Спутник Нептуна - Тритон

Тритон — крупнейший спутник Нептуна. Был открыт английским астрономом Уильямом Ласселом (William Lassell) в 1846 г., всего через 17 дней после открытия планеты. Назван в честь Тритона — бога морских глубин в греческой мифологии. Название было предложено Камилем Фламмарионом в 1880, однако вплоть до середины XX века более употребительным было просто «спутник Нептуна» (второй спутник Нептуна Нереида был открыт только в 1949).

Орбита

Тритон имеет необычную орбиту. Он движется в направлении, обратном вращению Нептуна, при этом его орбита сильно наклонена к плоскости экватора планеты и к плоскости эклиптики. Это единственный крупный спутник, движущийся в обратном направлении. Ещё одна особенность орбиты Тритона — она представляет собой почти правильную окружность.

Снимок «Вояджера-2»

Особенности строения и орбитального движения Тритона позволяют предположить, что он возник в поясе Койпера как отдельное небесное тело, похожее на Плутон, и позднее был захвачен Нептуном. Расчёты показывают, что обычный гравитационный захват был маловероятен. По одной из гипотез, Тритон входил в состав двойной системы и в этом случае вероятность захвата повышается. По другой версии, Тритон затормозился и был захвачен потому, что «задел» верхние слои атмосферы Нептуна.

Приливное воздействие постепенно привело его на орбиту, близкую к окружности, при этом выделялась энергия, расплавлявшая недра спутника. Поверхность застывала быстрее, чем недра, а затем, по мере замерзания и расширения водяного льда внутри спутника, поверхность покрывалась разломами. Возможно, что захват Тритона нарушил систему спутников, уже существовавшую у Нептуна, и необычная орбита Нереиды служит напоминанием об этом процессе.

По одной из гипотез, приливное взаимодействие Нептуна и Тритона разогревают планету, благодаря чему Нептун выделяет больше тепла, чем Уран. В результате Тритон постепенно приближается к Нептуну; когда-нибудь он войдёт в предел Роша и его разорвёт на части — в этом случае образовавшееся кольцо вокруг Нептуна будет более мощным, чем кольца Сатурна.

Поверхность

«Замёрзшее озеро» (справа) с кратером на его поверхности

Тритон имеет диаметр 2706 км, что немногим меньше диаметра Луны, и плотность около 2,07 г/см³. Его поверхность хорошо отражает солнечный свет, поскольку покрыта метановым и азотным льдом. Во время пролёта «Вояджера», большую часть южного полушария покрывала полярная шапка.

Для наблюдателя с Земли средний видимый блеск Тритона составляет 13,47m, и Тритон с Земли может быть найден только в достаточно крупный телескоп. Абсолютная величина его тем не менее составляет −1,2m, что вызвано высоким альбедо.

Разрежённая атмосфера Тритона в представлении художника

Средняя температура поверхности Тритона составляет 38 K. Это настолько холодная поверхность, что азот вероятно оседает на ней в виде инея или снега.

Вблизи экватора на обращённой к Нептуну стороне Тритона обнаружены по крайней мере два (а возможно и больше) образования, напоминающих замёрзшее озеро с террасами на берегах с высотой ступеней до километра. Их возникновение по-видимому, связано с последовательными эпохами замерзания и плавления, с каждым разом охватывавшими всё меньший объём вещества. Даже в условиях поверхности Тритона, метановый или аммиачный лёд недостаточно прочны, чтобы удерживать такие перепады высот, поэтому полагают, что в основе террас лежит водяной лёд. Не исключено, что в результате приливного взаимодействия на Тритоне в течение миллиардов лет могла существовать жидкость.

Южная полярная шапка Тритона (занимает нижнюю половину снимка)

Южная полярная шапка из розового, жёлтого и белого материала занимает значительную часть южного полушария спутника. Это материал состоит из азотного льда с включениями метана и монооксида углерода. Слабое ультрафиолетовое излучение от Солнца действует на метан, вызывая химические реакции, приводящие к появлению розовато-жёлтой субстанции.

На поверхности Тритона мало ударных кратеров, что говорит о геологической активности спутника. По мнению ряда исследователей, возраст поверхности Тритона не превышает 100 млн лет.

Необычная поверхность, напоминающая «дынную корку»

На Тритоне имеются необычные регулярные округлые образования — система впадин, напоминающих «дынную корку». Через них проходят протяжённые полосы.

Атмосфера и криовулканизм

Несмотря на температуру поверхности 38 К, за счёт сублимации азота образуется разреженная атмосфера, давление у поверхности составляет до 15 микробар.

В области полярной шапки имеются многочисленные тёмные полосы (около 50). По меньшей мере две из них являются результатами действия гейзероподобных выбросов (см. Криовулканизм), остальные, скорее всего, — тоже. Азот, пробиваясь сквозь отверстия во льду, выносит пылевые частицы на высоту до 8 км, откуда они, снижаясь, могут распространяться на расстояния до 150 км. Все они тянутся в западном направлении, что говорит о существовании преобладающего ветра. Источники энергии и механизм действия этих выбросов ещё непонятны, но то, что они наблюдаются в широтах, над которыми Солнце находится в зените, позволяет предположить влияние солнечного света.

На Тритоне зафиксированы протяжённые облака на высоте около 100 км над поверхностью.

Облака над Тритоном, протяжённостью около 100 км. Снимок Voyager 2

Действующие гейзеры Тритона выбрасывают вещество на несколько километров вверх. Спутник предположительно является самым холодным местом в Солнечной системе, обладающим геологической активностью. Температура на поверхности Тритона составляет −235 °C.

Сделанный «Вояджером-2» в 1989 году снимок Тритона. Тёмные струи — следы извержений криовулканов

Вероятный подповерхностный океан

По расчетам группы астрофизиков под руководством Сасваты Хиер-Маджумдер (Saswata Hier-Majumder) из университета штата Мэриленд в городе Колледж Парк, жидкий океан из смеси аммиака и воды может существовать на Тритоне в том случае, если его первоначальная орбита была достаточно вытянутой. Хиер-Маджумдер и его коллеги сомневаются, что в этом океане могла зародиться жизнь в "земном" смысле этого слова - средняя температура воды в нем не может превышать минус 97 градусов Цельсия. Как предполагают исследователи, такой сценарий представляется весьма вероятным - за несколько миллиардов лет эллиптическая орбита Тритона могла постепенно превратиться в почти идеальный круг, по которому он вращается сегодня. В таком случае жидкий океан под поверхностью Тритона может просуществовать более 4,5 миллиарда лет без замерзания

Исследования

Орбитальные характеристики Тритона были определены ещё в XIX веке. Было открыто его ретроградное движение и очень большой наклон орбиты по отношению к экватору Нептуна и эклиптике. О самом Тритоне вплоть до XX века не было известно практически ничего. Попытка измерить диаметр спутника была предпринята Джерардом Койпером в 1954. Первоначально диаметр был оценён в 3800 км. Последующие измерения давали значения от 2500 до 6000 км[17]. Лишь в 1989, с помощью аппарата Вояджер-2, была наконец получена точная цифра — 2706,8 км.

Нептун (вверху) и Тритон (внизу) во время «отбытия» Вояджера 2.

Начиная с 1990-х годов, с земных обсерваторий начались наблюдения покрытий Тритоном звёзд, что позволило изучать свойства его разреженной атмосферы. Исследования с Земли показали, что атмосфера Тритона плотнее, чем показали измерения Вояджера-2[18]. Было также открыто повышение температуры атмосферы на Тритоне на 5 %. Это связывают с наступлением летнего периода, так как с повышением температуры растёт количество испаряющихся с поверхности газов.

Вояджер-2 до сих пор остаётся первым и единственным космическим аппаратом, который исследовал Тритон вблизи. Это происходило в июле — сентябре 1989 года.

Интересные факты

Действующие гейзеры Тритона выбрасывают вещество на несколько километров вверх. Спутник, предположительно, является самым холодным местом в Солнечной системе, обладающим геологической активностью. Температура на поверхности Тритона составляет 38 кельвин(-235 °C.)

Масса Тритона составляет 99,5% от суммарной массы всех известных на данный момент спутников Нептуна. Таким образом, все остальные спутники имеют очень незначительную массу.