נפטון, אותו ענק גז קפוא שהוא כוכב הלכת השמיני מהשמש שלנו, התגלה בשנת 1846 על ידי שני אסטרונומים - אורבן לה ורייר ויוהן גאלה. בהתאם למוסכמה של המינוח הפלנטרי, נפטון נקרא על שמו של אל הים הרומי (המקביל לפוסידון היווני). ורק שבעה עשר ימים לאחר שהתגלה, החלו אסטרונומים לשים לב שגם לה יש מערכת של ירחים.
בתחילה, ניתן היה לצפות רק בטריטון - הירח הגדול ביותר של נפטון. אבל עד אמצע המאה ה-20 ואחריה, הודות לשיפורים בטלסקופים מבוססי קרקע ופיתוח של בדיקות חלל רובוטיות, יתגלו ירחים רבים נוספים. לנפטון יש כעת 14 לוויינים מוכרים, ולכבוד כוכב האם שלהם, כולם נקראים על שם אלוהויות מים קטנות במיתולוגיה היוונית.
גילוי ושמות:
טרִיטוֹן , בהיותו הגדול והמסיבי ביותר מבין ירחי נפטון, היה הראשון שהתגלה. הוא נצפה על ידי ויליאם לאסל ב-10 באוקטובר 1846, שבעה עשר ימים בלבד לאחר גילוי נפטון. יחלפו כמעט מאה עד שיתגלו ירחים אחרים.
הראשון היה נראייד , הירח השני בגודלו והמסיבי ביותר של נפטון, אשר התגלה ב-1 במאי 1949, על ידי ג'רארד פ. קויפר (שעבורו חגורת קופר נקראת) באמצעות לוחות צילום ממצפה הכוכבים של מקדונלד בפורט דייויס, טקסס. הירח השלישי, שנקרא מאוחר יותר לריסה , נצפה לראשונה על ידי הרולד ג'יי רייטסמה, וויליאם ב' האברד, לארי א' לבופסקי ודיוויד ג'יי טולן ב-24 במאי 1981.
תמונה מורכבת של טלסקופ החלל האבל המציגה את מיקומו של ירח שהתגלה לאחרונה, מסומן S/2004 N 1. קרדיט: נאס'א, ESA ומ. שוואלטר (מכון SETI).
גילויו של ירח זה היה מקרי בלבד, והתרחש כתוצאה מהחיפוש המתמשך אחר טבעות הדומות ל אלה שהתגלו סביב אורנוס ארבע שנים קודם לכן. אם טבעות היו קיימות, עוצמת הבהירות של הכוכב הייתה יורדת מעט לפני ההתקרבות הקרובה ביותר של כוכב הלכת. תוך כדי התבוננות קרובה של כוכב לנפטון, זוהר הכוכב ירד, אך רק למספר שניות. זה הצביע על נוכחות של ירח ולא טבעת.
לא נמצאו ירחים נוספים עד נסיעה 2 טס ליד נפטון בשנת 1989. במהלך המעבר במערכת, גששת החלל גילתה מחדש את לריסה וגילתה חמישה ירחים פנימיים נוספים: נאיאד , תלסה, דספינה, Galatea ופרוטאוס.
בשנת 2001, שני סקרים באמצעות טלסקופים קרקעיים גדולים - מצפה הכוכבים הבין-אמריקאי סרו טולולו והטלסקופים קנדה-צרפת-הוואי - מצאו חמישה ירחים חיצוניים נוספים שהביאו את סך הכל לשלושה עשר. סקרי המשך של שני צוותים ב-2002 וב-2003, בהתאמה, צפו מחדש בכל חמשת הירחים הללו - שהיו Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia ו-Neso.
ואז ב-15 ביולי 2013, צוות של אסטרונומים בראשות מארק ר. שוואלטר ממכון SETI חשף שהם גילו ירח ארבעה עשר שלא היה ידוע בעבר בתמונות שצולמו על ידי טלסקופ החלל האבל בין השנים 2004–2009. הקוטר של הירח הארבעה-עשר עדיין ללא שם, המזוהה כיום כ-S/2004 N 1, אינו עולה על 16-20 ק'מ.
בהתאם למוסכמה האסטרונומית, הירחים של נפטון לקוחים כולם מהמיתולוגיה היוונית והרומית. במקרה זה, כולם נקראים על שם אלי הים, או על שם ילדי פוסידון (שכוללים את טריטון, פרוטאוס, דפסינה ותלאסה), תזונת מים יוונית מינורית (נאיאד ונריד) או נראידים, נימפות המים במיתולוגיה היוונית ( Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia ו-Psamathe).
עם זאת, רבים מהירחים לא נקראו רשמית עד המאה ה-20. השם טריטון, שהוצע במקור על ידי קמיל פלמריון בספרו משנת 1880 אסטרונומיה פופולרית , אבל לא בשימוש נפוץ עד לפחות שנות ה-30.
ירחים פנימיים (רגילים):
הירחים הרגילים של נפטון הם אלה הממוקמים הקרובים ביותר לכוכב הלכת ועוקבים אחר מסלולים מתקדמים מעגליים הנמצאים במישור המשווני של כוכב הלכת. הם, לפי סדר המרחק מנפטון: Naiad (48,227 ק'מ), Thalassa (50,074 ק'מ), Despina (52,526 ק'מ), Galatea (61,953 ק'מ), לריסה (73,548 ק'מ), S/2004 N 1 (105,300 ± 50 ק'מ ), ופרוטאוס (117,646 ק'מ). כולם, מלבד השניים החיצוניים, נמצאים במסלול סינכרוני של נפטון (כלומר שמסלולו של נפטון לאט יותר מתקופת המסלול שלו (0.6713 ימים) ולכן הם מואטים בגאות.
הירחים הפנימיים קשורים קשר הדוק עם מערכת הטבעות הצרה של נפטון . שני הלוויינים הפנימיים ביותר, Naiad ו-Thalassa, מסתובבים בין הטבעות Galle ו-LeVerrier, בעוד ש-Despina מסתובבת ממש בתוך הטבעת LeVerrier. הירח הבא, Galatea, מסתובב ממש בתוך טבעת אדמס הבולטת ביותר וכוח המשיכה שלו עוזר לשמור על הטבעת על ידי הכלת חלקיקיה.
בהתבסס על נתוני תצפיות וצפיפות משוערת, נאיאד בגודל 96 × 60 × 52 ק'מ ומשקלו כ-1.9 על 1017ק'ג. בינתיים, גודלו של Thalassa הוא 108 x 100 × 52 ק'מ ומשקלו 3.5 x 1017ק'ג; מידות דספינה 180 x 148 x 128 ומשקלה 21 x 1017ק'ג; מידות Galatea 204 x 184 x 144 ומשקלה 37.5 x 1017ק'ג; מידות לריסה 216 x 204 x 168 ומשקלה 49.5 x 1017ק'ג; קוטר S/2004 N1 הוא 16-20 ק'מ ומשקלו 0.5 ± 0.4 על 1017ק'ג; ומידות פרוטאוס 436 x 416 x 402 ומשקלו 50.35 x 1017ק'ג.
רק שני הירחים הרגילים הגדולים ביותר צולמו ברזולוציה מספקת כדי להבחין בצורותיהם ובתכונות פני השטח שלהם. אף על פי כן, למעט לריסה ופרוטאוס (שהם מעוגלים במידה רבה) מאמינים שכל הירחים הפנימיים של נפטון מוארכים בצורתם. בנוסף, כל הירחים הפנימיים עצמים כהים, עם אלבדו גיאומטרי הנעים בין 7 ל-10%.
הספקטרום שלהם גם הצביע על כך שהם עשויים מקרח מים המזוהם מחומר כהה מאוד, כנראה תרכובות אורגניות. מבחינה זו, הירחים הנפטוניים הפנימיים דומים לירחים הפנימיים של אורנוס.
ירחים חיצוניים (לא סדירים):
הירחים הבלתי סדירים של נפטון מורכבים מהלוויינים הנותרים של כוכב הלכת (כולל טריטון). הם בדרך כלל עוקבים אחר מסלולים אקסצנטריים נוטים ולעתים קרובות נסוגים הרחק מנפטון; היוצא מן הכלל היחיד הוא טריטון, שמסתובב קרוב לכוכב הלכת בעקבות מסלול מעגלי, אם כי נסוג ונוטה.
לפי סדר המרחק שלהם מכוכב הלכת, הירחים הבלתי סדירים הם טריטון, נריד, הלימד, סאו, לאומדיה, נסו ופסמה, קבוצה הכוללת עצמים מתקדמים וגם אובייקטים לאחור. למעט טריטון ונראייד, הירחים הבלתי סדירים של נפטון דומים לאלו של כוכבי לכת ענקיים אחרים ומאמינים שהם נתפסו בכבידה על ידי נפטון.
מבחינת גודל ומסה, הירחים הבלתי סדירים עקביים יחסית, נעים בין כ-40 ק'מ קוטר ו-4 על 10.16ק'ג במסה (Psamathe) ל-62 ק'מ ו-16 על 1016ק'ג עבור הלימד.
טריטון ונריד:
טריטון ונריד הם לוויינים לא סדירים יוצאי דופן ולכן מטופלים בנפרד מחמשת הירחים הנפטוניים הבלתי סדירים האחרים. בין שני הירחים הבלתי סדירים הללו, צוינו ארבעה הבדלים עיקריים.
קודם כל, הם שני הירחים הבלתי סדירים הגדולים ביותר המוכרים במערכת השמש. טריטון עצמו גדול כמעט בסדר גודל מכל שאר הירחים הבלתי סדירים הידועים והוא מהווה יותר מ-99.5% מכל המסה הידועה במסלול סביב נפטון (כולל הטבעות של כוכב הלכת ושלושה עשר ירחים ידועים אחרים).
פסיפס הצבע הגלובלי של טריטון, צולם על ידי וויאג'ר 2 בשנת 1989. קרדיט: NASA/JPL/USGS
שנית, לשניהם יש צירים חצי ראשיים קטנים באופן לא טיפוסי, כאשר טריטון הוא בסדר גודל קטן יותר מאלה של כל שאר הירחים הלא סדירים הידועים. שלישית, לשניהם יש אקסצנטריות מסלולית יוצאת דופן: לנריד יש את אחד המסלולים האקסצנטריים ביותר מכל לוויין לא סדיר ידוע, ומסלולו של טריטון הוא מעגל כמעט מושלם. לבסוף, לנריד יש גם את הנטייה הנמוכה ביותר מכל לוויין לא סדיר ידוע
עם קוטר ממוצע של כ-2700 ק'מ ומסה של 214080 ± 520 x 1017ק'ג, טריטון הוא הגדול מבין הירחים של נפטון, והיחיד שגדול מספיק כדי להשיג אותו שיווי משקל הידרוסטטי (כלומר הוא כדורי בצורתו). במרחק של 354,759 ק'מ מנפטון, הוא גם יושב בין הירח הפנימי והחיצוני של כוכב הלכת.
טריטון עוקב אחר מסלול רטרוגרדי וכמע-מעגלי, והוא מורכב ברובו מחנקן, מתאן, פחמן דו חמצני וקרח מים. עם אלבדו גיאומטרי של יותר מ-70% ואלבדו בונד גבוה עד 90%, זהו גם אחד העצמים הבהירים ביותר במערכת השמש. פני השטח הם בעלי גוון אדמדם, שייך לאינטראקציה של קרינה אולטרה סגולה ומתאן, הגורם תולין .
טריטון הוא גם אחד הירחים הקרים ביותר במערכת השמש, עם טמפרטורת פני השטח של כ-38 K (?235.2 °C). עם זאת, בשל היותו של הירח פעיל גיאולוגית (מה שגורם לכך קריו-וולקניזם ) ושונות טמפרטורת פני השטח הגורמות לסובלימציה, טריטון הוא אחד משני ירחים בלבד במערכת השמש שיש להם אטמוספירה משמעותית. בדומה לפני השטח, האטמוספירה הזו מורכבת בעיקר מחנקן עם כמויות קטנות של מתאן ופחמן חד חמצני, ועם לחץ משוער של כ-14 ?בר.
באמצעות מכשיר CRIRES בטלסקופ Very Large של ESO, צוות של אסטרונומים הצליח לראות שהקיץ בעיצומו בחצי הכדור הדרומי של טריטון. קרדיט: ESO
לטריטון יש צפיפות גבוהה יחסית של כ-2 גרם/ס'מ3מה שמצביע על כך שסלעים מהווים כשני שלישים מהמסה שלו, וקרח (בעיקר קרח מים) את השליש הנותר. יכול להיות גם א שכבת מים נוזליים עמוק בתוך טריטון, ויוצר אוקיינוס תת קרקעי. מאפייני פני השטח כוללים את כובע הקוטב הדרומי הגדול, מטוסי מכתש עתיקים יותר חתוכים על ידי גרבן וצלקות, כמו גם תכונות צעירות הנגרמות על ידי התחדשות אנדוגנית.
בגלל מסלולו הרטרוגרדי והקרבה היחסית לנפטון (קרוב יותר מאשר הירח לכדור הארץ), טריטון מקובץ עם הירחים הלא סדירים של כוכב הלכת (ראה להלן). בנוסף, מאמינים שזהו עצם שנתפס, אולי כוכב לכת ננסי שהיה פעם חלק מחגורת קויפר. יחד עם זאת, מאפייני המסלול הללו הם הסיבה לכך שטריטון חווה האטה של גאות ושפל. ובסופו של דבר יתגלגל פנימה ויתנגש בכוכב הלכת בעוד כ-3.6 מיליארד שנים.
נריד הוא הירח השלישי בגודלו של נפטון. יש לו מסלול מתקדם אך מאוד אקסצנטרי ומאמינים שהוא לוויין רגיל לשעבר שהיה מפוזר למסלולו הנוכחי באמצעות אינטראקציות כבידה במהלך לכידתו של טריטון. קרח מים זוהה ספקטרוסקופית על פני השטח שלו. נראייד מראה וריאציות גדולות ולא סדירות בגודלו הנראה לעין, אשר נגרמות ככל הנראה על ידי קדנציה מאולצת או סיבוב כאוטי בשילוב עם צורה מוארכת וכתמים בהירים או כהים על פני השטח.
היווצרות:
בהתחשב בחלוקה השגויה של המסה בירחיו, הדעה הרווחת היא שטריטון נלכד לאחר היווצרות מערכת הלוויין המקורית של נפטון - שחלק גדול ממנה היה נהרס בתהליך הלכידה. תיאוריות רבות הוצעו לגבי מנגנוני לכידתו במהלך השנים.
המקובל ביותר הוא שטריטון הוא חבר שורד באובייקט בינארי של חגורת קויפר שהופרע עם מפגש עם נפטון. בתרחיש זה, לכידתו של טריטון הייתה תוצאה של מפגש של שלושה גופים, שבו הוא נפל למסלול לאחור בזמן שהעצם השני הושמד או נפלט בתהליך.
מסלולו של טריטון עם לכידתו היה אקסצנטרי ביותר, והיה גורם להפרעות כאוטיות במסלולי הלוויינים הפנימיים הנפטוניים המקוריים, מה שגורם להם להתנגש ולהצטמצם לדיסק של הריסות. רק לאחר שמסלולו של טריטון הפך שוב למעגלי יכול חלק מההריסות להצטבר מחדש לירחים הרגילים של ימינו. זה אומר שסביר להניח שהלוויינים הפנימיים הנוכחיים של נפטון אינם הגופים המקוריים שנוצרו עם נפטון.
הדמיות מספריות מראות שיש סבירות של 0.41 שהירח Halimede התנגש בנראייד בזמן כלשהו בעבר. למרות שלא ידוע אם התרחשה התנגשות, נראה שלשני הירחים יש צבעים דומים ('אפור'), מה שמרמז שהלימד יכול להיות שבר של נראייד.
בהתחשב במרחק שלה מהשמש, המשימה היחידה שחקרה אי פעם את נפטון וירחיו מקרוב הייתה משימת וויאג'ר 2. ולמרות שכרגע לא מתוכננות משימות, הועלו כמה הצעות שיגרמו לבדיקה רובוטית להישלח למערכת מתישהו בסוף שנות ה-2020 או תחילת שנות ה-2030.
יש לנו מאמרים מעניינים רבים על נפטון, הירחים של נפטון והאזור הטרנס-נפטון כאן ביקום היום. הנה מאמר מלא על הירח של נפטון טרִיטוֹן , נאיאד ו נראייד ו S/2004 N 1 .
הנה מאמר מקסים על המאמר האחרון אובייקטים טרנס-נפטוניים להתגלות, וכיצד אסטרונומים מנבאים לפחות עוד שני כוכבי לכת גדולים במערכת השמש
למידע נוסף, עיין בדף חקירת מערכת השמש של נאס'א שכותרתו 'נפטון: כוכב הרוח ביותר' .