעת של 3.3464 גרם / ס"מ.

הוצעו מספר תיאוריות להיווצרות הירח. ההשערה הרווחת כיום היא שמערכת כדור הארץ-ירח נוצרה כתוצאה מהשפעה בין הפרוטו-כדור הארץ שהוקם לאחרונה לאובייקט בגודל מאדים (בשם תיאיה) לפני כ -4.5 מיליארד שנה. השפעה זו הייתה פוצצת חומר משני העצמים למסלול, שם הוא בסופו של דבר הצטבר ליצירת הירח.

למאדים, בינתיים, שני ירחים - פובוס ודימוס. בדומה לירח שלנו, שני הירחים המאדים נעולים היטב למאדים, כך שהם תמיד מציגים את אותו הפנים לכוכב הלכת. בהשוואה לירח שלנו, הם גסים ודמויי אסטרואיד במראהם, וגם קטנים בהרבה. מכאן התיאוריה הרווחת כי היו אלה בעבר אסטרואידים שנבעטו מהחגורה הראשית על ידי כוח המשיכה של צדק, ואז נרכשו על ידי מאדים.

הירח הגדול יותר הוא פובוס, ששמו בא מהמילה היוונית שפירושה "פחד" (כלומר פוביה). פובוס מודד רק 22.7 ק"מ ורוחבו מסלול שמקרב אותו למאדים יותר מאשר דיימוס. בהשוואה לירח של כדור הארץ עצמו - שמתקיים מסלול במרחק של 384,403 ק"מ מכוכב הלכת שלנו - פובוס מקיף מרחק ממוצע של 9,377 ק"מ בלבד מעל מאדים.

הירח השני של מאדים הוא דיימוס, שלוקח את שמו מהמילה היוונית לפאניקה. הוא קטן עוד יותר, נמדד רק 12.6 ק"מ לרוחב, והוא גם פחות סדיר בצורתו. מסלולו ממקם אותו הרבה יותר רחוק ממאדים, במרחק של 23,460 קמ, מה שאומר שלדימוס לוקח 30.35 שעות להשלים מסלול סביב מאדים.

שלושת הירחים הללו הם סך כל הירחים שנמצאים במערכת השמש הפנימית (לפחות, לפי ההגדרה המקובלת). אך במבט רחוק יותר לחו"ל אנו רואים שזה באמת רק קצה הקרחון. לחשוב שפעם האמנו בזה ה ירח היה היחיד מסוגו!

מערכת שמש חיצונית:

מעבר לחגורת האסטרואידים (וקו הכפור) הדברים נעשים שונים למדי. באזור זה של מערכת השמש, לכל כוכב לכת יש מערכת ירחים משמעותית; במקרה של יופיטר וסטורן, אולי אפילו למאות. עד כה אושרו בסך הכל 170 ירחים המקיפים את כוכבי הלכת החיצוניים, בעוד כמה מאות גופות קטנות יותר ואסטרואידים.

בשל גודלו העצום, המסה והמשיכה הכבידתית, לצדק יש את הלוויינים הכי רבים בכל כדור הארץ במערכת השמש. נכון לעכשיו המערכת Jovian כוללת 67 ירחים ידועים, אם כי ההערכה היא כי יתכן שהיא עד 200 ירחים וירחונים (שרובם טרם אושרו וסווגו).

ארבעת הירחים היוביים הגדולים ביותר ידועים כירחים הגליליים (נקראים על שם מגלהם, גלילאו גליליי). הם כוללים: איו, הגוף הפעיל ביותר בוולקנית במערכת השמש שלנו; אירופה, החשודה כמי שיש בה אוקיינוס ​​אדיר מתחת לפני השטח; גאנימד, הירח הגדול ביותר במערכת השמש שלנו; וקליסטו, שנחשבת גם היא לאוקיאנוס מתחת לפני השטח ומכילה כמה מחומר השטח העתיק ביותר במערכת השמש.

יש את הקבוצה הפנימית (או קבוצת Amalthea), המורכבת מארבעה ירחים קטנים שיש להם קוטרים של פחות מ -200 ק"מ, מסלול ברדיוסים של פחות מ -200,000 ק"מ, ויש להם נטיות מסלוליות של פחות מחצי מעלות. קבוצות אלה כוללות את הירחים מטיס, אדרסטאה, אמלטאה ותבה. יחד עם מספר ירחונים פנימיים שטרם נראו, ירחים אלה מחדשים ומתחזקים את מערכת הטבעות הקלושה של צדק.

ליופיטר יש גם מערך של לווינים לא סדירים, שהם קטנים יותר באופן מהותי ויש להם מסלול מרוחק ואקסצנטרי יותר מהאחרים. ירחים אלו מחולקים למשפחות שיש להן דמיון במסלול ובהרכב, ונאמרים כי הם בעיקר תוצאה של התנגשויות מחפצים גדולים שנלכדו בכוח המשיכה של צדק.

בדומה לצדק, מעריכים כי לשטורן יש לפחות 150 ירחים וירחונים, אך רק 53 מהירחים האלה קיבלו שמות רשמיים. מתוכם 34 קוטר פחות מ -10 ק"מ ו -14 נוספים בקוטר של 10 עד 50 ק"מ. עם זאת, חלק מהירחים הפנימיים והחיצוניים שלו גדולים למדי, נעים בין 250 ליותר מ- 5000 ק"מ.

באופן מסורתי, מרבית ירחי שבתאי נקראו על שם הטיטאנים של המיתולוגיה היוונית והם מקובצים על פי גודלם, מסלוליהם וקירבתם 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 הפנימיים הגדולים, המסתובבים בתוך טבעת E, כוללים את הלוויינים הגדולים מימאס אנצ'אלדוס, טטיס ודיונה. ירחים אלה מורכבים כולם בעיקר מקרח מים, ונאמרים שהם מובחנים לליבה סלעית ומעטפת וקרום קרח. הירחים החיצוניים הגדולים, המסתובבים מחוץ לטבעת ה- E של שבתאי, דומים בהרכבם לירחים הפנימיים - כלומר מורכבים בעיקר מקרח מים וסלע.

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 לקרי געש-הרי געש 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.

באורנוס 27 לוויינים ידועים, המחולקים לקטגוריות של ירחים גדולים יותר, ירחים פנימיים וירחים לא סדירים (בדומה לענקיות גז אחרות). הירחים הגדולים ביותר של אורנוס הם, לפי סדר הגודל, מירנדה, אריאל, אומבריאל, אוברון וטיטניה. ירחים אלה נעים בקוטר והמסה בין 472 ק"מ ו 6.7 × 10¹⁹ ק"ג עבור מירנדה עד 1578 ק"מ ו -3.5 × 10²¹ ק"ג לטיטניה. כל הירחים הללו כהים במיוחד, עם קשרים נמוכים ואלבדואים גיאומטריים. אריאל הוא הזוהר ביותר ואומבריאל הוא הכי חשוך.

על פי ההערכה, כל הירחים הגדולים של אורנוס נוצרו בדיסק ההשכבה, שהיה סביב אורנוס זמן מה לאחר היווצרותו, או נבעו מההשפעה הגדולה שספג אורנוס בראשית ההיסטוריה שלה. כל אחד מהם מורכב מכמויות שוות בערך של סלע וקרח, למעט מירנדה העשויה בעיקר מקרח.

מרכיב הקרח עשוי לכלול אמוניה ופחמן דו חמצני, בעוד שמאמינים כי החומר הסלעי מורכב מחומר פחמן, כולל תרכובות אורגניות (בדומה לאסטרואידים ושביטים). ההערכה היא שהמרכבים שלהם מובחנים זה מזה, כשמעטפת קרח מקיפה גרעין סלעי.

לנפטון 14 לוויינים ידועים, כולם פרט לאחד הקרויים על שם אלות הים היווני והרומי (למעט S / 2004 N 1, אשר כרגע לא נקרא שם). ירחים אלה מחולקים לשתי קבוצות - הירחים הרגילים והלא סדירים - על סמך מסלולם וקרבתם לנפטון. הירחים הרגילים של נפטון - Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1, and Proteus - הם אלה הקרובים ביותר לכוכב הלכת ועוקבים אחר מסלול מעגלי, משוכלל, השוכן במישור המשווה של כדור הארץ.

הירחים הלא סדירים של נפטון מורכבים מהלוויינים שנותרו בכוכב הלכת (כולל טריטון). בדרך כלל הם עוקבים אחר מסלולי אקסצנטרי נוטים ולעתים קרובות מדרדרדרוג הרחק מנפטון. היוצא מן הכלל היחיד הוא Triton, המסלול קרוב לכוכב הלכת בעקבות מסלול מעגלי, אם כי מדרדר ומוטה.

לפי מרחקם מכוכב הלכת, הירחים הלא סדירים הם טריטון, נרייד, הלימדה, סאו, לאומדאיה, נסו ופסמאתה - קבוצה הכוללת חפצים משודרגים וגם רטרוגרדיים כאחד. למעט טריטון ונריד, הירחים הלא סדירים של נפטון דומים לאלה של כוכבי לכת ענקיים אחרים, ונאמרים כי הם נלכדו בכוח הכבידה על ידי נפטון.

בקוטר ממוצע של כ- 2700 קמ"ש והמסה של 214080 ± 520 x 10¹⁷ ק"ג, טריטון הוא הגדול מבין הירחים של נפטון, והיחיד גדול מספיק בכדי להשיג שיווי משקל הידרוסטטי (כלומר, הוא כדורי בצורה). במרחק של 354,759 ק"מ מנפטון, הוא יושב גם בין הירחים הפנימיים והחיצוניים של הפלנטה.

הירחים האלה מהווים את חלק הארי של הלוויינים הטבעיים שנמצאים במערכת השמש. עם זאת, הודות לחקירות ושיפורים מתמשכים שבוצעו במכשור שלנו, לווינים מתגלים במסלול סביב גופות מינוריות.

כוכבי לכת גמדים וגופים אחרים:

כאמור, ישנם כמה כוכבי לכת ננסיים, TNOs, וגופים אחרים במערכת השמש שיש להם גם ירחים משלהם. אלה מורכבים בעיקר מהלוויינים הטבעיים שאושרו כי הם מקיפים את פלוטו, אריס, האומאה וממקמקה. עם חמישה לוויינים המסתובבים יש לפלוטו הירחים המאושרים ביותר (אם כי זה עשוי להשתנות בהמשך התבוננות).

הגדול ביותר, והכי קרוב במסלולו לפלוטו, הוא כארון. ירח זה זוהה לראשונה בשנת 1978 על ידי האסטרונום ג'יימס כריסטי באמצעות צלחות תצלום של מצפה הכוכבים הימי של ארה"ב (USNO) בוושינגטון, D.C. מעבר לכארון שוכנות ארבעת הירחים המועשיים האחרים - סטיקס, ניקס, קרוברוס והידרה, בהתאמה.

ניקס והידרה התגלו במקביל בשנת 2005 על ידי צוות חיפוש לוויה של פלוטו באמצעות טלסקופ החלל האבל. אותו צוות גילה את Kerberos בשנת 2011. הלוויין החמישי והאחרון, Styx, התגלה על ידי החללית New Horizons בשנת 2012 תוך כדי צילומי תמונות של פלוטו וכארון.

שרון, סטיקס וקרברוס כולם מסיביים מספיק כדי להתמוטט לצורת כדורית תחת כוח המשיכה שלהם. ניקס והידרה, בינתיים, הם מלבניים בצורה. מערכת פלוטו-שרון אינה יוצאת דופן, מכיוון שהיא אחת מהמערכות הבודדות במערכת השמש שהמרכז הבררי שלה נמצא מעל פני השטח הראשוני. בקיצור, פלוטו וכארון מקיפים זה את זה, וגורמים לחלק מהמדענים לטעון שמדובר ב"מערכת גמישה כפולה "במקום כוכב לכת ננסי וירח המסתובב.

בנוסף, זה לא שגרתי בכך שכל גוף נעול בצורה נאותה לשני. שרון ופלוטו מציגים זה את זה תמיד זה לזה; ומכל עמדה באחד מהגופים, האחר תמיד נמצא באותה מיקום בשמיים, או תמיד מוסתר. משמעות הדבר היא שתקופת הסיבוב של כל אחת מהן שווה לזמן שלוקח למערכת כולה להסתובב סביב מרכז הכובד המשותף שלה.

בשנת 2007, תצפיות על ידי מצפה הכוכבים מזל תאומים על טלאים של חומצות אמוניה וקריסטלי מים על פני שרון, הצביעו על קיומם של קריאו-גייזרים פעילים. נראה כי הדבר מצביע על כך שלפלוטו יש אוקיינוס ​​מתחת לפני השטח שחם בטמפרטורה, וכי הליבה פעילה גיאולוגית. על פי ההערכה, ירחי פלוטו נוצרו כתוצאה מהתנגשות בין פלוטו לגוף בגודל דומה בתחילת ההיסטוריה של מערכת השמש. ההתנגשות שיחררה חומר שהתגבש בירחים סביב פלוטו.

במקום השני מגיעה האומאה, שיש בה שני ירחים ידועים - הייאקה ונמקה - אשר קרויים על שם בנות האלה האלה ההוואית. שניהם התגלו בשנת 2005 על ידי הצוות של בראון בעת ​​שנערכו תצפיות על האומאה ב W.M. מצפה הכוכבים של קק. הייאקה, שזכתה לראשונה לכינוי "רודולף" על ידי צוות Caltech, התגלתה ב- 26 בינואר 2005.

זהו הקוטר החיצוני - ובקוטרו של כ -310 ק"מ - הגדול והבהיר יותר מבין השניים, ומקיף את האומאה בנתיב מעגלי כמעט כל 49 יום. תצפיות אינפרא אדום מעידות כי פני השטח שלו מכוסים כמעט לחלוטין על ידי קרח מים גבישי טהור. בגלל זה, בראון וצוותו העלו השערה כי הירח הוא שבר של האומאה שנשבר במהלך התנגשות.

נמקה, הקטנה והפנימית ביותר מבין השניים, התגלתה ב- 30 ביוני 2005, וכונתה "בליצן". זהו עשירית המסה של הייאקה ומקיף את האומאה תוך 18 יום במסלול אליפטי מאוד. שני הירחים חוגגים את האומאה הוא מסלולי אקסצנטרי ביותר. טרם הוערכו הערכות לגבי המסה שלהם.

לאריס יש ירח אחד בשם דיסנומיה, הקרוי על שם בתו של אריס במיתולוגיה היוונית, שנצפתה לראשונה ב -10 בספטמבר 2005 - חודשים ספורים לאחר גילויו של אריס. את הירח הבחין צוות שהשתמש בטלסקופים של קק בהוואי, שהיו עסוקים בביצוע תצפיות על ארבעת ה- TNO הזוהרים ביותר (פלוטו, מקמקה, האומאה ואריס) באותה תקופה.

באפריל 2016, תצפיות באמצעות טלסקופ החלל האבלמצלמה 3 של שדה רחבה חשפה כי למקמקה היה לוויין טבעי - אשר נקרא S / 2015 (136472) 1 (שכונה צוות החשיפה ככ"כ 2). ההערכה היא בקוטר של 175 ק"מ (110 מייל) ובעלת ציר חצי עיקרי לפחות 21,000 ק"מ ממקמייק.

הירחים הגדולים והקטנים ביותר:

הכותרת לירח הגדול ביותר במערכת השמש עוברת לגנימד, אשר מודד בקוטר 5262.4 ק"מ. זה לא רק שהופך אותו לגדול יותר מירח כדור הארץ, אלא גדול יותר אפילו מכוכב הלכת מרקורי - אם כי יש לו רק מחצית מהמסה של מרקורי. באשר ללוויין הקטן ביותר, זהו קשר בין S / 2003 J 9 ל- S / 2003 J 12. שני הלוויינים הללו, שניהם מסלול יופיטר, מודדים בקוטר של כ- 1 ק"מ.

דבר חשוב לשים לב כאשר דנים במספר הירחים הידועים במערכת השמש הוא שמילת המפתח כאן היא "ידועה". עם כל שנה שחולפת, מאושרים יותר לוויינים, והרוב המכריע של אותם אנו מכירים כעת התגלה רק בעשורים האחרונים. ככל שמאמצי הבדיקה שלנו נמשכים והמכשירים שלנו משתפרים, אנו עשויים לגלות שיש עוד מאות אורבים שם!

כתבנו מאמרים רבים ומעניינים על ירחי מערכת השמש כאן במגזין החלל. הנה מה הוא הירח הגדול ביותר במערכת השמש? מהם כוכבי הלכת של מערכת השמש ?, כמה ירחים יש לכדור הארץ ?, כמה ירחים יש למאדים ?, כמה ירחים יש ליופיטר ?, כמה ירחים יש שבתאי?, כמה ירחים יש לאוראנוס ?, כמה ירחים יש בנפטון?

למידע נוסף, הקפד לבדוק את דף חקר מערכות השמש של נאס"א.

הקלטנו סדרת פודקאסטים שלמה על מערכת השמש ב- Astronomy Cast. בדוק אותם כאן.

מקורות:

• מערכת השמש של נאס"א
• ויקיפדיה
• חקר מערכת השמש של נאס"א
• חלונות ליקום
• הארכיון של ג'ונסטון - אסטרואידים עם לוויינים