Tethys | |
---|---|
Saturns satellit | |
| |
Opdager | Giovanni Cassini |
åbningsdato | 21. marts 1684 |
Orbitale egenskaber | |
Hovedakse | 294.672 km [1] |
Excentricitet | 0,0001 [1] |
Omløbsperiode | 1,887802 dage [2] |
Orbital hældning | 1,12° (til Saturns ækvator) |
fysiske egenskaber | |
Diameter | 1076,8×1057,4×1052,6 km [3] |
Mellem radius |
531,1±0,6 km [3] (0,083 Jorden) |
Vægt | 6,17449±0,00132⋅10 20 kg [4] |
Massefylde | 0,984±0,003 g/cm³ [3] |
Bind | 623 millioner km³ |
Acceleration af tyngdekraften | 0,145 m/s² |
Anden flugthastighed ( v 2 ) | 0,394 km/s |
Rotationsperiode om en akse |
synkroniseret [5] (altid vendt mod Saturn på den ene side) |
Albedo |
0,8±0,15 (binding) [5] , 1,229±0,005 (geom.) [6] , 0,67±0,11 (bolometrisk) [7] |
Tilsyneladende størrelse | 10.2 |
Overfladetemperatur | 86 K (−187 °C) [8] |
Stemning | mangler |
Mediefiler på Wikimedia Commons | |
Oplysninger i Wikidata ? |
Tethys ( gammelgræsk Τηθύς ; latiniseret form Tethys , Tethys ) er Saturns femtende største og massesatellit og den femtende målt i afstand fra planeten. Dette er en mellemstor satellit, dens diameter er omkring 1060 km. Tethys blev opdaget af Giovanni Cassini i 1684 og blev opkaldt efter en af Titanides i den græske mytologi. Den tilsyneladende størrelse af Tethys er 10,2 [9] .
Tethys har en relativt lav massefylde (0,98 g/cm³), hvilket indikerer, at den hovedsageligt består af vandis med en lille blanding af sten. Dens overflade består ifølge spektroskopiske data næsten udelukkende af is, men indeholder også noget mørkt stof af ukendt sammensætning. Overfladen af Tethys er meget lys (det er Saturns anden albedo -satellit efter Enceladus ) og har næsten ingen farve.
Tethys er oversået med mange kratere, hvoraf det største er den 450 kilometer lange Odysseus . Langs 3/4 af satellittens omkreds strækker en kæmpe kløft mere end 2000 km lang og omkring 100 km bred - Ithaca Canyon . Disse to største træk ved relieffet kan være relateret i oprindelse. En lille del af overfladen af Tethys er optaget af en glat slette, som kunne være blevet dannet på grund af kryovulkanisk aktivitet. Ligesom andre almindelige Saturns satellitter blev Tethys dannet af en skive af gas og støv , der omgav Saturn for første gang efter dens dannelse.
Tethys blev udforsket på tæt hold af Pioneer 11 (1979), Voyager 1 (1980), Voyager 2 (1981) og Cassini (2004-2017).
Den er i orbital resonans med to trojanske satellitter - Telesto og Calypso .
Tethys blev opdaget af Giovanni Cassini i 1684 sammen med Dione , en anden Saturns måne . Opdagelsen blev gjort ved Paris Observatorium . Cassini kaldte de 4 satellitter af Saturn opdaget af ham "stjernerne af Ludvig" ( lat. Sidera Lodoicea ) til ære for kong Ludvig XIV af Frankrig [10] . Astronomer har længe omtalt Tethys som Saturn III ("Saturns tredje måne").
Det moderne navn på satellitten blev foreslået af John Herschel (søn af William Herschel , opdageren af Mimas og Enceladus [11] ) i 1847. I sin publikation af resultaterne af astronomiske observationer fra 1847, foretaget ved Kap det Gode Håb [ 12] foreslog Herschel at navngive syv satellitter kendt på det tidspunkt Saturn under navnene på titanerne - brødre og søstre til Kronos (analogt med Saturn i græsk mytologi ). Denne satellit fik navnet titaniderne Tethys (Tethys) [11] . Derudover bruges betegnelserne " Saturn III " eller " S III Tethys ".
Tethys kredsløb er placeret i en afstand af 295.000 km fra centrum af Saturn. Banens excentricitet er ubetydelig, og dens hældning til Saturns ækvator er omkring 1 grad. Tethys er i resonans med Mimas , som dog ikke forårsager mærkbar orbital excentricitet og tidevandsopvarmning [13] .
Tethys' kredsløb ligger dybt inde i Saturns magnetosfære . Tethys bliver konstant bombarderet af energiske partikler (elektroner og ioner) til stede i magnetosfæren [14] .
Samorbitalmånerne Telesto og Calypso ligger ved Lagrange-punkterne i Tethys' kredsløb L 4 og L 5 , henholdsvis 60 grader foran og bagved den.
Med en diameter på 1062 km er Tethys den 16. største måne i solsystemet. Det er en iskold krop, der ligner Dione og Rhea . Densitet af Tethys er lig med 0,984±0,003 g/cm³ [3] , hvilket indikerer satellittens overvejende iskolde sammensætning [15] .
Det er stadig uvist , om Tethys er differentieret til en stenet kerne og en iskold kappe. Massen af stenkernen, hvis den findes, overstiger ikke 6% af satellittens masse, og dens radius er 145 km. På grund af virkningen af tidevands- og centrifugalkræfter har Tethys form af en triaksial ellipsoide. Eksistensen af et hav under is af flydende vand i Tethys dybder anses for usandsynligt [16] .
Overfladen af Tethys er en af de lyseste (i det synlige område ) i solsystemet, med en visuel albedo på 1,229. Dette er sandsynligvis resultatet af dens " sandblæsning " med partikler fra Saturns E -ring , en svag ring af små partikler af vandis genereret af gejserne i den sydlige polarzone af Enceladus [6] . Tethys' radaralbedo er også meget høj [17] . Den førende halvkugle af satellitten er 10-15 % lysere end den bagerste halvkugle [18] .
Den høje albedo viser, at overfladen af Tethys er sammensat af næsten ren vandis med en lille mængde mørkt materiale. Satellittens spektrum i det synlige område har ingen mærkbare detaljer, og i nær -IR-området (ved bølgelængder på 1,25, 1,5, 2,0 og 3,0 µm) indeholder den stærke absorptionsbånd af vandis [18] . Ud over is er der ingen identificerede forbindelser på Tethys [5] (men der er en antagelse om tilstedeværelsen af organiske stoffer, ammoniak og kuldioxid der ). Det mørke materiale har de samme spektrale egenskaber som på overfladen af Saturns andre mørke måner, Iapetus og Hyperion . Det er højst sandsynligt, at dette er stærkt dispergeret jern eller hæmatit [5] . Termiske strålingsmålinger såvel som radarobservationer fra Cassini-rumfartøjet viser, at den iskolde regolit på overfladen af Tethys har en kompleks struktur [17] og en stor porøsitet, der overstiger 95 % [19] .
Overfladen af Tethys har en række store træk, der adskiller sig i farve og nogle gange lysstyrke. På den drevne halvkugle (især nær dens centrum) er overfladen lidt rødere og mørkere end på den forreste [20] . Den forreste halvkugle bliver også svagt rød mod midten, dog uden en mærkbar mørkfarvning [20] . Således er den letteste og mindst røde overflade på den strimmel, der adskiller disse halvkugler (passerer i en storcirkel gennem polerne). Denne overfladefarve er typisk for Saturns mellemstore måner. Dens oprindelse kan være forbundet med aflejringen af ispartikler fra E-ringen til den førende (fremre) halvkugle og mørke partikler, der kommer fra Saturns ydre satellitter til den bageste halvkugle. Derudover kan mørklægningen af den bagerste halvkugle lettes af påvirkningen af plasma fra Saturns magnetosfære, som roterer hurtigere end satellitter (med samme periode som planeten) og derfor bestråler dem bagfra [20] .
Tethys geologi er forholdsvis enkel. Dens overflade er for det meste kuperet og oversået med kratere (kratere over 40 km i diameter dominerer). En lille del af overfladen i den bageste halvkugle er dækket af glatte sletter. Der er også tektoniske strukturer - kløfter og lavninger [21] .
Den vestlige del af Tethys' førende halvkugle er domineret af nedslagskrateret Odysseus med en diameter på 450 km, hvilket er næsten 2/5 af selve Tethys diameter. Krateret er nu ret fladt (dets bund ligger næsten på niveau med resten af månens overflade). Dette er højst sandsynligt forårsaget af viskøs afslapning (udretning) af den tethiske isskorpe med geologisk tid. Ikke desto mindre hæver Odysseus' ringformede skaft sig omkring 5 km over gennemsnitsniveauet på Tethys overflade, og dens bund ligger 3 km under dette niveau. I midten af Odysseen er der en lavning på 2-4 km dyb, omgivet af massiver, der rejser sig 6-9 km over bunden [21] [5] .
Den anden hoveddetalje af relieffet af Tethys er den enorme canyon Ithaca . Dens længde er mere end 2000 km (ca. 3/4 af Tethys omkreds), den gennemsnitlige dybde er 3 km, og bredden nogle steder overstiger 100 km [21] . Denne canyon optager omkring 10% af satellittens overflade. Odysseus ligger næsten i midten af en af de halvkugler, som kløften deler Tethys i (mere præcist 20° fra dette centrum) [5] .
Mest sandsynligt blev Ithaca Canyon dannet under størkningen af det underjordiske hav af Tethys, som et resultat af hvilket satellittens tarme udvidede sig og dens overflade revnede. Dette hav kunne være resultatet af en 2:3 orbital resonans mellem Dione og Tethys i solsystemets tidlige historie, hvilket skabte en markant excentricitet i Tethys' kredsløb og deraf følgende tidevandsopvarmning af dets indre. Da Tethys gik ud af resonans, stoppede opvarmningen, og havet frøs til [22] . Denne model har dog nogle vanskeligheder [23] [21] . Der er en anden version af dannelsen af Ithaca Canyon: da der opstod en kollision , der dannede det gigantiske krater Odysseus, passerede en chokbølge gennem Tethys, hvilket førte til revnedannelse af den skrøbelige isoverflade. I dette tilfælde er Ithaca-kløften Odysseus' yderste ringgraben [21] . Aldersbestemmelse baseret på koncentrationen af kratere viste dog, at denne kløft er ældre end Odysseen, hvilket er uforeneligt med hypotesen om deres leddannelse [5] [23] .
De glatte sletter på den bagende halvkugle ligger nogenlunde på den modsatte side af Odysseus (de strækker sig dog op til omkring 60° nordøst for det stik modsatte punkt). Sletterne har en forholdsvis skarp grænse til det omkringliggende krateret terræn. Deres placering nær Odysseus' antipode kan være et tegn på deres tilknytning til krateret. Det er muligt, at disse sletter blev dannet på grund af fokuseringen af seismiske bølger genereret af det nedslag, der dannede Odysseus i midten af den modsatte halvkugle. Men glatheden af sletterne og deres skarpe grænser (seismiske bølger ville producere brede overgangszoner) indikerer, at de blev dannet af udstrømninger fra det indre (muligvis langs forkastningerne af den tethiske litosfære, der dukkede op under dannelsen af Odysseus) [5] .
De fleste kratere på Tethys har en simpel central top. Dem over 150 km i diameter har mere komplekse ringformede toppe. Kun Odysseus-krateret har en central fordybning, der ligner en central grube. Gamle kratere er mindre dybe end unge, hvilket hænger sammen med graden af skorpeafslapning [5] .
Koncentrationen af kratere på forskellige dele af overfladen af Tethys er forskellig og afhænger af deres alder. Jo ældre overfladen er, jo flere kratere har der samlet sig på den. Dette gør det muligt at etablere en relativ kronologi for Tethys. Det stærkt kraterede område ser ud til at være det ældste; måske er dets alder sammenlignelig med solsystemets alder (ca. 4,56 milliarder år) [24] . Den yngste struktur er Odysseus-krateret: dets alder anslås til at være mellem 3,76 og 1,06 milliarder år, afhængigt af den accepterede kraterakkumuleringshastighed [24] . Ithaca Canyon, at dømme efter koncentrationen af kratere, er ældre end Odysseus [23] .
Tethys menes at være dannet ud fra en tilvækstskive eller gas- og støvundertåge, der eksisterede nær Saturn i nogen tid efter dens dannelse [5] . Temperaturen i området omkring Saturns kredsløb var lav, hvilket betyder, at dens satellitter blev dannet af fast is. Der var sandsynligvis mere flygtige forbindelser som ammoniak og kuldioxid, men deres indhold er ukendt [13] .
Den ekstremt høje andel af vandis i Tethys forbliver uforklarlig. Forholdene i den Saturnske undertåge begunstigede sandsynligvis reducerende reaktioner, herunder dannelsen af metan fra kulilte [25] . Dette kan til dels forklare, hvorfor Saturns måner, inklusive Tethys, indeholder mere is end solsystemets ydre legemer (såsom Pluto eller Triton ), eftersom denne reaktion frigiver ilt, som reagerer med brint og danner vand [25] . En af de mest interessante hypoteser er, at ringe og indre måner er dannet af tidevandseroderede store isrige måner (som Titan), før de blev opslugt af Saturn [26] .
Tilvæksten varede sandsynligvis flere tusinde år, før Tethys var fuldt dannet. I dette tilfælde opvarmede kollisionerne dets ydre lag. Modeller viser, at temperaturen toppede med omkring 155 K i en dybde på omkring 29 km [27] . Efter afslutning af dannelsen blev det overfladenære lag afkølet på grund af termisk ledningsevne, mens det indre blev opvarmet [27] . De afkølede overfladenære lag trak sig sammen, mens de indre udvidede sig. Dette forårsagede kraftige trækspændinger i Tethys-skorpen - op til 5,7 MPa, hvilket sandsynligvis førte til dannelse af revner [28] .
Der er meget få sten i Tethys. Derfor spillede opvarmning som følge af henfald af radioaktive grundstoffer næppe en væsentlig rolle i dens historie [13] . Dette betyder også, at Tethys aldrig oplevede væsentlig smeltning, medmindre dets indre blev opvarmet af tidevandet. Stærke tidevand kunne finde sted med en betydelig orbital excentricitet, som for eksempel kunne opretholdes ved orbital resonans med Dione eller en anden måne [13] . Detaljerede data om Tethys geologiske historie er endnu ikke tilgængelige.
I 1979 fløj Pioneer 11 forbi Saturn . Den nærmeste tilgang til Tethys, 329.197 km , fandt sted den 1. september 1979 [29] [30] .
Et år senere, den 12. november 1980, passerede Voyager 1 i en minimumsafstand på 415.670 km fra Tethys. Dens tvilling, Voyager 2 , passerede tættere på den 26. august 1981, omkring 93.000 km [30] [8] [31] . Voyager 1 transmitterede kun ét billede af Tethys [32] med en opløsning på mindre end 15 km, mens Voyager 2, der fløj tættere på satellitten, gik rundt om den næsten i en cirkel (270°) og transmitterede billeder med en opløsning på mindre end 2 km [8] . Det første store overfladetræk fundet på Tethys var Ithaca Canyon [31] . Af alle Saturns måner er Tethys blevet fotograferet mest fuldstændigt af Voyagers [21] .
I 2004 gik Cassini-rumfartøjet i kredsløb om Saturn . Under sin primære mission fra juni 2004 til juni 2008 foretog den et meget tæt målpassage nær Tethys den 24. september 2005 i en afstand af 1503 km. Senere udførte Cassini mange flere ikke-måltilnærmelser til Tethys i en afstand af omkring titusindvis af kilometer. Han vil gøre sådanne tilgange i fremtiden [30] [33] [6] [34] .
Under mødet den 14. august 2010 (afstand 38.300 km) blev det fjerdestørste krater på Tethys, Penelope , med en diameter på 207 km, fotograferet i detaljer [35] .
Cassini-observationer gjorde det muligt at kompilere højkvalitetskort over Tethys med en opløsning på 0,29 km [3] . Rumfartøjet erhvervede nær-infrarøde spektre af forskellige dele af Tethys, hvilket viser, at dets overflade består af vandis blandet med mørkt materiale [18] . Observationer i det fjerne infrarøde spektrum gjorde det muligt at estimere de ekstremt mulige værdier af Bonds bolometriske albedo [7] . Radarobservationer ved en bølgelængde på 2,2 cm viste, at isregolitten har en kompleks struktur og er meget porøs [17] . Plasmaobservationer i nærheden af Tethys indikerer, at den ikke udsender noget plasma ind i Saturns magnetosfære [14] .
Der er endnu ingen konkrete planer for undersøgelsen af Tethys af fremtidige rumfartøjer. Måske i 2020 vil Titan Saturn System Mission blive sendt til Saturn systemet .
Odysseus-krateret
Canyon Ithaca
Ordbøger og encyklopædier |
|
---|---|
I bibliografiske kataloger |
Saturns satellitter | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Hyrdekammerater |
| ||||||||
Inland majors (og deres trojanske satellitter ) | |||||||||
Alcyonides | |||||||||
Udvendig stor | |||||||||
Uregelmæssig |
| ||||||||
Se også: Saturns ringe ∅ |
Satellitter i solsystemet | |
---|---|
over 4000 km | |
2000-4000 km | |
1000-2000 km | |
500-1000 km | |
250-500 km | |
100-250 km |
|
50-100 km | |
Af planeter (og dværge ) |
solsystem | |
---|---|
Central stjerne og planeter | |
dværgplaneter | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidater Sedna Orc Quaoar Pistol-pistol 2002 MS 4 |
Store satellitter | |
Satellitter / ringe | Jord / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidater Spækhugger quawara |
Først opdagede asteroider | |
Små kroppe | |
kunstige genstande | |
Hypotetiske objekter |
|